初中物理-科学探究：杠杆的平衡条件教学设计学情分析教材分析课后反思

《科学探究：杠杆的平衡条件》教学设计一、学习目标：1、能通过观察生活和生产劳动中的各种杠杆提取出共同的特征，并能在杠杆上确认动力、阻力、支点、动力臂、阻力臂。2、根据日常经验，通过参与科学探究活动，能对杠杆平衡条件进行猜想与假设，并设计出验证方案，对获得的信息进行处理，得出并记住杠杆的平衡条件。3、针对杠杆的不同特点进行分类，并识别生产和生活中的三类杠杆。二、教学重点：探究杠杆的平衡条件的实验和结论。三、教学难点：力臂的概念和画法四、实验器材：1、课件:《科学探究：杠杆的平衡条件》教学PPT、实物展台2、演示实验器材：蜡烛跷跷板，自制KT板杠杆、钓鱼竿等3、学生实验器材：学生杠杆、钩码、弹簧测力计等五、教学流程：1、由蜡烛跷跷板引入问题：小孩与大象能一起快乐的玩跷跷板吗？2、引入杠杆，介绍古代杠杆的应用（舂、桔槔），引起文化认同。3、由问题一引入亲手实践：一根硬棒怎样变成杠杆？（在研究之前，先用一用，感受一下）提水桶------用撬棒提水桶（无支点）-----找一个支点提水桶（总结出何为杠杆，学生列举几种身边的杠杆，老师列举几种）。-----------找一下杠杆上的几个要素（支点、动力、阻力）4、继续上述实践：怎样更轻松的提起水桶呢？--------通过增加长度的方法等（在此处，当学生点出此点来之后，在长度不变的情况下，改变用力的方向，让学生产生困惑，然后引入力臂的概念，引起学生的认知感）-----------利用自制KT板杠杆，结合数学中点到点、点到线进行区分（暂时不强化）----认识杠杆的五要素，并实际画一下。5、杠杆的平衡：针对刚才用杠杆提水桶的现象，你能提出一个有价值并且易于探究的物理问题吗？（学生说几个，给出自己的见解）----------在阻力和阻力臂一定的条件下，杠杆平衡时，动力和动力臂需要满足什么关系？（学生实验一：在杠杆水平平衡时，一侧20cm处挂两个钩码，另一侧不同位置用测力计，同时记录两个数值）---------交流：（1）为什么要水平平衡，这样做有什么好处？（2）测力计怎么拉动？-----分析归纳结论。6、继续深入探究：若是不固定阻力和阻力臂，杠杆平衡时，动力和动力臂的乘积是否还等于阻力和阻力臂的乘积？（学生实验二：不固定阻力和阻力臂，杠杆平衡时的条件）------------分析归纳结论-------------交流问题：（1）有用钩码的，有用测力计的，学生自己介绍各自有什么优点呢？（2）如何解决支点到力的作用点的距离和支点到力的作用线的距离的问题（通过自制杠杆强化力臂概念）。7、学以致用（杠杆的分类）：你能利用刚总结的杠杆平衡条件，同时结合生活经验，将列举的杠杆进行分类吗？8、学以致用（验收环节）：你能想出办法让小孩和大象一起快乐的玩跷跷板了吗？这个杠杆中的五个要素在哪？若是大象质量为5t，小孩的质量为50Kg，那大象施加的力的力臂L2和小孩施加力的力臂L1之间要满足什么关系呢？9、收尾：一个简单机械能吊起重的货物，离不开他身后更重的砝码。对一个机械来说是如此，对一个人来说也是如此，砝码的轻重取决于自身的重量，怎么学和学多少决定着一个人将来能走多远，能为国家撑起多重的责任。希望同学们能通过现在的学习，成为将来能撬动祖国未来的稳重的砝码，与大家共勉。《科学探究：杠杆的平衡条件》学情分析一、知识准备：通过第五章质量与密度、第六章熟悉而陌生的力、第七章力与运动和学习，学生对重力与质量的关系、重垂线的原理和应用、力与运动的关系、平衡概念等有了深刻的认识，具备了调节平衡螺母使天平平衡、用弹簧测力计测力的大小等操作技能，这些都为本节知识的理解和实验探究的顺利进行提供了知识与技能方面的基础。二、学生现状：八年级学生的思维处在由形象思维向抽象思维转化的过渡期，思维以形象思维为主，对直观现象比较感兴趣，喜欢动手，具有一定的动手操作实验能力。他们有很强的好奇心和求知欲，在学习活动中愿意成为主动的探索者、发现者，参与探究活动的意识较高，但欠缺对问题深入的思考及理性的思维。他们自主解决问题的能力不强，需要一定引导。因此本节课主要采用从直观现象入手，利用学生原有知识与现象的矛盾冲突，通过探究活动，让学生亲历探究过程，得出结论，降低学生学习难度。特别是让学生通过在玩中学，在学中玩来探究物理规律，拉近了学生与物理的距离，激发学生好奇心，提高学生在学习中克服困难的能力。学生对生活中的简单机械比较熟悉，有丰富、直观的生活经验，这对于杠杆特点的归纳理解很有帮助。另外，在前面章节中，学生已经学习了力以及二力平衡的条件，为本节课的学习奠定了一定的知识基础。八年级学生主要以形象思维及直觉为主，若直接向学生给出了力臂的定义．在探究杠杆平衡条件的教学设计中，在学生的头脑中容易形成了从支点到力的作用点的距离就是力臂的意识表象，这就要求在教学过程中合理地安排。适度地指导和引导学生动手、动脑，提高学生分析、归纳等能力。所以要通过本节课的学习使得学生能够正确认识力臂的定义从而正确探究得到杠杆的平衡条件。效果分析学习目标评价手段预期达成度实际达成度1．能通过观察、体验生活和生产劳动中的各种杠杆，提取出共同的特征，并能在杠杆上确认动力、阻力、支点、动力臂、阻力臂。课堂上听取学生对生活中各种杠杆共同特点的归纳评测练习（1、2）100%90%在通过作图分析杠杆时力臂画法有个别学生出现错误。2．根据日常经验，通过参与科学探究活动，能对杠杆平衡条件进行猜想与假设，并设计出验证方案，对获得的信息进行处理，得出杠杆的平衡条件，尝试对实验过程和实验结果进行评估，有评估探究过程和探究结果的意识。现场观察学生在实验过程中的参与程度80%约75%个别小组在实验方案上存在缺陷导致结论的片面性或数据不准确。3．记住杠杆的平衡条件，应用杠杆的平衡条件解决简单的杠杆问题。识别生活和生产中的三类杠杆。现场观察学生在进行杠杆分类时对力臂的画法情况。听取学生对生活、生产中有关现象中杠杆分类的回答80%80%《科学探究：杠杆的平衡条件》教材分析一、教材编写思路：本节课是八年级物理第十章第一节，是六、七两章力学知识的延续，也是学习滑轮、滑轮组及功等知识的基础，是力学的重点内容。日常生活中的杠杆现象学生都非常熟悉，因此，教材并没有详细分析杠杆的基本概念，而是将重点放在学生进行科学探究，得出杠杆的平衡条件上。多种版本的初中物理教材以及许多教师在教学实践中直接向学生给出了力臂的定义．在探究杠杆平衡条件的教学设计中，为了方便地从有刻度的杠杆上直接读取力臂，探究实验总是让杠杆在水平位置达到平衡，再测出几次实验中的拉力与力臂的数据，从而发现杆杠的平衡条件，这种特殊情形下的教学，在学生的头脑中容易形成了从支点到力的作用点的距离就是力臂的意识表象，不利于改变学生头脑中只用力的大小与支点到力的作用点距离来衡量力对杠杆作用效果的学科前意识．如何让学生经历力臂发现的情景与概念生成的过程，如何让学生在一般情形下发现杠杆平衡原理，与学生原有的知识结构发生思维的碰撞与联系，体验发现的惊奇与乐趣，在力臂与杠杆平衡原理的教学方式中，这是本节课主要解决的问题。二、教学重点难点：1、重点：通过实验得到力臂的定义，探究得到杠杆的平衡条件。2、难点：力臂的概念和画法。《科学探究：杠杆的平衡条件》评测练习1、你能想出办法让小孩和大象一起快乐的玩跷跷板了吗？2、这个杠杆中的五个要素在哪？3、若是大象质量为5t，小孩的质量为50Kg，那大象施加的力的力臂L2和小孩施加力的力臂L1之间要满足什么关系呢？《科学探究：杠杆平衡条件》课后反思课后的第一感觉还是比较成功的，整节课按照课前的设计和预测进行得比较顺利、流畅，学生参与积极，注意力和思维一直保持在较高的水平上，教学的效果也达到了预期。这节课中物理概念很多，其中力臂的概念又是难点。如何让学生认识力臂的概念，根据学生理解能力设置一连串的问题，由浅入深，边实验边探究，大大提高了学生参与积极性，同时又巩固了知识，激发了他们的灵活的发散思维的能力。让学生经历力臂发现的情景与概念生成的过程，让学生在一般情形下发现杠杆平衡原理，与学生原有的知识结构发生思维的碰撞与联系，体验发现的惊奇与乐趣。在分析教材时个人感觉力臂概念出现得比较突兀，之后探究的猜想环节也因此带有强制的色彩，而探究时使用直杠杆而且在水平位置平衡，一是实验器材的特殊性到结论的普遍性上存在误导学生的嫌疑，不利于学生科学探究素养的提高，二是进一步模糊了力臂的概念。针对以上几个问题的思考，我主要进行了三个大的改变：1、概念引入：在课程开始，从将硬棒变成杠杆，用杠杆提水，让学生充分认识到杠杆。由此不难总结出杠杆的特点。2、思路点拨：通过演示和分组实验相结合，调动学生生活经验和实验发现，结合学生自己动手操作，通过生活经验提炼出杠杆的基本概念。在明确了杠杆的本质后，接着通过演示实验：怎么更简单的提水，通过学生生活经验设置阶梯，降低学生探究难度。通过问题，唤醒学生“力小（到支点的）距离大”，“力大到支点的距离小”的“感性认识（前认知）”；然后在同一点改变力的方向，使学生感到并不是距离大用力就小，从而引起学生的兴趣和探究欲望。也有助于培养学生“从生活到物理”的良好的意识。3、注重分类：分类是根据研究对象本质属性的相同点与不同点，按照统一的标准分为不同种类。通过让学生有意识地运用不同方法进行分类，促使其发散思维得到发展。当然，这样的改变也带来较多的问题，加之很多实验器材需要自己设计和改造，很多细节的处理上还不够完善，很有必要整理记录一下，以便今后进一步完善：1、课堂容量过大，很多环节限于时间安排意犹未尽，学生交流、展示的时间不够充分。2、器材的精确性有待进一步提高。3、学生提出问题的环节还需要再好好斟酌一下。《科学探究：杠杆的平衡条件》课标分析一、课标要求：科学内容：一级主题：运动和相互作用二级主题：机械运动和力2.2.6知道简单机械，通过实验，探究并了解杠杆的平衡条件。二、科学探究：1、有评估探究过程和探究结果的意识。2、能注意假设与探究结果间的差异。3、能注意探究活动中未解决的矛盾，发现新的问题。4、尝试改进探究方案。5、有从评估中吸取经验教训的意识。6、认识评估对科学探究的意义。三、课标分析：本节内容在课程标准的科学内容中隶属于一级主题“运动和相互作用”中的二级主题“机械运动和力”。在课标实验稿中对本节的科学内容描述为“通过实验探究，学会使用简单机械改变力的大小和方向。”而在2011版课标中描述为“知道简单机械，通过实验，探究并了解杠杆的平衡条件。”修订稿将杠杆从简单机械中独立出来进行了表述，对本节的要求更加明确清晰。在过程与方法目标上，课标中对杠杆平衡条件的科学探究过程提出了明确的要求，同时也将此探究实验列入20个学生必做实验，所以教学中要注重科学探究，让学生经历探究的全过程，通过探究得出杠杆的平衡条件。而在知识与技能目标上，课标对杠杆的平衡条件所用的行为动词是“了解”，这是最低水平层次的要求，要求“能记住主要的内容，能列举有关的实例，能判别有关概念、举例