对新课程中“追寻守恒量”呈现方式的探讨

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1、对新课程中“追寻守恒量”呈现方式的探讨江西省浮梁县一中周洁新课程高中物理《必修·2》中追寻守恒量所研究的问题是：以伽利略斜面实验为研究手段，以在理想条件下小球的动能与重力势能的相互转化为探究过程，来探究物体在忽略空气阻力和摩擦力时是否遵循机械能守恒这一规律。最后提出的问题为：势能和动能如何定量地度量？势能和动能的转化是怎样进行的？但从整章的知识体系、学生的认知能力、科学的探究能力及科学的思维方式分析，本节的内容安排在该章的第一节，有失欠妥。原因如下：一、知识体系不够严谨高中物理课程标准对本章的内容标

2、准分为：（1）、举例说明功是能量变化的量度，理解功和功率。关心生活和生产中常见机械功率的大小及意义。（2）、通过实验，探究恒力做功与物体动能变化的关系。理解动能和动能定理。用动能定理解释生活和生产中的现象。（3）、理解重力势能。知道重力势能的变化与重力做功的关系。（4）通过实验验证机械能守恒定律。理解机械能守恒定律。用机械能守恒定律分析生活和生产中的有关问题。（5）了解自然界中存在多种形式的能量。知道能量守恒是最基本、最普遍的自然规律之一。（6）通过能量守恒及能量转化和转移的方向性，认识提高效率的重

3、要性。了解能源与人类生存和社会发展的关系，知道可持续发展的重大意义。由课程标准的内容可知，“追寻守恒量”应与新课程高中物理《必修·2》中第10节能量守恒与能源熔为一体，放在本章节的最后为宜。但从“追寻守恒量”一节中最后提出的两个问题的角度考虑，它又应放在动能定理之后。与机械能守恒熔为一体较好。二、知识结构的内在逻辑性不合理课程的编制应考虑学科知识结构的内在逻辑性，以保证学校课程的科学、系统性。而新课程高中物理《必修·2》中第七章机械能守恒定律的知识结构呈现为：1、追寻守恒量，2、功，3、功率，4、重

4、力势能，5、探究弹性势能的表达式，6、探究功与速度变化的关系，7、动能与动能定理，8、机械能守恒定律，9、实验：验证机械能守恒定律，10、能量守恒定律与能源。从知识结构看第1节分析能量，第2、3节分析功与功率，第4、5节分析势能，6、7分析动能，8、9、10分析机械能与能源。如按知识结构的内在逻辑性考虑，又结合“追寻守恒量”研究的内容所涉及的知识，现行教材的知识排序给人一种不妥之感。一、对学生的认知能力要求过高从学生的认知能力来讲：要使学生对某一物理现象或物理规律的理解与掌握，必须先理解与掌握有关描

5、述这一物理现象或物理规律的基本概念，以及这些概念之间的关联关系。而“追寻守恒量”中所涉及的基本概念包括能量、动能、势能，在本节中都只是定性地给出了定义，没有做出定量的研究。对动能与重力势能系统研究则分别呈现在第七节与第四节中，从而使学生学完本节之后，还只能得到抽象、模糊概念。为什么小球往下运动时动能增加，势能减少；而当小球往上运动时动能减少势能增加，学生在没有学习重力做功与重力势能的关系及动能定理之前，无法解释其变化的原因；同时小球在运动过程中动能的变化量为什么等于势能的变化量，学生在没有学习动能定

6、理之前也无法进一步证明。虽然本节将这两个问题以思考题形式给出，但第二节却安排了“功”的内容，这是否与教科书编写要为全面落实课程目标服务的原则相矛盾。二、因知识不足，科学的探究过程无法达成新课标要求教科书的内容加大研究性学习力度，使学生从科学探究中得到感悟和体验，具体表现为物理规律要经过观察实验、抽象思维与数学方法相结合。但“追寻守恒量”是研究在伽利略斜面实验中小球在运动过程中动能与势能的相互转化中是否遵循能量守恒问题，如果学生在学习了动能、重力势能及动能定理之后，再让学生分析小球在运动过程中动能如何

7、变化、势能如何变化、动能与势能之和如何变化，学生在教师的引导下是很容易运用数学方法从理论或实验的证明中得出结论的。然而“追寻守恒量”却要求学生在没有系统学习动能、重力势能及动能定理的前提条件下来研究小球在理想条件下运动时能量是否守恒，学生难以给出科学的定论。三、因能力不足、科学思维能力无法提高新课标要求教科书的内容选择应重视发展学生的科学思维能力，具体表现为发展学生的“抽象与概括、分析与综合、推理与判断”等科学思维能力。而“追寻守恒量”只是在理想的条件下进行抽象分析、并在假想的条件下进行推理，然后得

8、出假想的结论。它不符合物理规律产生的依据。任何一条物理规律的产生必须通过大量的科学实验，从分析这些实验数据中找出它们内在的必然联系，并得出其规律性，然后将这一规律应用到其它物理现象以验证其合理性及科学性。总之，如果说它放在第一节，作为本章中能量的引导，那么教材中“追寻守恒量”的前面（即本章的第一自然段）对本章已做了总体概述，它又显得多余；如果它作为独立的一节，教材中第8节机械能守恒定律又系统而科学地分析了动能与势能的相互转化与守恒，它又显重复。因此无论是从教科书的编写