何寅
摘 要:杠杆的教学设计如果按照书本上的内容展开,不利于学生的学习,基于如何降低学生学习难度和学生的认知规律,构建易于学生理解的教学设计这一理念,作者重构了一个教学思路,希望借此能够帮助学生更好学习、同仁们更好设计教学。
关键词:杠杆教学构思;初中物理教学;课堂反思改进
教材是学生学习知识的窗口,但基于篇幅或某些原因,教材有些设计往往没有梯度和可供学生往下思考的线索,仅仅有知识的罗列,这就需要老师们站在学生的立场,将这些一点一点的知识材料,穿针引线,铺设成可供学生思维奔跑的马路。
初中物理人教版十二章第一节杠杆就是这样的一节内容,课本首先给出了杠杆的概念,杠杆是一根绕着固定点转动的硬棒,接着课本呈现了杠杆的五个要素,分别是支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂。
给出了杠杆的平衡状态,然后就开始探究杠杆的平衡条件了。整个过程对学生对杠杆的认知形成及其不友好,而且充满了困惑。
比如,1、杠杆是一根硬棒,那我们生活中用的羊角锤、开瓶器、指甲刀、剪刀等物品在后面的学习中也都被我们当成了杠杆,但他们不是一根硬棒呀!所以,我认为帮助学生建立起杠杆就是一根硬棒的理解是不够全面的。我认为怎么帮助学生建立起杠杆的概念、什么是杠杆至关重要。
我认为杠杆不单指哪一种具体的东西,而是一类工具的统称,这一类工具在使用过程中有共同的特点,归纳这一类工具使用中的相同点,就得到了一种模型——杠杆,我们就用杠杆统称这一类的工具。在我们的教学中,就应该把生活中杠杆带入课堂,让同学们体会杠杆在生活中的使用。这也符合人的认知规律,先体验,后认识归纳,最后理解。
我选取了生活中的钓鱼竿、羊角锤及同学们使用过的托盘天平三种工具来进行认知。准备一个背包,在包中放入若干书,先请同学们直接提起背包,然后用钓鱼竿提起背包,过程中要强化操作过程,用一个手握住鱼竿的尾部,固定不动,一个手用力抬起鱼竿,使鱼竿转动,过程中,同学们会明显感觉到比直接提背包时用的力更大,更费力了。第二个物品,羊角锤,可以请班上感兴趣的同学试着徒手将钉入木板的钉子拔出来,过程中注意安全,我班上就有同学出现为了拔出钉子,手受伤的情况,然后请该同学借助羊角锤将钉子撬起,很多同学是第一次见到羊角锤,我们需要解释羊角锤的来历和使用方法。当我们握着锤柄撬动钉子时,我们会发现羊角锤在绕着锤头和地面接触的点转动,同时,同学们会感受到使用羊角锤翘起钉子是一个省力的过程。最后,回顾用天平测物体质量的过程,天平在使用过程中也会绕着一个点晃动,在使用完这三种物品后,请同学们归纳这三种工具在使用过程中的共同特点,这个过程,旨在强化什么是杠杆。
根据学生的归纳情况及时引导和补充,最终我们可以得出,这几样工具在使用过程中都在转动。有力使工具转动,比如人提鱼竿的力、人扳羊角锤的力。有力阻碍工具转动,比如鱼线给鱼竿的拉力,钉子给羊角锤的阻力,然后我们推出杠杆的概念,一些工具在使用过程中可以绕着一个点转动,这一类工具工具被统称为杠杆,使杠杆转动的力被称为动力,阻碍杠杆转动的力被称作阻力,杠杆绕着转动的点被称为支点。这样,我们就建立起了杠杆是一类工具的统称的概念。
接着,怎么建立力臂这个概念是一个难点。我会引导同学们再次思考钓鱼竿和羊角锤使用过程中的情况。当我们使用钓鱼竿时,我们手施加的力离支点比较近,鱼线作用的拉力离支点比较远,当我们用羊角锤撬钉子时,施加于锤柄上的力离支点比较远,钉子的阻力离支点比较近,在我们使用杠杆的过程当中,除了支点、动力、阻力,还有其他的因素会影响杠杆的作用效果,这个因素应该是支点和力之间的距离,关于这个距离,我们有两种可能,一种可能,这个距离是支点到力的作用线所在直线的距离,另一种可能就是这个距离是支点到力的作用点之间的距离。
到底是哪个因素会影响杠杆的作用效果呢,这个时候就利用我们的自制教具来突破这一难点:影响杠杆作用效果的距离是点到点的距离还是点到线的距离。将图示圆盘以圆心处为支点挂起,第一次在AC两点用细绳挂相同的钩码,看圆盘是否转动,
第二次在AB挂相同钩码,看圆盘是否转动,
发现,第二次圆盘转动,那说明第二次实
验中的某个因素影响了实验。AB两点到支点
的距离相等,但在 AB两点用细线挂上钩码后,支点
到这两条力的作用线的距离却不一样,说明影响杠杆作用效果的还有一个因素就是支点到力的作用线的距离,我们把支点到动力作用线的距离称为动力臂,支点到阻力作用线的距离称为阻力臂。这样我们就突破了力臂这一难点。 在本教学设计中,我主要思考如何建立杠杆概念及如何说明力臂这一概念,不如之处,请大家指正。
希望我的一点不完整的思考能够起到抛砖引玉的作用,引起同仁们的思考及针对本节课教学设计的改进。
参考文獻
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