案例：杠桿及其平衡條件教學(xué)案例

1、杠桿及其平衡條件龍口市大脈中學(xué) 王歷銘1.教材版本義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書魯教版五四制初中物理八年級下冊第九章第一節(jié)杠桿及其平衡條件2.目標(biāo)確立（1）教材分析。本節(jié)課的知識不但與前面的運動和力有密切聯(lián)系，而且學(xué)生對杠桿及其平衡條件的初步認(rèn)識，是學(xué)習(xí)后面滑輪的理論依據(jù)，同時也是學(xué)習(xí)功的原理和機(jī)械效率的必要準(zhǔn)備。教材中直接給出了杠桿及五要素的概念，通過想想做做“撬起一塊巨石”撬棒怎樣放置時撬石頭省力引出探究杠桿的平衡條件，通過實例介紹杠桿的分類，沒有詳細(xì)分析杠桿及五要素的概念，學(xué)生不易理解，尤其是動力臂和阻力臂概念的提出對學(xué)生來說更是突然，“撬巨石”也是現(xiàn)在學(xué)生在生活中很少見過的現(xiàn)象，更不用說做

2、，所以我在教學(xué)中讓學(xué)生利用課前準(zhǔn)備好的杠桿實物（生活中常見的工具：剪刀、電工鉗、羊角錘），引導(dǎo)學(xué)生使用并觀察這些簡單機(jī)械，找出使用它們時的共同特征，從而科學(xué)抽象出杠桿的概念，而后又以推門實例和演示實驗使學(xué)生認(rèn)識并理解杠桿的五要素，再用大象和小孩壓蹺蹺板的圖片提出有什么辦法使蹺蹺板在水平位置平衡的問題，引導(dǎo)學(xué)生作出影響杠桿平衡因素的猜想，從而引出實驗探究目的。本節(jié)課在設(shè)計上盡量貼近學(xué)生的生活實際和原有的知識及經(jīng)驗，從學(xué)生的視角看杠桿，由淺入深，層層深入，為學(xué)生巧設(shè)問題情境，讓學(xué)生自己逐步地認(rèn)識杠桿，從而體驗到生活中無處不在的物理知識，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)物理的 興趣。另外，通過讓學(xué)生親身經(jīng)歷杠桿平衡條

3、件的探究過程，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會科學(xué)觀察法、抽象法、實驗法、以及歸納法。（2）學(xué)情分析。初三下學(xué)期的學(xué)生，經(jīng)過將近一年的物理學(xué)習(xí)，他們的觀察能力、動手能力、總結(jié)歸納能力已逐步形成，因此在教學(xué)過程中教師以引導(dǎo)者身份參與學(xué)生的學(xué)習(xí)，學(xué)生主動觀察、探究，歸納結(jié)論，做自己學(xué)習(xí)的主人。杠桿雖在生活中比較常見，有些工具作為農(nóng)村的學(xué)生也經(jīng)常使用，但他們在學(xué)習(xí)本節(jié)之前還不知道這些工具有一個共同的名字叫杠桿，尤其是杠桿五要素中的動力臂和阻力臂對學(xué)生來說抽象又陌生，所以在講力臂時設(shè)置了趣味小比賽外加老師的演示實驗，讓學(xué)生觀察，通過投影注意引導(dǎo)，步步深入，建立模型。通過觀察蹺蹺板引出實驗?zāi)康?，讓學(xué)生覺得物理就在身邊，非常

4、親切又容易理解。（3）自我背景性經(jīng)驗剖析。在以前的教學(xué)中為了節(jié)省時間，杠桿的共同特征、杠桿及五要素的概念都是由老師直接歸納得出，限制了學(xué)生的觀察能力，束縛了學(xué)生的思維能力。本節(jié)課我把物理科學(xué)方法潛移默化在教學(xué)過程中：通過使用并觀察簡單機(jī)械歸納總結(jié)出它們的共同特征，從而抽象出杠桿的概念； 通過觀察男女同學(xué)推門小游戲和作用點相同的演示實驗以及投影說明，使學(xué)生發(fā)現(xiàn)兩次杠桿在水平位置平衡時所用力不同是因為支點到力的作用線的距離不同，這段距離就叫力臂。這樣就很自然的由實物抽象到模型，學(xué)生也很容易接受力臂這一抽象的概念。力臂的畫法是一難點，我利用大屏幕，把力臂的概念投影在杠桿下，這樣學(xué)生對照數(shù)學(xué)知識點到線

5、的距離的畫法，就很容易找到支點到力的作用線的距離，即力臂。在探究杠桿平衡條件的實驗時，前一次的教學(xué)策略是完全開放的，自主探究。即創(chuàng)設(shè)情境后，由學(xué)生提出問題，然后自行設(shè)計方案，分組實驗，得出結(jié)論，最后根據(jù)小組實驗過程的積累進(jìn)行回答老師給出的思考與討論。但是在教學(xué)過程中，明顯感到難于駕馭，有的小組杠桿沒有在水平位置平衡就開始掛鉤碼，且直接從杠桿上讀出力臂，有的小組支點兩側(cè)分別有好幾個動力和阻力，記錄數(shù)據(jù)時無從下手，最后回答老師的問題時很茫然，教學(xué)任務(wù)沒能全面完成。因此本節(jié)課我在設(shè)計實驗環(huán)節(jié)試著改進(jìn)，采用學(xué)案導(dǎo)學(xué)，由我設(shè)計有針對性、啟發(fā)性的問題，給學(xué)生必要的引導(dǎo)和溫馨小提示，以期更好地完成教學(xué)任務(wù)。

6、基于上述分析，我確立的本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)是：通過使用并觀察一些簡單機(jī)械總結(jié)出什么是杠桿：通過觀察，理解杠桿的五要素,對照數(shù)學(xué)里點到線的距離的畫法學(xué)會畫力臂；通過探究活動得出杠桿的平衡條件，會運用杠桿的平衡條件對杠桿進(jìn)行分類。3.教學(xué)流程本著“構(gòu)建和諧，高效思維對話型”課堂的教學(xué)理念，為使課堂活起來，學(xué)生動起來，使學(xué)生真正參與到教學(xué)過程中，成為學(xué)習(xí)的主人，本節(jié)課設(shè)計了（1）設(shè)疑激趣，導(dǎo)入新課（2）走進(jìn)生活，探求新知（3）激趣設(shè)疑，實驗探究（4）知識應(yīng)用,深化提高（5）當(dāng)堂訓(xùn)練，梳理反思（6）課堂延伸，拓展思維六個層次的學(xué)法，層層深入，從而順利完成教學(xué)目標(biāo)。設(shè)疑激趣導(dǎo)入新課阿基米德他曾經(jīng)說過“給我一

7、個支點，我能撬起整個地球?！币粋€偉大的哲學(xué)家、物理學(xué)家為何會說出如此的豪言壯語呢？他有什么理論依據(jù)呢？不僅激發(fā)了學(xué)生的興趣，調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，也引發(fā)了學(xué)生的求知欲望，輕松的引入新課。走進(jìn)生活探求新知使用觀察總結(jié)歸納學(xué)生通過觀察使用他們熟悉的剪刀、鉗子、指甲刀、鑷子等簡單機(jī)械，歸納出它們的共同特征，從而科學(xué)抽象出杠桿的定義。創(chuàng)設(shè)情境獲得新知通過讓力氣大的男同學(xué)推門推不過力氣小的女同學(xué)的趣味游戲，引出支點、動力和阻力，通過教師演示一個小實驗：在同一點不同方向用力，力的大小不同。說明力的大小與支點到力的作用點之間的距離無關(guān)，而是與支點到力的作用線的距離有關(guān)，引出動力臂和阻力臂，使抽象問題具體形

8、象化。利用多媒體教學(xué)生力臂的畫法，并練習(xí)畫力臂，為后面杠桿的分類埋下伏筆。依據(jù)問題進(jìn)行猜想利用大象和小孩壓蹺蹺板的圖片，提出問題：有哪些辦法使蹺蹺板在水平位置平衡，從而引導(dǎo)學(xué)生對杠桿的平衡條件可能與哪些因素有關(guān)大膽作出猜想。利用學(xué)案設(shè)計實驗探究杠桿平衡時，為避免學(xué)生出現(xiàn)實驗過程中的盲目性，我針對學(xué)生易出現(xiàn)的現(xiàn)象提出了6個問題，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，為學(xué)生設(shè)計實驗指明方向。激趣設(shè)疑實驗探究進(jìn)行實驗收集數(shù)據(jù)學(xué)生已掌握了實驗探究方法，采用小組合作的方式，讓他們團(tuán)結(jié)協(xié)作，為避免學(xué)生操作過程中出現(xiàn)失誤，我將溫馨小提示用多媒體呈現(xiàn)出來。得出結(jié)論拓展應(yīng)用學(xué)生通過實驗數(shù)據(jù)歸納得出杠桿的平衡條件，此處為了鞏固實驗結(jié)論，

9、我又設(shè)計了一個鉤碼多種掛法的實驗操作題，使所學(xué)知識得以拓展。和同學(xué)們一起分析阿基米德的想法在理論上能否實現(xiàn)？他的理論依據(jù)是什么？與新課導(dǎo)入呼應(yīng)。知識應(yīng)用深化提高應(yīng)用杠桿的平衡條件，引導(dǎo)學(xué)生對杠桿進(jìn)行分類，判斷前面練習(xí)畫力臂得的杠桿屬于哪一類，分析出對杠桿進(jìn)行分類的依據(jù)是比較力臂的大小。當(dāng)堂訓(xùn)練，梳理反思當(dāng)堂訓(xùn)練知識升華學(xué)生已掌握了杠桿的五要素以及平衡條件和分類，我設(shè)計了 3個針對性的練習(xí)，幫助學(xué)生鞏固所學(xué)知識，提高運用知識的能力。梳理反思暢談收獲引導(dǎo)學(xué)生談知識方面、科學(xué)方法方面的收獲，培養(yǎng)學(xué)生的梳理反思能力和科學(xué)方法運用能力。課堂延伸拓展思維多媒體展示小猴和小兔分蘿卜的圖片，讓學(xué)生課后討論到底

10、誰勝利了，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。4.精彩片段片段一：動手使用，動眼觀察，動腦歸納 1、杠桿的定義。（1）師：出示羊角錘，剪刀，鑷子、衣服夾等工具，小組內(nèi)操作使用，觀察這些簡單機(jī)械在工作時具有什么共同特征？生：學(xué)生操作觀察，總結(jié)共同特征。集體交流，這些簡單機(jī)械工作時的共同特征，突出并展示圍繞固定點轉(zhuǎn)動在力的作用下硬棒等知識要點。師生一起歸納總結(jié)杠桿的定義。（2）生判斷一根硬棒是不是杠桿？用來撬茶葉桶呢？剪刀是幾個杠桿？（3）請同學(xué)們列舉生活中的杠桿。通過實物的展示，讓學(xué)生觀察杠桿的形狀，不一定是直的硬棒。（為后面學(xué)滑輪埋下伏筆）此環(huán)節(jié)鍛煉了學(xué)生的觀察能力，發(fā)現(xiàn)能力，總結(jié)歸納能力，也注意培養(yǎng)

11、了學(xué)生平時要多觀察生活中與物理有關(guān)的現(xiàn)象的能力片段二：觀察發(fā)現(xiàn)，抽象模型師：我們一起回顧一下剛才的推門游戲，為什么力氣大的男同學(xué)卻推不過力氣小的女同學(xué)生：作用點不同師：對，力的作用點不同力的作用效果不同。在杠桿上，當(dāng)力的作用點相同時，杠桿的運動狀態(tài)一定相同嗎？請同學(xué)們觀察一個實驗。教師演示用彈簧測力計豎直向下拉杠桿使其水平平衡,讀出此時彈簧測力計的示數(shù)F1=2N,保持力的作用點不變，改變力的方向，讀出彈簧測力計的示數(shù)F2=3N.出示圖像，觀察由于力的方向不同引起了什么發(fā)生變化？生：距離不同師：對，是哪段距離不同生：支點到 F1和F2距離 ，師：物理學(xué)中，F(xiàn)1和F2所在的直線叫力的作用線，支點到

12、力的作用線的距離就叫力臂師：那動力臂應(yīng)該是生：從支點到動力作用線的距離叫動力臂師:那阻力臂應(yīng)該是生：從支點到阻力作用線的距離，叫阻力臂此環(huán)節(jié)此環(huán)節(jié)鍛煉了學(xué)生的觀察能力（觀察同學(xué)的游戲和老師的演示實驗），發(fā)現(xiàn)能力，抽象思維能力總結(jié)歸納能力，片段三：依據(jù)問題，進(jìn)行猜想師：有沒有辦法使蹺蹺板在水平位置平衡生：讓人往后一些；多一些人壓；讓小象往前一些等等。師：同學(xué)們的方法分別是改變了杠桿的哪些要素？生：力和力臂師：杠桿的平衡可能與哪些因素有關(guān)？生：動力、動力臂、阻力、阻力臂。師：同學(xué)們猜想它們之間存在什么定量關(guān)系？生：猜想師：下面我們通過實驗探究一下杠桿的平衡條件片段四：學(xué)案引路，設(shè)計實驗師：探究之前

13、請同學(xué)們結(jié)合實驗器材思考與討論一下以下幾個問題：杠桿兩端的平衡螺母，能起什么作用?杠桿在水平位置平衡的標(biāo)志是什么？實驗中需要測那幾個物理量用什么充當(dāng)動力和阻力？杠桿在什么位置平衡容易測力臂?為什么？要做幾次實驗？為什么？生：交流與展示杠桿兩端的平衡螺母，能起什么作用?生：調(diào)節(jié)杠桿平衡（對比天平的平衡螺母）杠桿在水平位置平衡的標(biāo)志是什么？生：指針指在零刻線（師點撥是兩指針重合）實驗中需要測那幾個物理量？生：動力、動力臂、阻力、阻力臂用什么充當(dāng)動力和阻力？生：鉤碼的重力。（師點撥：鉤碼重力作用在哪？動力和阻力必須作用在哪？引導(dǎo)學(xué)生答出是鉤碼對杠桿的拉力，大小等于鉤碼的重力） 杠桿在什么位置平衡容易

14、測力臂?為什么？生：在水平位置。因為這是力臂在杠桿上，容易測出。（前面在畫力臂練習(xí)的時候已總結(jié)過）要做幾次實驗？為什么？生：三次。避免實驗結(jié)論的偶然性。師：明確了這些問題，請同學(xué)們帶著老師的溫馨小提示分組討論，得到實驗方案。5.自我反思本節(jié)課我依據(jù)“構(gòu)建和諧，高效思維對話型”的教學(xué)理念，采用了步步引導(dǎo)、層層深入的模式，以學(xué)生活動和實驗探究為主線，力求以學(xué)生為中心。在教學(xué)中有意識、有步驟地滲透物理研究方法：觀察法、模型法、抽象法、比較法、實驗法等，達(dá)到促進(jìn)知識學(xué)習(xí)，培養(yǎng)能力和提高科學(xué)素養(yǎng)的目的。這節(jié)課是第九章簡單機(jī)械的第一節(jié)內(nèi)容，學(xué)生對本章的知識內(nèi)容比較陌生，所以，杠桿及五要素概念的建立十分重要，要讓學(xué)生把自己