沪科版8年级物理 科学探究：杠杆的平衡条件

科学探究：杠杆的平衡条件
新课标倡导教师积极利用日常生活用品进行实验。日常用品来自我们的身边，来自我们的生活，学生对它有亲近感、熟悉感。日常用品具有简单、直观、经济等特点，有利于学生去创造发挥，去做实验，有利于培养学生的实验技能和创新精神。
新课改下积极倡导“坛坛罐罐当仪器，拼拼凑凑做实验”。为了更好的开发和利用实验资源，本人执教沪科版教材第十章第一节《科学探究：杠杆的平衡条件》，我尝试利用日常生活用品自制教具，改进实验，取得了非常好的教学效果，得到与会专家和老师的认可。
按照课程标准，本节的教学目标如下：知识与技能方面，要求学生认识杠杆，知道支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂等概念，掌握杠杆平衡条件，根据一定的方法对杠杆进行分类；过程与方法方面，让学生通过参与科学探究活动，归纳得出杠杆平衡条件，锻炼自己观察、动手、分析解决问题的能力，以及同学间合作学习的能力；情感、态度与价值观方面，让学生体验科学探究的乐趣，掌握探究物理的方法和规律。本节教学重点是探究杠杆平衡条件，教学难点是设计探究杠杆平衡的方案。
为了更好的完成教学目标，突破教学的重点和难点，我着手准备：
一、从日常用品中设计教具
教学过程中用到的教具有：
体验器材，带盖的铁桶、钳子、剪刀、核桃钳、镊子、天平等；
演示实验器材，跷跷板、大小不同的橘子等；
分组实验器材，改进的杠杆和支架、钩码。
二、合理改进实验
1.实验器材的改进
改进教具所用器材：杠杆、塑料挂环、钓鱼的铅坠、钓鱼线、钓鱼线上的连接器。
杠杆做了三点改进：由单面有刻度变为双面有刻度，一旦分组人数较多时，杠杆前后学生都可以做实验；由固定的挂钩变为可移动的挂环，让学生移动钩码的范围更大；由直接挂钩码改为用两端带钩的悬线悬挂钩码，更好的体现出力的感觉。
在杠杆在水平位置平衡的判定上，突破如下：在支架上固定一个白板，白板上标有互相垂直的横线和竖线。白板前挂有一个重垂线，当重垂线和竖线重合，说明白板是水平的。当杠杆和横线平行时，杠杆在水平位置平衡。
此外，如果学生单独实验，可以在白板的上端距离杠杆不远处放两根小铁钉，限制杠杆的转动范围。
2.数据记录表格的改进
我在课本实验记录表格上，做了三点改进：
其一是实验数据表格设计的完整性。我将表格分为两部分，横栏是物理量，竖栏是实验序号。
其二是空白实验序号，让学生自己填写，从而引导学生明确本实验要分析多组数据得结论，避免偶然性。
其三是添加了四列空白。
如果学生猜想的是F1l1 ﹦F2l2，那他们就可以在前两栏添加上F1l1 和F2l2，然后将计算结果填上，从而比较得结论。
如果学生猜想的是F1／l1 ﹦F2／l2，那他们就可以在前两栏添加上F1／l1和F2／l2，然后将计算结果填上，若不相等，则可以在后栏上填写F1l1 和F2l2，然后将计算结果填上，从而比较得结论。
特别是数据记录表格的第三点改进，为学生分析与论证数据带来了方便，也很有效的突破了实验探究中的分析与论证环节。
三、精心设计实验，寻求实验教学的高效率
教学中紧紧围绕 “一个载体——跷跷板”、“一个游戏----翘翘板上放橘子”、“一个改进——表格多四列” 展开教学，有效突破重点和难点。
（一）创设情景，引入新课。
一个大盒子，盒内是什么，徒手打不开，大家想办法。在这样的场景中，让学生打开盒子，并展示用类似于棒的物体撬开盒盖，引入新课。
说明：在“认识杠杆”中，创设情景“开盒盖”。一方面是活跃课堂气氛，让学生动起来。另一方面，让学生在撬的一刹那，就初步建构杠杆的模型。
（二）合作探究，进行新课。
包括三大板块：
1、体验生活，认识杠杆：
经历三次体验：第一次体验生活中常用到的杠杆，讨论说出共同特征，并给杠杆下定义。第二次体验用棒撬动物体，自学杠杆五要素。第三次是在“认一 认”基础上对比分析杠杆，体验杠杆的平衡，明确杠杆在水平位置平衡，便于直接测量力臂。
说明：在“杠杆的五要素”中，让学生体验用棒撬动物体，加深对杠杆五要素的认识；让学生体验倾斜静止和水平静止的杠杆，体验杠杆平衡，并比较发现杠杆在水平位置平衡，便于直接测量力臂，为探究实验做好充分准备。
2、科学探究，杠杆平衡：
我认为此处可分两大部分，一部分是认识到影响杠杆平衡的因素，一部分是实验探究杠杆平衡条件。
在“影响杠杆平衡因素”教学中，我的教学思路是：
先让学生认识水平平衡的跷跷板的五要素，特别是明确动力和动力臂，阻力和阻力臂。再让学生在体验游戏过程中，认识到动力、阻力、动力臂、阻力臂影响杠杆的平衡。最后提出探究的问题“杠杆平衡时，动力、动力臂和阻力、阻力臂满足怎样的关系？”
说明：此外为了更好突破杠杆平衡教学，我设计了“在跷跷板上放橘子”游戏，其目的是：
在放橘子游戏中，学生可以学会规定动力和阻力，可以归纳出影响杠杆平衡的因素。
师生在放橘子的过程中，在改变力或力臂或力、力臂同时改变，学生可以清醒的感受到实验的操作过程，那就是先固定某端的力和力臂，然后改变另一端的力或力臂，使杠杆重新平衡。而这种感受恰恰是设计实验和操作实验的困惑点。
而且，学生在放橘子的过程中，仅仅是停留在感性上，没有理论的支持。正因如此，也给实验的深入开展埋下伏笔。在实验结论出来以后，再让学生来比较橘子的重，那时候学生是站在理性的高度上分析问题。这样的设计正符合了学生的认知规律。
在“探究杠杆平衡条件实验”教学中，我的教学思路是：
提出问题—学生独立猜想——展示猜想——排除不合理的猜想——介绍实验器材——小组设计实验——展示实验方案——优化实验方案——合作探究实验——分析与论证实验——异组交流合作———评估实验———应用实验结论。
3、感受生活，杠杆分类。
从“跷跷板上猜橘子重”入手，让学生明确基本的分析方法，引导学生给杠杆分类。并向学生说明分类只是研究问题的方法。
（三）归纳总结，当堂达标。
整节课的教学过程，充分利用日常用品设计教学，通过对日常用品做实验，提高了学生学习的快乐，增强了对物理规律的理解和应用。由于用到的是身边的器材，又是学生自己设计出的实验，这样也消除了物理学习中的神密感，增加了亲切感。
运用日常生活用品做实验，可以让学生比较清楚的观察物理现象发生、发展的全过程，从而反复地品味其中的物理原理，也有利于学生课内课外独立操作，培养学生独立实验的能力。
要想充分发挥实验对物理教学的独特作用，就要求在实际教学的过程中，我们不应一味的等和靠，要学会自我开发和设计实验资源，要结合自己的教学体会去创造更好的实验资源，让学生每一节课都能乐在其中、乐得其所，让学生每一个实验都能研究的淋漓尽致。

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