第八章机械能守恒大单元教学设计课件高一下学期物理人教版（2019）必修第二册公开课示范课.pptx

__ __ 必修二第八章机械能守恒定律

__ __ __ -----__ 追寻守恒量

学校：克山一中

备课组：高一物理组

时间： 2023 年 4 月 3 日

其中加强大单元教学设计

它的本质就是围绕着核心概

念等要素进行整体教学设计，

从而起到整合其他相关要素的作

用。换个角度说，就是在整体教学

设计的基础上分步实施，仍然需要

我们通过课时教学去完成。也就是说，

我们在每一节课看到的不是一些小的知

识点，而是对一些大概念的理解。

探索目标：追寻守恒量，探索永动机

设计理念	热门问题引领启发教学
主要理论基础	认知心理学、学习进阶等
设计出发点	学生的认知基础与规律、教师经验
主要关注点	学生怎么学、学得怎样
设计思路	基于学生认识发展与知识内在逻辑

本单元围绕能量这个物理核心观念展开，通过

对重力做功、弹力（弹簧）做功、合力做功的推理

演绎，引出势能、动能，进而建立“功是能量变化的量度”的定量观念，再通过推理演绎得出机械能守恒定律，同时挖掘极限思想、微元法等思想方法，促进学生深度思考，形成基本的能量观，让学生对守恒这个科学本质有一定了解，为学生成长奠定基础。因而动能定理和机械能守恒定律也是本章的重点及难点内容。

• 基于教学内容和学情设计单元教学目标

• __单元教学

目标是其它环节的设计的依据__

单元教学设计框架中

各部分的关系

通过学习评价设计和教学反思，展现教学目标达成情况。

必修二 第八章《机械能守恒定律》

教学 内容分析：

（一）课程标准要求及解读：

2.1.1 理解 功和功率。了解生产生活中常见机械的功率大小及其意义。

2.1.2 理解 动能和动能定理。能用动能定理解释生产生活中的现象。

2.1.3 理解 重力势能，知道重力势能的变化与重力做功的关系。定性了解弹性势能。

2.1.4 通过

实验，验证机械能守恒定律。 理解 机械能守恒定律， 体会 守恒观念对认识物理规律的重要性。能用机械能守恒定律分析生产生活中的有关问题。

学生在初中对功、功率、做功的两个要素、能量等都有一定的认识，对动能和势能之间的相互转化、对守恒思想有一些了解，但对能量的定量表达，对能量守恒的定量表述还不清楚，“功是能量转化的量度”、“守恒思想”有模糊的印象，清晰的物理观念尚未建立，进而运用功能关系、守恒思想处理分析实际问题存在非常大的挑战。

学生能比较熟练的利用运动和相互作用的观念分析解决问题,对运用极限思想、微元方法等研究方法有基础。

本章以功的计算为基础，通过推导定义重力势能、动能，理解功是能量转

化的量度，以此为基础，通过研究动能和势能的相互转化，推理得出机械能守恒定律，对学生的抽象思维、理解能力、推理演绎等要求比较高。

利用动能定理、机械能守恒解决问题是一种方法上的更新，从熟悉的动力学解决问题转换过来，对学生是个挑战，因此要适时的展示能量方法处理问题的优越性。同时能量观点解决问题关注过程和初末状态，对学生的思维深度要求比较高，功、能容易混淆，造成学习困难，通过明确的步骤让学生有抓手，进而降低思维难度。

学生对高中实验已经有所涉猎，能比较熟练地使用打点计时器，具有比较好的实验操作能力和数据分析能力，能够用图像法处理数据。有一定的实验探究能力，对理论探究接触少，较为陌生，可以通过本章的学习让学生熟悉。

本章的学习可以让学生很好地认识到推理演绎和实验探究的完美结合，通过对学史的介绍让学生认识到任何一个科学规律的得出都不是一

蹴而就的，需要很多科学家的接续努力。通过本章学习，让学生对科学本质（守恒思想）有了解，埋下守恒观念的种子。

探索目标：追寻守恒量，探索永动机

总体目标	目标分解	课程安排	学生活动	总结
认识自然探寻守恒量	初步建立能量观念	1、功和功率	探究汽车的启动两种方式及常见做功求解	通过做功改变物体动能，做功是能量转化的一种方式和量度
			撑杆跳运动中几种能量的变化
		2、重力势能、弹性势能
	探究动能定理机械能守恒定律	1、动能及动能定理	设计验证动能定理实验方案
		2、机械能守恒定律	了解前辈们做出的科学探索	在一定

条件下，机械能是守恒的也得出了能量守恒定律，那永动机是否存在呢？ | | | | 3、实验：验证机械能守恒定律 | 体会能量的相互转化，建立守恒思想 | | | | 形成能量观点解决问题 | 追寻守恒量----能量守恒定律 | 体会运用能量守恒观点解决实际问题 | |

包括建立功、功率、重力势能、弹性势能、动能、机械能的概念；通过分析重力做功、合力做功与对应能量变化的关系，让学生经历从特殊到一般的探究过程，初步建立功是能量转化的量度的观念；通过理论探究和实验验证，建立机械能守恒，形成能量守恒观念。

2.体会演绎推理、微元法等学科方法

包括以匀变速直线运动为基础，通过牛顿第二定律推导动能定理，再通过微元法推广到一般运动过程；通过分析物体沿直线运动中重力做功，再到用微元法分析物体沿曲线运动重力做功，得出重力做功

与路径无关；通过动能定理、重力做功与重力势能的关系推理得出机械能守恒定律，通过实验验证机械能守恒定律，进而建立守恒思想。

3.形成用能量方法处理问题的大思路

包括以匀变速直线运动为基础，通过牛顿第二定律推导动能定理，再通过微元法推广到一般运动过程；通过分析物体沿直线运动中重力做功，再到用微元法分析物体沿曲线运动重力做功，得出重力做功与路径无关；通过动能定理、重力做功与重力势能的关系推理得出机械能守恒定律，通过实验验证机械能守恒定律，进而建立守恒思想。

3.形成用能量方法处理问题的大思路

包括以匀变速直线运动为基础，通过牛顿第二定律推导动能定理，再通过微元法推广到一般运动过程；通过分析物体沿直线运动中重力做功，再到用微元法分析物体沿曲线运动重力做功，得出重力做功与路径无关；通过动能定理、重力做功与重力势能的关系推理得出机械

能守恒定律，通过实验验证机械能守恒定律，进而建立守恒思想。

构建概念的理解层级，促进深层理解

以学生为中心，关注学生的认知基础和路径

对层级阶梯的设计意图进行说明，设计跨越层级的活动

按照知识、认知由浅到深的顺序设计学习过程的层级阶梯

基于单元教学目标设计教学策略

贯穿整个单元的大策略和整体认识

教学策略

类比策略

结合学史和实验探究策略

大胆猜想的策略

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跨越层级的_ 困难点

引入功和能量的概念

追寻守恒量

抓住学生兴趣点导入 教学

对于功，可以与初中所学定义对比进行教学，体会功的概念的广义性。

通过设计验证动能定理的实验，进一步理解合力做功和动能改变的对应关系；通过验证机械能守恒定律的实验，进一步渗透能量守恒的思想。

结合目前热门电影《流浪地球》中一个情节，推动装置是否可以不使用燃料而永动

在教学中可以再现伽利略的探究实验这一历史过程，建立守恒思想 , 了解科学家对能量守恒探索的历程，体会 科学家 们的研究方法，学习他们追求真理，追求科学本质的科学态度与精神。