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大家好,我是赵玉。今天要分享的内容是初中物理人教版八年级下册第12章第一节杠杆如何利用自制教具巧妙构建利弊的概念,并探究杠杆平衡原理。本节课的核心教学难点是如何让学生真正理解利弊这个抽象的概念,并在此基础上自主探究出杠杆的平衡条件。从学生层面看,力臂是支点到力的作用、线的距离,这是一条看不见、摸不着的垂线段,十分抽象,学生难以凭空想象和建立正确概念。从教师的层面看,教材直接抛出概念后,让学生猜想平衡条件,学生往往会缺乏感性认知基础,只能机械记忆结论,导致用学无法理解其本质。针对这个难题,我的策略是通过创新自制教具,将抽象概念可视化,让学生在体验和探究中自己发现知识,从而突破难点,构建概念。下面我就来详细讲解一下我设计的教学活动是如何突破这一难点的。首先设计的活动一是探究影响杠杆平衡的距离因素是什么。同学们在学习时往往会将距离因素错认为是支点到力的中点的距离。因此我提出了三个常见的杠杆模型,如图所示,在图2、图三中依旧选择使用一个钩码,能够使这个杠杆达到一个平衡状态。进而共同总结出三者的相同点,就是影响杠杆的平衡的距离因素应该是支点到力的作用线的距离,也就是力臂,而非支点到力的终点的距离。那么对于它的理解,除了概念之外,还有利必有时哉,杠而上有时不在。那么力的方向不同,利弊一般不同。如果力的作用点在支杠杆的支点上,那利弊就会是零。在此基础上,我设计了第三个活动,引导学生对影响杠杆平衡的因素进行系统分析。在学生们对了利弊,有了直观的认识之后,我会引导他们运用控制量法进行探究。利用焦距可以方便的控制变量,比如保证力臂不变,改变力的大小,观察杠杆如何平衡,又或者保证力的大小不变,改变力的长度,进行探究,填写图表。但是这个过程中有两个困难,学生无法测量非水平平衡状态下力臂大小,并且有时调节力和力臂大小使杠杆非水平平衡的难度较大,不易操作。因此我设计了如下的创新教具,在杠杆上加装垂直标尺和可移动的滑轮,就可以使得在任何平衡状态下都可以直接简便的读出利弊的大小。再让学生进行实验就会发现,学生通过这样的教具解决了自己的有关物理核心概念的问题,得到了更具普遍性的实验结论,并且深刻的理解了杠杆平衡条件的普适性。对于本节课来说,通过一系列基于自制教具的探究活动,我将抽象的利弊概念变得可视可感,将验证性的实验转变为了发现式的探究,引导学生们亲身经历知识的生成过程,从而真正突破教学难点,培养孩子们的科学思维和探究能力。不过自制教具还有以下不足,我也会进一步对该教具进行改进。其实还想提出另一种自制的校本创新教具,也可以助力学生利弊概念的建立。如图所示,我们不难发现,当AB2点各挂一个钩码时,杠杆平衡。而如果将钩码放置于C或D点,虽然力道作用点的距离没变,但是杠杆无法平衡。而当我们挂到B竖直方向上,E和F点就会发现杠杆再次平衡。以此也可以得到力臂应该是支点到力的作用线的距离。我今天的分享就到这里,谢谢大家。
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