初中物理-第一节 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

教学设计游戏引入：利用拔钉子比赛，引入杠杆。教师：学生尝试用钳子剪断铁丝、镊子夹取钩码、剪刀剪断硬纸片，体验工具的使用过程，并经过组内讨论找出这些工具有哪些共同的特点，并完成导学案中活动一的内容。学生：完成活动一一、杠杆定义及五要素教师：让学生总结这些工具在使用时都有什么共同的特点。杠杆有哪五个要素。学生：认识力臂，并通过视频进一步了解。二、杠杆的平衡教师：利用跷跷板，让学生想法子帮帮小女孩赢小男孩，接着通过组内讨论，找出帮小女孩的方法。。。教师：找同学上来演示一下是怎样让小女孩赢的。（学生二种方法），第一种方法是改变了杠杆的力臂，第二种方法是改变了力。接着学生演示怎样使跷跷板水平不动的现象。1.猜想教师：杠杆处于静止状态我们就称之为杠杆平衡，引导学生思考杠杆平衡的时候两边的力和力臂可能存在什么样的关系？（相等的关系）进一步思考学生：展开可能的猜想，并说出猜想。师生一起通过猜想和筛选猜想，排除后剩下两种可能的结果。教师：（介绍器材）实验中我们需要测量的物理量是什么？介绍怎么测力和力臂。2.设计实验根据提供的器材，学生思考导学案中提出的几个问题，通过组内讨论，找出问题的答案。然后小组内简要制定出实验方案。（1）.杠杆两端的平衡螺母有什么作用？（2）.为什么实验前要调节杠杆水平平衡？（3）.只做一次实验就可以得出结论吗？（4）.怎样改变杠杆两端的力与力臂的大小？教师：跟学生探讨问题，并让同学说一说制定的实验方案。学生：利用实验器材和实验方案，展开小组合作，完成实验探究任务。3.学生实验学生实验，教师巡视指导，提示做完实验的同学整理仪器，及时记录数据，分析数据。4.分析数据，得出结论教师投影学生数据（多个组的数据）学生：分析数据学生：得出结论：动力×动力臂=阻力×阻力臂5.实验评估：提醒实验中有误差存在。（分析误差：杠杆自重，质量不均匀，钩码磨损，标尺不准确），引导学生，不管误差大小，我们要实事求是，科学处理数据。三、杠杆的分类与应用教师用核桃夹引入杠杆的分类。提醒为什么改变不同的部位夹核桃能有不同的效果呢？学生带着这个疑问完成导学案中活动三。师生一起解决三类杠杆的分类。教师提示要想确定杠杆属于哪一类，关键是判断什么？（动力臂阻力臂的大小关系）（演示酒瓶起瓶盖，钓鱼竿，天平，分析力臂）展示课件古代的杠杆、人体的杠杆，教师解释指动石原理。四、小结通过本节课的学习，我们都学到了什么？让学生回答。五、当堂检测学情分析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。初中学生对生活中的杠杆十分熟悉，已经有了一定的使用杠杆的经验，对杠杆省力的印象比较深，但是对于使用费力杠杆原因不明，学生对杠杆的认识是感性的，但这些认识可能肤浅、片面，甚至错误的，追其根本就是杠杆使用中遵循的规律是未知的，所以杠杆平衡条件是学生学习的重点。学生通过有关力的知识的学习，对力的知识、物体运动与力的关系、平衡概念等有比较深刻的认识；另外，学生已学会了天平的调节，这些都为学习本节做好了铺垫。学生对为什么学习力臂、为什么要探究杠杆平衡条件还存在疑惑，因此，在教学中教师要设置出学生感兴趣的活动、布置合适的任务，鼓励积极地去观察、讨论、猜想、探究，从中归纳出杠杆的特征及平衡条件。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100%100%评测练习80%70%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。现场观察学生在实验过程中的参与程度75%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。现场观察学生在进行杠杆分类时对力臂的画法情况75%约75%少数学生在画阻力和力臂时出现错误。评测练习70%50%认识力臂有错误，导致利用杠杆平衡条件处理数据出错。4．记住省力、等臂和费力三类杠杆的特点，识别生活和生产中的三类杠杆。听取学生对生活、生产中有关现象中杠杆分类的回答95%约95%评测练习90%70%省力杠杆费距离特点认识不到位教材分析1.教材地位在本节课以前，学生已经学习了力学中的一些基本概念和规律，以及这些力学知识在生产生活中的应用。这节课是在学生已有力学知识的基础上，进一步了解一些简单机械及应用。这既符合学生的认知规律由易到难，由简到繁；同时又保持知识的结构性和系统性。本节课内容包括：什么是杠杆？杠杆的五要素，研究杠杆的平衡条件，以及应用杠杆的分类。其中理解力臂的概念并画出力臂，实验探究杠杆的平衡条件是本节课的主要内容。教材把实验和结论紧密结合起来，加深了学生对知识的理解，为学生学习杠杆的应用及变形杠杆打下了基础。2.教材的特点本节教材的编排从实际出发，利用插图，具有生动活泼的特点，有助于提高学生学习的兴趣，调动学生学习的积极性和主动性，可以充分体现学生的主体地位，遵循了学生由感性到理性，由简单到复杂的认识规律，锻炼了学生从分析物理现象中抽取物理规律的能力。3.教材编写思路：首先通过生活中一些常见的杠杆的图示，让学生寻找它们的共同特征，引导他们用科学抽象的方法建立杠杆的概念。接着通过撬棒撬石头的实物图和示意图，让学生明确杠杆中的几个概念，即支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂。然后通过实验探究的方法，让学生去体验杠杆平衡条件中探究的全过程。此后简介我国劳动人民在生活与生产中对杠杆的巧妙应用，最后再让学生尝试用自己的分类方法对多种杠杆进行分类。本节涉及了概念的建立、规律的认识以及概念、规律应用三个学习过程。10.1科学探究：杠杆的平衡条件导学案主备人：审核：【学习目标】1．知道杠杆的支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂。 2．能通过实验归纳出杠杆的平衡条件，能根据情况对杠杆进行分类【重点】杠杆的平衡条件【难点】力臂的做法以及探究杠杆的平衡条件的过程【学习过程】活动一：认识杠杆利用手边的工具，请你体验钳子钳铁丝、镊子夹取砝码等过程，并总结这些器材都具有什么共同的特点？1.杠杆定义：在

的作用下，能

硬棒，物理学中叫杠杆。2.杠杆五要素：（1）支点：杠杆绕着转动的，用O表示（2）动力：的力，用F1表示（3）阻力：的力，用F2表示（4）动力臂：是指支点到

的距离，用l1表示（5）阻力臂：是指支点到

的距离，用l2表示试一试：请做出以下杠杆的动力臂与阻力臂。FF1F2O活动二：探究杠杆的平衡条件提出问题：杠杆平衡时动力、动力臂、阻力、阻力臂之间存在什么关系？2.你的猜想是：

3．实验设计：（1）实验器材：杠杆（有刻度，两端有螺母）、钩码、支架（2）需要测量的物理量：（3）思考：杠杆两端的平衡螺母有什么作用？为什么实验前要调节杠杆在水平位置平衡？只做一次实验可以得出结论吗?实验中怎样改变力和力臂的大小呢?简要制定出你的实验方案：实验次数动力F1/N动力臂l1/cm阻力F2/N阻力臂l2/cm1234．进行实验与收集证据。5．分析数据得出结论。杠杆平衡时需要满足的条件是

。活动三：杠杆的分类及应用图1图2图3比较三幅图中动力臂与阻力臂的大小将杠杆进行分类：若l1＞l2，则F1F2,省力杠杆,省力但费

,如图

若l1＜l2，则F1F2,费力杠杆，费力但省，如图

若l1=l2，则F1F2,等臂杠杆，既不省力也不费力，如图

【小结】通过本节课的学习，你收获了什么？【达标检测】1.在研究杠杆平衡条件时，为了使杠杆在水平位置平衡，应将两端的平衡螺母向（选填“左”或“右”）调节。2.如图，OB为轻质杠杆，OA=60cm，AB=20cm。在杠杆的B端挂一个重力为60N的重物，要使杠杆在水平位置上平衡，应该在A点加一个竖直向上的拉力N.3．（2017年临沂中考题）如图所示的简单机械，正常使用时费距离的是（）A．筷子B．食品夹C．核桃夹子D．铁锹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。学生因为有好多老师听课，参与虽然积极，但是课堂开始时气氛有些紧张，不过教学的效果达到了预期。从教学的实际效果来看，学生在实验设计、测量技巧、数据分析等各方面的探究能力得到了更大程度的提高，对力臂概念和杠杆平衡条件这些重点难点问题的认识也更加深刻。当然，课堂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有种意犹未尽的感觉，学生交流、展示的时间不够充分，练习检测题的数量也被最大程度的压缩了。考虑是否有必要拆分为两个课时，将杠杆分类放在第二课时，再加小制作等活动和较充分的练习检测。2．器材的精确性有待进一步提高。这些问题还需要通过更深刻地思考和与其他教师的交流来解决。课标分析课标要求：•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。•科学探究： ☆有评估探究过程和探究结果的意识。 ☆能注意假设与探究结果间的差异。 ☆能注意探究活动中未解决的矛盾，发现新的问题。 ☆尝试改进探究方案。 ☆有从评估中吸取经验教训的意识。 ☆认识评估对科学探究的意义。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