物理组范勤勇《能量转化的基本规律》
《能量转化的基本规律》教学设计
南通市东方中学 范勤勇
【教材分析】
本节为能源与可持续发展中的一节内容，是在前面第12章机械能与内能基础上对能量相关知识的一个综合运用和深化认识。教材通过模拟永动机和列举实例来得出能量守恒；通过对自然界中现象的分析得出能量转化具有方向性这一特点，最后阐述了能的转化与守恒定律的普遍性和重要性。虽然课标的要求是知道能量守恒及能量转化具有方向性，但本节相对枯燥。因此，在教学过程中可通过对永动机这一模型实验引入，创设情境问题，得出守恒定律。再通过资料引入、学生讨论分析，得出能量转化具有方向性这一特点。最后通过讨论如何解决能源危机来用所学知识分析问题的意识。“能量转移和转化的方向性”是本节教学的一个难点．教学时借助学生熟悉的生活实例介绍，并帮助他们初步了解有关知识．
【学情分析】
学生学到这里时已基本学完了整个初中物理，对物理学有了大概的认识。关于能量在前面章节中都有不同程度的学到，在第12章中详细学习了机械能与内能及其转化。应该说，学生对于能量有了一定的认识，并能较熟练地列举、分析生活中的能量转化现象。因此，本节教学从能量的转化入手，通过对能量转化时的实质分析入手，来引导到守恒定律的得出，学生能较易接受。在此基础上，再通过合作讨论形式引导学生通过实例分析出转化的方向性，学生不会有太大困难。
【学习目标】
一、知识与技能
1．通过实例回顾知道能量可以实现不同物体间的转移或转化．
2．知道能量守恒定律，能举出日常生活中能量守恒的实例．有用能量转化与守恒的观点分析问题的意识。
3知道在现实生活中能量的转化与转移有一定的方向性．知道合理利用能源与节约能源的重要性
二、过程与方法
1．能在观察物理现象过程中发现一些问题，有一定的分析问题能力。
2．通过合作讨论等形式的参与学习，知道实验和实例分析也是研究物理问题的方法，提高学习主动性。
3．学习从物理现象和实例分析中归纳简单的科学规律，尝试应用已知的科学规律去解释某些具体问题。有初步的分析概括能力。
三、情感态度与价值观
1．具有对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理。
2．能从实际出发，以实验结果为依据，实事求是，尊重自然规律的得出过程。
3．乐于用所学知识去了解、解释自然生活中的现象，并服务于生活。
【教法学法】
教法：实验、讲解；学法：观察、归纳
【教学重难点】
1．能量转化与守恒
2．能量的转移与转化有一定的方向性
【实验准备】
烧杯2只，棉绳2根、水
【教学过程】
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课堂活动 |
教学过程 |
意图说明 |
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一、课题引入： 演示实验： 师：同学们，告诉你们一个好消息，老师刚刚有了个重大发现：刚才在办公室做了这个实验，发现杯子里的水竟然自己滴到了外面桌子上。想想，要是把这个现象用在生活中，你家就不用交自来水费啦。同学们要不要和老师一起来合作探究下？ 生：想。 演示实验1：在一烧杯中盛入水，将一棉绳的一端放入烧杯中，另一端悬挂在外面，并且高于水面，观察现象。 演示实验2：在一烧杯中盛入水，将一棉绳的一端放入烧杯中，另一端悬挂在外面，并且低于水面，观察现象。 师：为什么会出现这个现象呢？要解决这一问题，先让我们一起学习《能量转化的基本规律》 板书：能量转化的基本规律 |
教师演示实验1，学生边听边观察现象。发现实验1现象与老师表述的现象不同。 教师换另一相同杯子做实验2.
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通过教师的设问及演示实验，来提起学生对本课的探究兴趣。
通过2次实验的观察与对比，培养学生的观察能力，并产生疑问？为学生主动继续探究打下基础。 |
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二、新课教学 1．能量守恒定律 师：同学们，关于能量及其转化在前面我们就学过了，那有谁告诉我们几个能量转化的例子吗？ 生：打气：机械能转化为内能 上抛的球：动能转化为重力势能 ……. 师：由此看来，我们都是在能的转化或转移中利用能量的。在转化中，一种能量的增多必然伴随着另一能量的减少。 那我们再从能量转化的角度来分析下刚才的实验给我们带来的启示： 实验1：水不会从低处流向高处，为什么？ 生：如果能实现，则水的重力势能增加，但没有外界能量补充，所以是不能实现的。 那为什么实验2能实现呢？ 生：实验2中水从高处流向低处，重力势能转化为动能，可以实现。 看来，世界上不会无中生有地产生能量，能量在转化或转移时是遵循一定规律的。19世纪的科学家们经过探究，得出了能量的转化和守恒定律： 能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一物体，而在转化或转移的过程中，其总量保持不变。 板书：1. 能量守恒定律 板书： （内容） 现在看来，老师的梦想能否实现啦？不能。 为什么？ 违背了能量守恒定律。 其实在能量守恒定律之前，很多科学家就做了类似刚才的演示实验，即“永动机”的雏形，但都没成功。永动机的不可能实现，是导致能量守恒定律确立的一个重要线索。 同学们能举例说明能量的守恒吗？
2．能量转移和转化的方向性 昨天老师在网上看到一新闻，说：广东为解决“十二五”能源危机，将开工建设陆丰核电站。同时报道，中国目前正面临严重的能源危机。老师也查找到历史上的几次能源危机： 1973年能源危机 1979年能源危机 1990年石油价格暴涨 英国石油抗议活动 2005石油价格上扬 既然刚才学了能量是守恒的，那为什么还一直爆发能源危机呢？ 请同学们阅读课本95页16-17图内容，分析并讨论，它们说明了一个什么问题？ 生：能量转移和转化的方向性 请同学们再看图18-19，这2种情况可能发生吗？这又说明了什么呢？ 生：能量转移和转化的方向性 板书：自然界中许多自发的过程都是有方向性的，或者说能量的转化和转移也是有方向性的。 请同学们再列举一些实例，说明能量的转化与转移是有方向性的？ 现在有哪位同学能简单谈一下为什么会出现能源危机？
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引导学生从水的流向高低来思考2次实验的启发。
展示永动机图片进行说明。
展示现在和历史上的能源危机
引导学生分析各图，注重自发过程，并得出方向性。 学生多发言、举例，巩固知识的运用。 |
通过学生对能量及其转化知识的回顾，引导得出：在转化中，一种能量的增多必然伴随着另一能量的减少。从而为2次实验作出初步的解释。
通过学生的举例和2次实验的对比，说明能量的守恒。
通过举例来巩固知识
通过资料引入，从感性的角度入手，让学生乐于参与到课题研究
从图中各事例来分析归纳出方向性。 |
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三、当堂反馈
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板书
能量转化的基本规律
1.能量守恒定律：
能量既不会消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化成另一种形式，或者从一个物体转移到另一物体，而在转化或转移的过程中，其总能量保持不变。
2.自然界中许多自发的过程都是有方向性的，或者说能量的转化和转移也是有方向性的。