谈“机械能和内能相互转化”的几点感想

丁广健

知识与能力的建构来自于一个非常漫长而循序的过程，而在课堂教学过程中，这种循序性、渐进性都需要在教师的引领下才能逐渐建构完成.笔者在执教苏科版“机械能和内能相互转化”的过程中，就教学过程中循序性、渐进性略有感想.

1体验感知、建构知识与技能

为了充分激发学生的学习兴趣和互动热情，教师对这个环节采用多个实验循序递进的形式来达成.

（1）互动实验，巩固而知新.让每个同学采用多种方法让自己的手变暖和起来，鉴于学生的生活经验和已有知识技能，每个学生都会深入参与到活动中，这种开放式的活动很快能调动学生的积极性.很多学生不仅想到用手捂热水袋、对手哈气等方法，还想到了搓手等方法，无形之中就初步建构了做功可以改变物体内能的方法，并让学生兴趣倍增.

（2）开放实验，多元化提升.为了进一步促使学生对做功可以改变内能的理解和掌握，我们再次让学生探究什么样的方法能让铁丝的内能增大、温度升高.并分别说出，这是采用热传递还是做功的方法来改变内能的.将热传递和做功应用到实际的实践之中，真正加深对两者的认识和理解，提升学生学以致用的能力.

（3）经验回顾，学以致用.为了深入推广相应知识与技能的应用深度，笔者请学生结合生活中实例，各举几个热传递和做功改变内能的例子.这时学生会非常乐意结合已学的知识与技能进行深一步的思考，有些学生想到点火柴和擦火柴，也有些会想到钻木取火等等.学生能在老师的引领下，自发地去筛选相应的例子，并学会用相应的知识与规律去解释其中的原理.

在这个环节中，学生在体验活动中获知做功可以改变内能，通过多元实验和经验来加深认知深度，提升建构知识与技能的速度和效率，也让学生深刻体验物理知识与技能往往来源于生活，让学生善于观察生活中的物理现象，善于动脑分析、善于归纳总结，从而养成自主学习的习惯.

2循序渐进、提升认知与应用

为了进一步提升学生理解机械能的认知，并服务于学生对内燃机工作流程和工作原理的认识，我们要完成三个关键步骤的操作：

（1）进一步深入感受机械能可以转化为内能，让学生自己反复弯折铁丝，感受一下铁丝内能的增大、温度的升高，让学生反复在地砖中摩擦钢尺，钢尺内能增大、温度升高.这些类似的实验充分还原了学生深入体验的机会和空间，更有效的帮助学生建构知识、掌握规律、理解本质.

（2）如何获取更多的内能，让内能大到可以燃烧，甚至爆炸的效果.笔者还是采用空气压缩点火仪（如图1），为了进一步提升学生对获取更大内能的认知深度，进一步服务于学生对后面内燃机压缩点火冲程理解的深度，我们可以先让这个压缩点火实验失败，然后再把实验的注意事项、注意细节细化，再次实验，用最为震撼的燃烧实验让学生不仅感受到机械能转化为内能过程中可以获取非常巨大的内能，这个内能巨大到可以燃烧，乃至爆炸的效果，还让学生感受到获取巨大内能所需要的条件，感受实验的严密性、科学性等.

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（3）让学生不仅感受到机械能可以转化为内能，而且内能也可以转化为机械能.同样为了取得震撼的效果，教师采用如图2所示的点火爆炸的实验，在电子点火完成的一瞬间，学生发现透明盒子飞了出去，并伴随着“呯”的响声，这种“飞出”和“响声” 的震撼效果最大限度地激发了学生的参与效果和思维深度，并很好地服务于学生对下面内燃机学习的铺垫.

3自主阅读、学会变通与分析

自主学习能力亦是我们在物理教学过程中需要慢慢渗透和培养的，比如阅读能力和阅读习惯.在本节的教学过程中，笔者力争将自主阅读和思考的时间和空间还原给学生，先让学生阅读内燃机的说明书，为了更好地帮助学生理解，我们通过三步达成.

3.1自主阅读、自主对照

学生通过阅读了解什么是冲程、什么是一个工作循环、结合自己的最近发展区去了解四个冲程是怎么工作的.

3.2对照实物，自主分析

为了更好地帮助学生理解，教师通过多媒体给学生提供一个慢速循环工作的内燃机动画视频，让学生通过文字和动画相结合，让学生将思维置身于实际的循环工作之中.

3.3讲解点评、建构完善

教师再次以实物展示内燃机的工作过程，并请每个学生讲解每个冲程的工作特征和能量转化关系，帮助学生通过自己的语言完成对内燃机工作循环的认识和表述.特别在压缩冲程和做功冲程的理解中，学生能很快地联系刚才的压缩点火的实验和点火爆炸的实验，达成知识与技能的融会贯通.

4归纳总结、回归生活与社会

學习的价值不仅是传递知识与技能，还是让学生在经历知识与技能建构过程中感受到学习的价值、知识的价值.在本节的过程中，学生虽然已经完成对内燃机的认识和理解，但我们还不能结束本课的教学，因为我们还要通过教学行为的开展达到以下较理想的效果.

4.1物理学科魅力的充分展现

内燃机的发明和使用促进了社会的发展和变革，从十七世纪末的第一台带活塞的蒸汽机带动工业革命的产生到涡轮喷气发动机的使用.此时，物理学科对社会发展和进步作出的巨大贡献，再次让学生震惊，激发学生的内在学习动力和兴趣.

4.2热机弊端问题的深入关注

在学生了解内燃机的使用和价值以后，教师还有必要给学生渗透两点：（1）热机的效率相对较低，在实际的使用过程

中，有大部分能量在不断的损耗和排泄掉，这种现状进一步激发学生学习的热情，激励学生通过进一步的学习和努力，用智慧服务于热机效率的提升，服务于社会的进一步发展；（2）环境的污染非常严重，热机的使用会排放出大量的有害气体，这些气体的产生严重污染了我们的生活环境，严重制约了人类的进一步发展，能源危机和环境问题成为严重制约我们当今社会发展的最大障碍，也是我们学生需要通过学习努力改变的.

此处的教学环节必不可少，教师通过这里的活动展现物理的学科价值、展现学习本身的价值所在，摒弃应试教育的束缚，提升素质教育的魅力，激发每个学生的兴趣、挖掘更多学生的潜能.

知识与技能的建构始终是循序渐进的，教师在教学过程中要善于利用资源和智慧帮助学生建构相应的内容，不仅促使学生对知识与技能的认知更深刻，更帮助学生掌握知识与技能的建构过程，让学生学会学习、感受物理学科的魅力、促使自己的再学习.