資源簡介

滬科版初中物理——教學設計
第十章第一節科學探究：杠桿平衡條件
課標分析：
本節內容在 2011 版課標中描述為“知道簡單機械，通過實驗，探究并了解杠桿的平衡條件。”將杠桿從簡單機械中獨立出來進行了表述，對本節的要求更加明確清晰。在過程與方法目標上，課標中對杠桿平衡條件的科學探究過程提出了明確的要求，同時也將此探究 實驗列入20個學生必做實驗，所以教學中要注重科學探究，讓學生經歷探究的全過程，通過探究得出杠桿的平衡條件。而在知識與技能目標上，課標對杠桿的平衡條件所用的行為動詞是“了解”，這是最低水平層次的要求，要求“能記住主要的內容，能列舉有關的實例，能判別有關概念、舉例是否正確。”
學習目標：
1、能通過觀察生活和生產勞動中的各種杠桿提取出共同的特征，并能在杠桿上確認動力、 阻力、支點、動力臂、阻力臂。
2、根據日常經驗，通過參與科學探究活動，能對杠桿平衡條件進行猜想與假設，并設計出 驗證方案，對獲得的信息進行處理，得出杠桿的平衡條件，嘗試對實驗過程和實驗結果進行評估， 有評估探究過程和探究結果的意識。
3、記住杠桿的平衡條件，應用杠桿的平衡條件解決簡單的杠桿問題。
學習重難點
能通過觀察生活和生產勞動中的各種杠桿提取出共同的特征，并能在杠桿上確認動力、 阻力、支點、動力臂、阻力臂。
學情分析
學生現狀：初中學生對生活中的杠桿十分熟悉，已經有了一定的使用杠桿的經驗，對杠桿省力的印象比較深，但是學生對杠桿的認識是感性的，根本原因就是杠桿使用中遵循的規律是未知，所以杠桿平衡條件是學生學習的重點。學生通過有關力的知識的學習，對力的知識、物體運動與力的關系、平衡概念等有比較深刻的認識；另外，學生已學會了天平的調節，這些都為學習本節做好了鋪墊。學生對為什么學習力臂、為什么要探究杠桿平衡條件還存在疑惑，因此，在教學中教師要設置出學生感興趣的活動、布置合適的任務，鼓勵積極地去觀察、討論、猜想、探究，從中歸納出杠桿的特征及平衡條件。
教學準備：
教師：PPT 課件、多媒體投影、實物展臺、不銹鋼鋼管套裝、蹺蹺板組合、杠桿器材
學生： 核桃夾子、尖嘴鉗、學生剪刀、核桃、銅線、紙板、杠桿平衡實驗12套
教學過程
教學內容 教師活動 學生活動 設計意圖
一、引入新課 演示實驗： 鐵棒提水 學生參與其中，認真觀察。 從有趣的演示實驗引入， 調 動 課 堂 氣 氛，激發學生興趣。讓學生充分認識到 杠桿可以將力進行“放大”。從而引入新課。
二、新課教學環節一：認識杠桿環節二：探究杠桿的平衡條件①發現問題②提出問題③設計實驗④進行實驗⑤分析論證⑥評估認識力臂總結與收獲 【要求】以小組為單位，通過動手操作，體會，結合課本上 P185 頁內容，概括杠桿的特點，并談談在你的體驗活動中，動力、阻力、支點分別是誰？體驗活動1：（剪刀、核桃夾、鋼絲鉗），通過實際動手操作說出它們有什么共同的特征？介紹杠桿的支點、動力和阻力，并強調需要注意的問題：動力和阻力都是作用在杠桿上的力，不要將杠桿施加的力當作動力或阻力；動力和阻力使杠桿轉動的方向相反，但動力和阻力的方向不一定相反。引導學生發現：生活中還有沒有杠桿的影子？【任務 1】如何讓蹺蹺板在水平位置平衡？【任務 3】猜想：杠桿平衡的條件是什么？引導學生思考，發現問題：杠桿的平衡不僅和動力、阻力的大小有關，還有支點和力之間的某個距離有關。進一步引導學生思考：是支點到什么的距離呢？【傾聽學生對距離的理解，不作評價，不急于給出力臂的概念】【任務 4】探究杠桿的平衡條件介紹杠桿平衡，布置實驗任務【重要提示】 1. 實驗前，先調節杠桿在水平位置 平衡 （利用好左右兩端的螺母，調節方法與 調節天平平衡相同。） 2.提示：多個力的情況太復雜，本次先從最簡單的兩個力開始研究。 巡視學生實驗情況，適時指導。 學生得出杠桿平衡條件的初步結論： 得出“動力×支點到動力作用點的距離 =阻力×支點到阻力作用的點的距離【演示實驗】通過演示實驗 引起學生對于“ 距 離”的概念產生疑問， 在學生的矛盾沖突、思維碰撞、數據論證中得出正確的結論，學生的印象更深刻。總結：杠桿的平衡條件：動力×支點到 動力作用線的距離=阻力×支點到阻力 作用線的距離。 介紹動力臂和阻力臂的概念，將結論簡化為：動力×動力臂=阻力×阻力臂。1、 實驗中我們采用的是哪種位置 下的平衡？為什么？2、只憑一組實驗數據,可不可以得出結 論 可以通過學生上臺演示“鐵棒”的使用，明確動力、阻力、支點。討論得出杠桿的概念：在力的作用下能繞固定點轉動的硬棒。學生參與的演示實驗：完成任務 1:如何讓蹺蹺板在水平位置平衡？通過全班交流，進一步明確探究思路和方法，為分組實驗做好準備【任務 4】探究杠桿的平衡條件分組實驗，記錄數據。小組代表用實物展臺 展示實驗數據并闡述 結論。 組間互評，得出“動力 ×支點到動力作用點 的距離=阻力×支點到阻力作用的點的距離” 的初步結論 小組代表闡述討論結果。引 起 學 生 對 于 “ 距 離”的概念產生疑問， 在學生的矛盾沖突、思 維碰撞、數據論證中得出正確的結論，學生的印象更深刻。學生積極思考 再次辨 認力臂 引 領 學 生 小組 內 的 討 論交流、合作學習、實驗探究以 及 全 班 范圍 內 的 展 示交流活動。分組實驗：學生動手操作，在具體的杠桿實例上辨認支點、動力、阻力。通 過 演 示 和分 組 實 驗 相結合，調動學生 生 活 經 驗和實驗發現，結 合 學 生 自己動手操作，通 過 生 活 經驗 提 煉 出 杠桿 的 基 本 概 念。通 過 學 生 生 活 經 驗 設 置 階梯，降低學 生探究難度。 通過問題，喚 醒學生“力小 （到支點的） 距離大”，“力 大 到 支 點 的 距離小”的“感 性認識（前認 知）”，為學生 實 驗 過 程 中 調 節 杠 桿 的 平 衡 做 好 鋪 墊 ， 提 供 幫 助。同時也有 助 于 培 養 學 生“從生活到 物理”的良好 的意識。引導 學 生 抓 住 蹺 蹺 板 的 主 要 特 征 將 實 際 物體（研究對 象 ） 進 行 簡 化、抽象，對 學 生 滲 透 研究 方 法 的 教 育。引出“支點到 力 的 作 用 線 的 距 離 ” 與 “ 支 點 到 力 的 作 用 點 的 距離”之爭。 更 能 體 現 科學 探 究 的 最 初過程，也增 強 了 探 究 的 開放性，利于 學 生 科 學 探 究 能力 的 提 高。在 學 生 的 矛 盾沖突、思維 碰撞、數據論 證 中 得 出 正 確的結論，學 生 的 印 象 更 深刻。 培 養 學 生 評 估 實 驗 過 程 和 結 果 的 意 識。力 臂 概 念 后置，既有利于 學 生 思 維 品 質 和 探 究 能 力的提升，也 使 力 臂 這 一 難 點 化 于 無 形之中。能夠有效 地 培 養 學 生 的發散思維。讓學生回顧本節課。
板書設計 第一節 杠桿認識杠桿力、固定點、轉動、硬棒杠桿平衡條件F1×L1=F2×L2
教學反思
課后反思
課后的第一感覺還是比較成功的，整節課按照課前的設計和預測進行得比較順利、流暢，學 生參與積極，注意力和思維一直保持在較高的水平上，教學的效果也達到了預期。
從教學的實際效果來看，學生在更加開放的實驗條件下，實驗設計、測量技巧、數據分析、評估反思等各方面的探究能力得到了更大程度的提高，對杠桿平衡條件這一重點問題和力臂概念這一難點問題的認識也更加深刻。當然，較大的改變也會再來較多的問題，加之很多實驗器材需要自己設計和改造，耗費了大量精力，所以很多細節的處理上還不夠完善，很有必要整理記錄一下，以便今后進一步完善：
課堂容量過大，很多環節限于時間安排有種意猶未盡的感覺，學生交流、展示的時間不夠充分，練習檢測題的數量也被最大程度的壓縮了。考慮是否有必要拆分為兩個課時，將杠桿分類放在第二課時，再加小制作等活動和較充分的練習檢測，但又覺得拆分后第一課時的思維有種突然卡斷的感覺，不夠完整和流暢。
器材的精確性有待進一步提高，這些問題還需要通過更深刻地思考和與其他教師的交流來解決。
語言表達上還存在表述不夠清晰，后面得加強訓練。

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