杨改花

从能量守恒定律的教学谈三维目标的实现

杨改花

1 从“能量守恒”的发现史，体验、领悟从现象到本质的辩证认识过程

“能的转化和守恒定律”是19世纪自然科学的三大发现之一。回顾历史，这一发现不是偶然的，它是在普遍联系的大量实施的基础上，通过众多科学家艰辛探索而最终得出的。这段史料，是学生体验科学探究过程的美好“教材”。

普遍联系的发现，开始于18世纪末到19世纪初。当时蒸汽机的广泛采用，人们对热机效率以及机器中的摩擦生热问题的研究，特别是永动机设计屡屡失败的事实，大大促进人们对能量转化规律的深入思考。与此同时，其他领域内也分别发现各种运动形式的相互转化的联系。1798年，汤普森发现大炮钻孔时有大量热产生；1800年，伏特发明化学电池；1801年，戴维发现电流的化学效应；1820年，奥斯特发现电流的磁效应；1822年，赛贝克发现热电动势并制作热电源；1833年，法拉第发现电磁感应；1840年，焦耳开展对电流热效应的研究；1842年，迈尔发现“落下的力”可以使物体温度升高。所有这些，都使各种运动形式间的相互联系和相互转化的辩证关系被充分揭示出来。正是在这样的背景下，德国医生迈尔于1845年在列举25种相互转化的事实的基础上，从空气的定压比热和定容比热之差，算出大量可靠的实验资料，能量转化和守恒定律才最终巩固地建立起来。

2 纵览中学物理各部分内容，“能量转化与守恒”思想贯穿始终

在自然界中，能量守恒支配着各种物质运动形式的转化。……