《能量的转化与守恒》教学设计 【教材分析】 “能的转化与能量守恒”是课程标准中的核心概念。本节课相当于通过对整个单元的复习中总结出能量的转化与守恒定律。通过专题化学习，让学生从实际问题出发学习能的形式、能的转移和转化的具体分析方法。初中阶段，首先学习初步的科学概念和规律，如动能、势能、机械能及其守恒，机械功、功率、杠杆平衡条件、机械效率、内能及改变物体内能的途径、热量、燃料的热值、物质的比热容、电功、电功率、功和能的关系等，这些内容与学生的日常生活紧密联系，但贯穿始终的主线是能的转化与能量守恒。其次，运用概念进行简单的定量计算，如功和功率的计算、应用杠杆平衡条件的计算、分析计算滑轮组的省力问题、计算滑轮组的机械效率、电功率以及电能消耗的计算等。这些定量计算是学习能量守恒定律的基础。最后，定性了解能的多种形式（包括生物体能量的来源与转化），能的转化与传递的方向性。 【学情分析】 本节课相当于通过对整个单元的复习中总结出能量的转化与守恒定律，对学生的综合分析能力要求相当高，本节内容用系统的概念理解能的转化过程中能的总量保持守恒，初步建立用能的转化与守恒的观点分析问题的意识，能的转化和转移的方向性，对学生来说有一定难度，由于是热力学第二定律的内容，初中学生只需了解方向性的概念及相关现象即可。通过观察、实验、案例分析等来提高学生的模型建构、推理与论证等科学思维能力。 【教学目标】 1.科学观念：通过单摆实验的情境引入，复习动能和势能之间的相互转化；通过学生举例及科学史实的展现，复习常见的能的形式及其转化；通过焦耳的实验装置的分析，能用功和能的关系解释能的转化现象； 2.科学思维：通过观察、实验、案例分析等来提高学生的模型建构、推理与论证等科学思维能力； 3.实践探究：通过分析迈尔及焦耳的研究过程，把能量转化拓展到生理学、热学及自然界，并认为它们是统一的；通过阅读亥姆霍兹的研究过程，初步体会定量方式对科学定律建立的重要性； 4.态度责任：通过科学史，感受科学发现是曲折艰难的过程，科学成果是众多科学家集体智慧的结晶，同时培养学生勇于质疑，大胆推理的科学意识及关心自然界各种现象之间的联系，关心科学技术发展和能源发展的社会意识。 【教学设计】 （一）分析实际问题，引入课题内容； 师：演示单摆来回运动，提问动能和势能如何转化？ 生：小球摆向最低点时，势能变小，动能变大，势能转化为动能；离开最低点时，势能变大，动能变小，动能转化为势能。 师：同学们也来举几个生活中有关能量转化的例子？ （二）比较科学史实，体验能量转化； 材料一：说说下列历史事件中的能量转化。 （1）1820年奥斯特发现电流的磁效应：通有电流的导线在其周围产生磁场。 （2）1821年塞贝克发现温差电效应：将两条不同材料的金属线首尾相连形成具有两个结点的闭合回路，加热其中的一个结点，再使一个结点保持低温，在电路中会产生电流。 （3）1831年法拉第发现电磁感应现象和规律：闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流。 （4）1840年焦耳发现电流的热效应：电流通过各种导体时，电流做功使电能转化为热能 分析：1.实现了电能到磁能的转化。 2.实现了内能到电能的转化。 3.实现了机械能到电能的转化。 4.实现了电能到内能的转化。 思考：科学史上涉及能量转化的研究为什么都集中在19世纪初？随着人类实践活动的深入,特别是由于科学实验的蓬勃发展,在19世纪的前三十多年中,人们把认识领域不再是机械运动，而是扩展到电磁运动、热运动和化学运动等方面,从而有了一系列关于电能与机械能、热能、化学能相互转化的实验结果, 这就为能量守恒和转化定律的发现提供了充分的根据。 （ ... ...
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