高中物理中能量守恒教學方法探討

摘 要：本文探討了高中物理關于能量守恒教學的狀況和出現的一些問題，并針對這些問題提出了幾點具體的教學建議，以幫助學生更好地理解能量這一概念，為高中物理教學提供一些指導。

關鍵詞：高中物理；機械能；能量守恒；教學方法

一、針對能量守恒教學中出現的問題進行探討

有許多調查研究表明：許多學生在日常學習當中往往無法確切地應用能量守恒的知識。究其原因是學生沒有真正的理解能量的概念，或者說是理解地十分模糊。這就要求物理教師在授課時，需要運用一些巧妙的方法正確地引導學生深刻理解能量的含義。比如：授課時可以運用類比的方法、結合之前所學的功能關系進行討論分析，幫助學生清晰地認識理解能量守恒定律，從而學會解決一些較為復雜的問題。

物理學中：不同形式的能量對應不同力做的功。例如：電場力做的功與電勢能的變化對應、彈力做的功與彈性勢能的變化對應，重力做功與重力勢能的變化對應等等。當某種力做正功或者負功時，所對應的能量就增加或者減少。比如說：系統中一對滑動摩擦力做的是負功，那么相對應的系統的內能就增加。可見，高中物理教學當中能量存在的形式是多種多樣的。但大多數學生只是識記這些概念，卻沒有理解它們的真正含義。此外，在學習過程中一些可以直接應用公式的題目學生感覺較為簡單，而對于沒有公式可以代入的，學生往往就不知從何著手，感到十分吃力。這需要物理教師對其進行引導。比如說：分子運動的內能，就沒法通過公式來計算。教師就要讓學生轉換思維的角度，通過其他的方式間接解決。如通過功能關系來解決，將能量變化問題轉化為求力做功的問題，求出物理過程中對應力所做的功，進而求出能量的變化量。教師要教會學生一種思考問題的方式，在學習的過程中多角度思考問題，學會換位思考，才能使學生對能量有更深刻的認識和理解。

二、高中物理能量守恒的具體教學方法

2.1需要引導學生通過功能關系來理解能量

在能量教學中，教師要從以下幾方面指導學生更好的理解能量的含義：

（1）對于能量而言，一次只關注某一些狀態下的能量值以及某一個過程中能量的變化量。具體的能量值的確定就由一些計算公式得出：動能或者勢能……

（2）不過教材中一些能量沒有具體的計算公式：磁場能以及內能等等。至于這些能量，物理教師就可以應用講授的辦法，結合學習過的能量，引導學生歸納總結出不同形式的能量變化過程中相應力做功的情形。經過歸納比較讓學生理解一個基本原理：功是能量轉化的量度。只要理解這一線索，就可以更深刻理解能量的含義。關于能量值的求法就可以通過做功的多少來判斷。反過來，有些變力做的功往往難以求解，這時如果運用能量轉化的觀點來進行解答也會變得簡單。物理老師在教學中要讓學生們清楚地認識到做功和能量的變化是不可分割的，讓學生們清楚地了解功能之間的關系，從而熟練地運用功能原理。

2.2善于運用類比推理法，加深學生對概念的理解

學生對分子勢能和電勢能的了解往往停留在剛接觸、剛認識的層面上，對于其基本內容并不能做到完全理解和掌握。作為教師有責任采用適合學生的方法，將繁雜的物理知識轉變為通俗易懂的內容，這樣學生的接受度就可以有所提高。采用類比法將難懂的知識轉變為學生已經熟知的知識可以讓學生更容易理解，比如對分子勢能與分子力做功的關系類比為重力勢能與重力做功的關系。這樣學生便會拿重力勢能的變化與重力做功的關系作為模板，自然就對分子勢能變化的知識理解得更深刻。同樣地，電勢能變化與電場力做功的關系也可以這樣經過類比得到充分的理解和掌握。對于“當某個力做功時系統機械能如何變化”這樣的問題，從機械能守恒條件逆向思考，就會發現如果一個系統重力、彈力以外的其它力做功，系統機械能將不守恒。以此類推，當一個系統的“其他力”做了多少功，系統機械能就變化多少；其他力做正功，系統機械能就增加，其他力做負功，系統機械能就減少。在物理學中善于運用類比推理法，就會發現對枯燥難懂的物理知識有更深的理解，而且在引導學生使用類比推理的過程中，學生自然會對知識有循序漸進的掌握。

2.3不能忽視能量守恒定律

能量守恒定律作為最常見的規律之一，在各種能量之間的轉化或者守恒問題都可以利用它來解決，然而正因為它的普遍性往往導致解答時會被忽略。這就需要教師在日常教學中對能量守恒定律進行強調。對能量守恒定律的忽略主要存在兩種情況：一是學生審題以后考慮對應的定律而忘記最普遍的定律；二是學生難以全面考慮題目中各種能量的變化或者去向，而導致用錯了能量守恒定律。能量守恒定律成立的條件和情況，常被學生遺忘或者和其他定律成立的條件相混淆，而導致分析錯誤。例如，物體與物體在碰撞以后，因為存在摩擦力等等會導致機械能損失。有的學生把光滑無摩擦的情況當做是能量守恒的條件，從而得出錯誤的結論，簡單地認為能量不守恒。為了避免這一情況出現，教師需要在授課時反復強調區分各種定律的成立條件和列舉個別錯誤分析的案例，向學生們展示能量守恒定律正確的具體的分析方法與過程，并強調這一普遍定律的重要性。

三、結語

對于已經有一定理解能力的高中學生來說，在學習高中物理能量守恒定律的過程中，不但要注重學生對知識的理解和掌握，教師的教學方法也極其重要，學生需要教師潛移默化的引導和影響。教學中通過功能關系來理解能量、運用類比推理法，將未知的功能關系借助已知的功能關系來進行突破，提高了了學生的可接受程度。此外，在教學中還要強調區分各種定律的成立條件，讓學生意識到在解決問題時不能忽略了能量守恒這一最為普遍的定律。總之，教師要因材施教，因時制宜，選擇合適學生的教學方法，才能幫助學生對能量的學習有更好的理解。

參考文獻

[1]分析功能關系及能量守恒問題[J]. 陳泉源.中國校外教育. 2017（03）

[2]多措并舉，提升物理教學實效[J]. 張明戰.華夏教師. 2017（03）

[3]新課程理念下高中物理概念課的有效教學策略[J]. 劉乃辛.華夏教師. 2015（02）

作者簡介：

莊瑞榮，1986年9月，男，漢，廣東省茂名市人，研究生，教師，研究方向：課程與教學論