探究初中阶段关于能量知识的教学

【摘    要】物理学中物质具有各种形式的能量，各种形式能量之间能够相互转移或转化，这个过程中物质就对外做功，由此产生了很多物理现象。学习各种形式的特点，应用转移和转化的过程，能有效解决关于物理方面的很多问题。

【关键词】初中物理  能量  形式  特点  过程

中图分类号：G4     文献标识码：ADOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2015.10.125

宇宙中找不到一个绝对静止的物体，所有的物体普遍在做各式各样的机械运动。例如：物体由于位置较高而具有中立势能，因发生弹性形变而具有弹性势能，而且物质的分子之间存在引力和斥力，因此物质的分子之间还具有势能，以及物体内所有分子由于热运动具有的动能，以及分子间势能的总和叫做物体的内能。还有即使在原子中都存在巨大的能量——核能等等，这些方面我们都可以看出来能量在日常生活和生产学习中的重要性。而初中的物理课程可以联系生活中的常见现象带领我们认识能量存在的形式，研究能量转移的作用、能量转化的过程和特点，以及如何更合理的利用各种形式的能量。我将具体从以下几个方面展开能量教学中所思所感。

一、物体的机械能

机械运动是宇宙中最普遍的现象，这就是运动的普遍性。运动的物体有对其他物体做功的能力，影响动能的因素包括质量和速度，因此在教材中设置先从物体的质量和速度说起。对于质量和速度同学们在生活中有比较普遍的认识，所以教学的重点是教学生如何正确的描述这些物理量。运动的描述首先要选择一个作为标准的物体作为描述物体运动的参照物，以不同的物体作为参照物，物体的运动情况是不同的。由于学生在生活中认识速度都是以地面为参照物，形成了固化的认识，因此教师纠正学生这一片面的认识，使学生正确理解物体的运动情况和参照物之间的相对关系是教学工作中的重点。

在日常生产工作中，人类很早就懂得筑坝，用高处的水去冲击水轮碾米、磨面，反复地举起重物来夯实地基，应用的就是位于高处的物体也具有做功的本领，这种形式的能量就是重力势能。将这样的重力势能知识应用于具体的教学过程中，联系生活中的常见现象来分析重力势能与质量和高度的关系。当然同样的道理，应用于动能、重力势能、弹性势能间，让学生体会相互转化是生活中的普遍现象，也有广泛的应用，就可以在教学中使学生更加直观的认识加强动能、重力势能、弹性势能三者综合之间的转化过程，也更容易激发学生的学习兴趣和热情，对以后的学习进程是有极大好处的。

教师通过一些小的动手实验来开启学生学习物理知识的大门也是不错的方法。例如：将一个小球放在弹簧上，用力向下压小球，弹簧受到压力后发生弹性形变，因而具有了弹性势能，撤去力后，弹簧恢复到原来的形状，与此同时弹力对小球做功，将小球弹起，弹性势能转化为小球的重力势能和动能。小球向上飞的过程中，在重力的作用下，速度逐渐降低，动能转化为重力势能，小球到达最高点后，在下落的过程中重力势能又转化动能，接触弹簧后，动能再转化为弹性势能。结合这一系列知识点于具体的实验过程，做出能量转化的图示能够有效促进学生对机械能之间转化过程的理解和认识。

二、内能

初中学习的内能知识包括物体内分子做无规则热运动所具有的动能和分子间相互作用而具有的势能。温度是组成物质的分子运动的宏观标志，温度越高，表明物体内部的分子运动越剧烈，分子运动的剧烈程度又影响分子间的距离，从而使物质的物态发生转化。

就九年级的物理教材而言，从教学的重点是温度、内能改变方式，例如：热传递的实质是内能从高温物体传到低温物体或者从同一物体的高温部分传向低温的部分，即内能的转移，在热传递过程中，物体升高或降低的是温度，传递的是热量，改变的是内能。内能和机械能之间的转化，各种样式的热机燃料燃烧时释放的内能转化为机械能，教材中主要学习内燃机这种热机，其工作原理主要包括做功冲程中内能转化为机械能，压缩冲程机械能转化为内能，压缩冲程的能量转化这些考点、难点、重点。学生容易忽视且不容易形成自己的知识体系，教师要对学生的实际学习情况做好调查，并要有切实周密的准备，在课堂教学中要时刻注意学生的反应，并不断创新、改进，提升课堂质量和效率。

三、电磁能

电在生活中已经越来越重要，留意一下周围的电器就会发现：从20世纪初的电灯，到现在的电子计算机，电的应用促进了人类文明的快速发展。在家庭生活中，各种家用电器将电能转化为其他形式的能量，根据它们的特性和用途可分为电能转化为光能、内能和动能三种形式。研究教学大纲和课改要求，可以从以下几点展开讨论：电源和电阻（各种电器）用导线接成通路形成电流，电流经过电阻发生能量转化，在这个转化过程中涉及电压、电阻、电流等物理量。如何正确地分析和计算这些物理量是教学工作的重点，而电路中的总电压（流）和各部分电压（流）的关系和电路中的总电阻和分电阻有很紧密的联系。故此为了使学生能充分认识每个物理量之间的关系，教材中设置了多个实验探究活动，教师要引导学生通过相关实验结果发现电压、电阻、电流之间的关系，并结合教材内容教会学生通过电路图分析和解决电学问题。

物理学家奥斯特在研究中发现电流周围会形成磁场，许多科学家对这发现进行了逆向思考，法拉第发现了利用磁场产生电流的规律和条件。例如以下几点之间能量的转化：发电机，实现将其他形式的能量转化为电能;电动机，实现电能转化为动能。教师可以利用实验让学生更深入的认识这两类装置的结构和工作方式，并结合教材中图示分析电流方向和运动方向在磁场中的变化过程。当然结合生产生活这两类装置的广泛应用，发电机将自然界物质的热能和动能转化为电能，为社会提供了丰富的能源，电动机用于各种机械装置，从这些方面来展开教学，易于学生接受并深入探讨。

四、能量守恒定律

现代化的生活就是以电为中心的能量转化和利用过程，而各种装置只是把一种形式的能量转化为另一种形式，严格遵循能量守恒定律。能量的转化是为了某种使用目的，正确认识和分析能量转化的过程，提高各种形式的能量之间的转化利用的效率，也是学生理解的难点。教师应结合生活中常见现象，由浅及深，使学生能够正确理解能量守恒定律，并能利用能量守恒定律分析和解决一些简单的物理问题。

综上所述，我们就可以理清有关于初中能量学习的重点和难点。对此，教师在平时的教学的安排中要着重强调，结合实际教学中学生出现的问题不断改进教学方法，就能量这一块的初中物理物理知识应该就能很好的掌握了。