基于生活的初中物理教学设计策略①——以“杠杆”教学为例

李 建 李 鸿 陶艳红

(1.重庆市育才中学校，重庆 400050；2.重庆市字水中学校，重庆 400023)

物理学是自然科学领域的一门基础学科，对人类生产生活方式变革、人类文明和社会进步做出了巨大贡献。《义务教育物理课程标准(2022年版)》明确指出：“注重时代性，加强与生产生活、社会发展及科技进步的联系”。基于生活的物理教学贴近生活、生产，符合学生认知特点，可激发并保持学生学习兴趣，有利于学生掌握物理基础知识与基本技能，并能将其运用于实践中，还能感悟劳动人民的智慧和传统文化的魅力，有助于物理学科核心素养的培育。

1 巧用生活情境引新课，引导学生仔细观察寻问题

基于生活的物理教学以真实的生活、生产场景为背景，将看似“遥不可及”的物理问题融入生活情境中，学生在真实的生活情境中主动发现问题，进而激发学生的探究热情，活跃课堂气氛，提高课堂效率，在分析、解决问题过程中培育学生的科学思维和科学探究能力。

案例1：“杠杆”的引入：教师“一波三折”称球重，学生“明察秋毫”理难言。

杆秤是中国古老的称量工具，其工作原理就是杠杆平衡条件。“杠杆”这种简易机械在实际生活、生产中应用广泛，然而学生并不一定熟悉，杠杆的引入部分设计如下。

教师展示生活场景视频：利用杆秤称肥猪的质量(图1)。

图1

问题1：为什么小小秤砣可以实现“四两拨千斤”的效果？

演示实验：自制杆秤，测量实心球的质量。

如图2所示，利用自制杆秤(秤砣为100g钩码)测量实心球的质量，先提蓝色提扭，无论怎么移动钩码，无法使杆秤水平平衡。紧接着教师默默换成红色提扭，很轻松地使杆秤达到水平平衡。再次演示实验，引导学生认真观察和思考。

图2

问题2：老师“四两拨千斤”的实验第一次失败、第二次成功，是偶然还是必然？

设计意图：在信息化时代，学生通过预习、阅读科普书籍等方式对课本知识已经有了大致了解，因此在物理课堂上对教师的演示实验仿佛能说得“头头是道”，但大多只是浮于表面的概念、公式的记忆，如果学生没有真正理解杠杆平衡的原理，没有观察到老师“换提扭”的动作，将回答不清楚“偶然还是必然”的问题。

通过教师再次演示，学生可以观察到老师的“小动作”，让学生从似懂非懂、有理难言到豁然开朗，学生体会到了“观察”的重要性，激发了学生学习物理的兴趣。

2 进阶设问，探究真问题，分析归纳找规律

开展对真实问题的科学探究活动是引导学生分析、解决问题的重要方式和途经，实施科学探究教学对提高学生的核心素养具有重要的作用。在学生已有知识和能力的基础上，教师通过设置进阶式的问题逐级搭梯子，让学生在思考、讨论中逐步完善实验方案。在课堂上留给学生试错的机会，通过教师的提醒、追问，学生通过实验感受、思考分析，逐步体会实验方案的科学性、合理性、可操作性、安全性要求，从而真正、有效、全面地解决问题。

案例2：“探究杠杆的平衡条件”的教学：教师进阶设问，引导学生在试错中渐悟。

教师引导学生自主阅读课本“杠杆平衡”部分，通过提问引导学生深入思考、设计实验方案。

问题1：阅读课本中的“杠杆平衡”内容后，你认为图3中两幅图中的杠杆都处于平衡状态吗？

图3

教师提醒：杠杆平衡不单是指杠杆水平平衡。

问题2：在探究平衡条件时应选择以上哪一幅图进行实验？为什么？

学生：第2幅图，便于测出力臂。

学生动手实验，教师拍摄学生实验的图片。

问题3：老师发现几乎所有同学的实验装置的支点都在中间，有什么好处？

学生：避免杠杆自身重力的影响。

问题4：如图4所示，在实验中有同学在一边多个位置悬挂钩码，杠杆也能水平平衡(杠杆上每格等距)，但该同学实验后不建议大家采用这种方式。这主要是因为该种方式( )。

图4

A.一个人无法独立操作

B.需要使用太多的钩码

C.力臂与杠杆不重合

D.力和力臂数目过多

问题5：图4中还有什么操作不妥？

学生：在实验中不能再调节平衡螺母。

问题6：从记录的表格中能找到什么规律？

学生：动力×动力臂=阻力×阻力臂。

问题7：我们已经利用如图4所示的装置实验得出结论：动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离。但有同学认为，为了得出普遍结论还需要( )。

A.去掉一侧钩码，换用弹簧测力计竖直向下拉

B.去掉一侧钩码，换用弹簧测力计斜向下拉

C.去掉一侧钩码，换用弹簧测力计竖直向上拉

D.增加钩码个数，多次实验，使结论更具普遍性

问题8：换用弹簧测力计做实验时，拉力如何变化？你能解释为什么吗？

学生：斜向下拉时，动力臂变小，阻力和阻力臂不变，动力变大。

设计意图：让学生经历真实的科学探究过程，方能不停留在知识和解题的层面，真正培养学生的核心素养。吴加澍老师认为：学生的再发现过程与科学家的原发现过程十分相似(图5)，尽管起点、水平以及方向上都存在较大差异，但两者在认识论的本质意义乃至思想方法上却是相通的。设计学生探究实验的目的就是让学生重走科学家发现之路，在“曲折”中体会科学前辈建立物理模型和概念、发现规律的艰辛过程，促进学生物理观念的形成和科学思维能力的提升。

图5

3 应用物理知识解决实际问题，挖掘物理课程的文化内涵

基于生活的初中物理教学是学生从物理学的视角解释实际生活现象、解决真实问题、形成物理观念的重要途径，在解决实际生活问题的过程中能较好地培养学生的科学推理和质疑创新能力。实际生活中各种工具、技术蕴含着劳动人民的智慧，也蕴含着优秀的传统文化和正确的价值观念。在教学中深入挖掘生活素材的文化内涵，注重学科育人，有效培育学生的科学态度与责任感。

案例3：“杠杆的应用”教学：解决生活问题，渗透文化教育。

称量肥猪时用的杆秤示意图及相关数据如图6所示，调节秤砣所在位置，使杆秤水平平衡，你能求出肥猪的质量吗？

图6

质疑创新1：在生意中使用杆秤时，有“平称”“低秤”“旺秤”之说，“旺”一点儿的意思就是秤尾适当翘起，这样做实际上对买卖哪一方有利？

学生：买方。

教师提醒：杠杆如何转动取决于F1l1和F2l2的大小，当F1l1>F2l2时，杠杆会沿F1的方向转动。当F1l1

图7

质疑创新2：民间故事“秤大生意旺”说的是制秤者对面馆老板家的秤砣做了手脚，顾客们吃面时都觉得很划算，从而老板生意很旺，你觉得制秤者做了什么手脚？

学生：加大了秤砣的质量。

教师：从上面的例子看出使用杆秤做买卖更需要良知和正义。

随着技术的发展，由于杆秤读数不方便，现在我们渐渐都不用杆秤了，取而代之的是电子秤，那么电子秤示数就一定准吗？

教师演示将物体放电子秤上不同位置，发现示数不同。

教师问：无论什么秤其实都可以作弊，但做生意真的可以不诚信吗？

学生：不可以，不诚信的生意不长久。

老师：做生意不诚信，于人于己都不利。

紧接着教师介绍我国的杆秤文化，杆秤制作需要一百多道工序，杆秤上原有十三颗星，代表北斗七星和南斗六星，后来为防止商家缺斤少两，增加“福”“禄”“寿”三颗星，规定一斤为十六两，缺一两少福，缺二两少禄，缺三两少寿。杆秤也可算作华夏“国粹”(图8)，体现了中国劳动人民勤劳、善良的美好品质。

图8

设计意图：杆秤是在物理课堂上培养学生的“文化自信”的好素材，将“称猪”这一以前的乡村生活情景编成题目，学生在解题过程中，感受到了生活化的气息和物理的实用性，将诚信利人的美好品德和认识植入学生的心中，让学生意识到：中国传统文化的精髓不会随着科技发展而不合时宜，中国劳动人民的美好品德要一代代传承下去。

4 结语

基于生活开展初中物理教学，能很好地拉近物理与生活的距离，让学生感知物理来源于生活，又应用于生活，体会物理学的趣味性和实用性，体现了“从生活走向物理，从物理走向社会”的课程理念。生活中包含着丰富的物理知识和物理规律，也蕴含着丰富的传统文化和正确的价值观念，深入挖掘生活素材，开展基于生活的初中物理课堂教学，可切实培养学生的核心素养。