2018高中物理“机械能守衡定律”的实验教学法探究

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高中物理机械能守衡定律的实验教学法探究
随着课程改革在高中教学中的不断推进，许多新的教学方式和手段被应用到高中物理教学过程中来.机械能守恒定律是高中物理学习过程中重要的定律之一，在高中物理知识拓展应用方面中有着十分重要的作用.下面简要介绍在新课标理念的背景下，高中物理机械能守恒定律的实验教学法探究.
　　一、情境教学，引起学生兴趣
　　情境教学法为新课程理念下，创造高效课堂有效的教学途径之一.在实验课程中利用情境教学法，能够让实验过程更加生动有趣，提高物理知识的生活性质，从而加深学生对知识的记忆点.机械能守恒定律实验教学的主要实验教学目的是为了验证机械能守恒定律，学生在学习了理论知识之后，教师组织学生利用已有的实验器具来进行该定律的验证.那么该如何展开实验情境教学呢？以往教师一般采用演示实验，让学生来明白物理规律，这样的教学方法的弊端在于学生总是顺着教师的思路去思考，并没有真正地自主完成验证性实验，从而对于实验结论也往往只形成表面的认识.而情境实验教学法，则更多的是让学生产生自主探究的理念.
　　因此，在验证机械能守恒定律实验教学过程中，教师首先可以利用多媒体教学设备展示一些物理情境，例如：弹簧的一端接在气垫导轨的一端，另一端和滑块相连，让滑块在水平的轨道上做往复运动；运动员投出铅球；并提出问题：（1）小滑块为什么能够做往复运动？（2）小滑块为什么最后停下来？这些问题的设计出发点都是为了激发学生的学习兴趣，带动学生的探究性思维，并且为本节课结束时的反馈埋下伏笔.同时为下面的实验研究奠定基础.带着问题给学生做一个简单的演示实验：依次演示自由落体、竖直上抛、滚摆、单摆和弹簧振子，提醒学生注意观察物体运动中动能、势能的变化情况.在引导学生分析物体运动状态变化过程中得出重力势能增大（减小）的过程就是动能减少（增大）的过程.继而提出问题：通过上述分析，我们得到动能和势能之间可以相互转化，那么在动能势能的转化过程中，动能和势能的和有什么变化呢？引起学生的探究性思考.具体教学过程如下：
　　师：在以上的例子中，自由落体运动是最简单的现象，那么我们就以自由落体运动为例，来研究在下落中，物体的动能、重力势能的变化究竟有何关系.根据以上的实例，我们不妨大胆的猜测一下.
　　生：（七嘴八舌）守恒，总的能量不变
　　师：也许守恒，也许不守恒，到底怎样，需要事实来检验，但是，如果动能和重力势能真守恒的话，自由下落的小球不论在哪个位置，总能量应是一个恒定的值.那么，我们只要在小球下落的过程任意选取不同的几个位置，想办法测出这几个位置的动能、重力势能，一切就都明白了.
　　二、设计实验方案，注重学生实验技能培养
　　实验方案设计对于实验课程的实施是有重要意义的，教师在进行实验方案设计过程中，不仅要注意到如何提高学生的实验兴趣，发散思维，同时还需要注重学生的实验技能培养，实验技能培养包括了对于实验仪器的构造了解、使用的原理了解、使用方法的掌握等，确保实验过程中，不会有学生出现基础实验器具使用不好的情况，浪费实验时间，也拖延了整体实验进度，同时也会造成实验一定程度上的失败.讲实验，背实验，在黑板上画实验均不能代替学生亲手做实验，上好实验课的一个重要前提是要有耐心，一半学生渴望实验课提高自己，一半学生渴望实验课发泄自己.因此，教师应该本着因材施教的原则，在实验方案设计过程中，设计的实验目的也需要有一定的阶梯性.
　　机械能守恒定律的实验方案设计如下：
　　1.实验器材：打点计时器、纸带、复写纸、重物、刻度尺、铁架台（带铁夹）、学生电源等.
　　2.本实验验证极其简单情形下的机械能守恒自由落体运动.而且，针对的是极其特殊的过程从释放点到某位置.计量重力势能的改变时，只要测量出过程越过的高度，结合当地的重力加速度即可.计量动能改变时，启用了打点计时器根据打出的纸带求末状态的瞬时速度（依据匀变速运动的平均速度等于中间时刻的瞬时速度）.
　　3.针对资质好的学生，要求其在实验结束后深入思考：实验过程中，为什么要取第一、二点间距为2mm进行数据处理？其主要原理是什么？而资质相对差的学生，则主要需要根据实验结果的表格数据进行一定的总结归纳.
　　三、开放性实验教学