案例：杠杆及其平衡条件教学案例

1、杠杆及其平衡条件龙口市大脉中学 王历铭1.教材版本义务教育课程标准实验教科书鲁教版五四制初中物理八年级下册第九章第一节杠杆及其平衡条件2.目标确立（1）教材分析。本节课的知识不但与前面的运动和力有密切联系，而且学生对杠杆及其平衡条件的初步认识，是学习后面滑轮的理论依据，同时也是学习功的原理和机械效率的必要准备。教材中直接给出了杠杆及五要素的概念，通过想想做做“撬起一块巨石”撬棒怎样放置时撬石头省力引出探究杠杆的平衡条件，通过实例介绍杠杆的分类，没有详细分析杠杆及五要素的概念，学生不易理解，尤其是动力臂和阻力臂概念的提出对学生来说更是突然，“撬巨石”也是现在学生在生活中很少见过的现象，更不用说做

2、，所以我在教学中让学生利用课前准备好的杠杆实物（生活中常见的工具：剪刀、电工钳、羊角锤），引导学生使用并观察这些简单机械，找出使用它们时的共同特征，从而科学抽象出杠杆的概念，而后又以推门实例和演示实验使学生认识并理解杠杆的五要素，再用大象和小孩压跷跷板的图片提出有什么办法使跷跷板在水平位置平衡的问题，引导学生作出影响杠杆平衡因素的猜想，从而引出实验探究目的。本节课在设计上尽量贴近学生的生活实际和原有的知识及经验，从学生的视角看杠杆，由浅入深，层层深入，为学生巧设问题情境，让学生自己逐步地认识杠杆，从而体验到生活中无处不在的物理知识，激发学生的学习物理的 兴趣。另外，通过让学生亲身经历杠杆平衡条

3、件的探究过程，引导学生学会科学观察法、抽象法、实验法、以及归纳法。（2）学情分析。初三下学期的学生，经过将近一年的物理学习，他们的观察能力、动手能力、总结归纳能力已逐步形成，因此在教学过程中教师以引导者身份参与学生的学习，学生主动观察、探究，归纳结论，做自己学习的主人。杠杆虽在生活中比较常见，有些工具作为农村的学生也经常使用，但他们在学习本节之前还不知道这些工具有一个共同的名字叫杠杆，尤其是杠杆五要素中的动力臂和阻力臂对学生来说抽象又陌生，所以在讲力臂时设置了趣味小比赛外加老师的演示实验，让学生观察，通过投影注意引导，步步深入，建立模型。通过观察跷跷板引出实验目的，让学生觉得物理就在身边，非常

4、亲切又容易理解。（3）自我背景性经验剖析。在以前的教学中为了节省时间，杠杆的共同特征、杠杆及五要素的概念都是由老师直接归纳得出，限制了学生的观察能力，束缚了学生的思维能力。本节课我把物理科学方法潜移默化在教学过程中：通过使用并观察简单机械归纳总结出它们的共同特征，从而抽象出杠杆的概念； 通过观察男女同学推门小游戏和作用点相同的演示实验以及投影说明，使学生发现两次杠杆在水平位置平衡时所用力不同是因为支点到力的作用线的距离不同，这段距离就叫力臂。这样就很自然的由实物抽象到模型，学生也很容易接受力臂这一抽象的概念。力臂的画法是一难点，我利用大屏幕，把力臂的概念投影在杠杆下，这样学生对照数学知识点到线

5、的距离的画法，就很容易找到支点到力的作用线的距离，即力臂。在探究杠杆平衡条件的实验时，前一次的教学策略是完全开放的，自主探究。即创设情境后，由学生提出问题，然后自行设计方案，分组实验，得出结论，最后根据小组实验过程的积累进行回答老师给出的思考与讨论。但是在教学过程中，明显感到难于驾驭，有的小组杠杆没有在水平位置平衡就开始挂钩码，且直接从杠杆上读出力臂，有的小组支点两侧分别有好几个动力和阻力，记录数据时无从下手，最后回答老师的问题时很茫然，教学任务没能全面完成。因此本节课我在设计实验环节试着改进，采用学案导学，由我设计有针对性、启发性的问题，给学生必要的引导和温馨小提示，以期更好地完成教学任务。

6、基于上述分析，我确立的本节课的教学目标是：通过使用并观察一些简单机械总结出什么是杠杆：通过观察，理解杠杆的五要素,对照数学里点到线的距离的画法学会画力臂；通过探究活动得出杠杆的平衡条件，会运用杠杆的平衡条件对杠杆进行分类。3.教学流程本着“构建和谐，高效思维对话型”课堂的教学理念，为使课堂活起来，学生动起来，使学生真正参与到教学过程中，成为学习的主人，本节课设计了（1）设疑激趣，导入新课（2）走进生活，探求新知（3）激趣设疑，实验探究（4）知识应用,深化提高（5）当堂训练，梳理反思（6）课堂延伸，拓展思维六个层次的学法，层层深入，从而顺利完成教学目标。设疑激趣导入新课阿基米德他曾经说过“给我一

7、个支点，我能撬起整个地球。”一个伟大的哲学家、物理学家为何会说出如此的豪言壮语呢？他有什么理论依据呢？不仅激发了学生的兴趣，调动了学生学习的积极性，也引发了学生的求知欲望，轻松的引入新课。走进生活探求新知使用观察总结归纳学生通过观察使用他们熟悉的剪刀、钳子、指甲刀、镊子等简单机械，归纳出它们的共同特征，从而科学抽象出杠杆的定义。创设情境获得新知通过让力气大的男同学推门推不过力气小的女同学的趣味游戏，引出支点、动力和阻力，通过教师演示一个小实验：在同一点不同方向用力，力的大小不同。说明力的大小与支点到力的作用点之间的距离无关，而是与支点到力的作用线的距离有关，引出动力臂和阻力臂，使抽象问题具体形

8、象化。利用多媒体教学生力臂的画法，并练习画力臂，为后面杠杆的分类埋下伏笔。依据问题进行猜想利用大象和小孩压跷跷板的图片，提出问题：有哪些办法使跷跷板在水平位置平衡，从而引导学生对杠杆的平衡条件可能与哪些因素有关大胆作出猜想。利用学案设计实验探究杠杆平衡时，为避免学生出现实验过程中的盲目性，我针对学生易出现的现象提出了6个问题，引导学生学习，为学生设计实验指明方向。激趣设疑实验探究进行实验收集数据学生已掌握了实验探究方法，采用小组合作的方式，让他们团结协作，为避免学生操作过程中出现失误，我将温馨小提示用多媒体呈现出来。得出结论拓展应用学生通过实验数据归纳得出杠杆的平衡条件，此处为了巩固实验结论，

9、我又设计了一个钩码多种挂法的实验操作题，使所学知识得以拓展。和同学们一起分析阿基米德的想法在理论上能否实现？他的理论依据是什么？与新课导入呼应。知识应用深化提高应用杠杆的平衡条件，引导学生对杠杆进行分类，判断前面练习画力臂得的杠杆属于哪一类，分析出对杠杆进行分类的依据是比较力臂的大小。当堂训练，梳理反思当堂训练知识升华学生已掌握了杠杆的五要素以及平衡条件和分类，我设计了 3个针对性的练习，帮助学生巩固所学知识，提高运用知识的能力。梳理反思畅谈收获引导学生谈知识方面、科学方法方面的收获，培养学生的梳理反思能力和科学方法运用能力。课堂延伸拓展思维多媒体展示小猴和小兔分萝卜的图片，让学生课后讨论到底

10、谁胜利了，从而激发学生学习物理的兴趣。4.精彩片段片段一：动手使用，动眼观察，动脑归纳 1、杠杆的定义。（1）师：出示羊角锤，剪刀，镊子、衣服夹等工具，小组内操作使用，观察这些简单机械在工作时具有什么共同特征？生：学生操作观察，总结共同特征。集体交流，这些简单机械工作时的共同特征，突出并展示围绕固定点转动在力的作用下硬棒等知识要点。师生一起归纳总结杠杆的定义。（2）生判断一根硬棒是不是杠杆？用来撬茶叶桶呢？剪刀是几个杠杆？（3）请同学们列举生活中的杠杆。通过实物的展示，让学生观察杠杆的形状，不一定是直的硬棒。（为后面学滑轮埋下伏笔）此环节锻炼了学生的观察能力，发现能力，总结归纳能力，也注意培养

11、了学生平时要多观察生活中与物理有关的现象的能力片段二：观察发现，抽象模型师：我们一起回顾一下刚才的推门游戏，为什么力气大的男同学却推不过力气小的女同学生：作用点不同师：对，力的作用点不同力的作用效果不同。在杠杆上，当力的作用点相同时，杠杆的运动状态一定相同吗？请同学们观察一个实验。教师演示用弹簧测力计竖直向下拉杠杆使其水平平衡,读出此时弹簧测力计的示数F1=2N,保持力的作用点不变，改变力的方向，读出弹簧测力计的示数F2=3N.出示图像，观察由于力的方向不同引起了什么发生变化？生：距离不同师：对，是哪段距离不同生：支点到 F1和F2距离 ，师：物理学中，F1和F2所在的直线叫力的作用线，支点到

12、力的作用线的距离就叫力臂师：那动力臂应该是生：从支点到动力作用线的距离叫动力臂师:那阻力臂应该是生：从支点到阻力作用线的距离，叫阻力臂此环节此环节锻炼了学生的观察能力（观察同学的游戏和老师的演示实验），发现能力，抽象思维能力总结归纳能力，片段三：依据问题，进行猜想师：有没有办法使跷跷板在水平位置平衡生：让人往后一些；多一些人压；让小象往前一些等等。师：同学们的方法分别是改变了杠杆的哪些要素？生：力和力臂师：杠杆的平衡可能与哪些因素有关？生：动力、动力臂、阻力、阻力臂。师：同学们猜想它们之间存在什么定量关系？生：猜想师：下面我们通过实验探究一下杠杆的平衡条件片段四：学案引路，设计实验师：探究之前

13、请同学们结合实验器材思考与讨论一下以下几个问题：杠杆两端的平衡螺母，能起什么作用?杠杆在水平位置平衡的标志是什么？实验中需要测那几个物理量用什么充当动力和阻力？杠杆在什么位置平衡容易测力臂?为什么？要做几次实验？为什么？生：交流与展示杠杆两端的平衡螺母，能起什么作用?生：调节杠杆平衡（对比天平的平衡螺母）杠杆在水平位置平衡的标志是什么？生：指针指在零刻线（师点拨是两指针重合）实验中需要测那几个物理量？生：动力、动力臂、阻力、阻力臂用什么充当动力和阻力？生：钩码的重力。（师点拨：钩码重力作用在哪？动力和阻力必须作用在哪？引导学生答出是钩码对杠杆的拉力，大小等于钩码的重力） 杠杆在什么位置平衡容易

14、测力臂?为什么？生：在水平位置。因为这是力臂在杠杆上，容易测出。（前面在画力臂练习的时候已总结过）要做几次实验？为什么？生：三次。避免实验结论的偶然性。师：明确了这些问题，请同学们带着老师的温馨小提示分组讨论，得到实验方案。5.自我反思本节课我依据“构建和谐，高效思维对话型”的教学理念，采用了步步引导、层层深入的模式，以学生活动和实验探究为主线，力求以学生为中心。在教学中有意识、有步骤地渗透物理研究方法：观察法、模型法、抽象法、比较法、实验法等，达到促进知识学习，培养能力和提高科学素养的目的。这节课是第九章简单机械的第一节内容，学生对本章的知识内容比较陌生，所以，杠杆及五要素概念的建立十分重要，要让学生把自己