“探究杠桿平衡的條件”教學研究

李紅旗

杠桿問題是力學教學中的重難點之一，而“探究杠桿平衡的條件”是教學中的關(guān)鍵.在講“杠桿”時，有些教師僅注重講解概念，并沒有深入探究杠桿平衡的條件，導(dǎo)致教學效果不理想.在傳統(tǒng)的教學中，教師通常先講解杠桿、支點、動力、阻力等概念，然后直接引出力臂的概念，最后探究杠桿平衡的條件，整個過程偏重于讓學生對概念的識記.實際上，力臂這一概念是在人類不斷使用和研究杠桿的過程中形成和完善的.對于力臂的概念的理解，學生需要經(jīng)過循序漸進的過程，才符合其學習規(guī)律.因此，教學中教師要堅持“以學生為主體”，基于學生的生活經(jīng)驗及原有認知經(jīng)驗，逐步建立力臂的概念，幫助學生掌握杠桿平衡的條件.

一、創(chuàng)設(shè)生活情境，引導(dǎo)學生認識杠桿

在講“杠桿”時，教師可以利用多媒體展示一些生活中常見的運用“杠桿”的工具，如剪刀、扳手等，引導(dǎo)學生討論該類工具在工作過程中具有哪些共同特征，使學生認識到該類工具都會圍繞某點轉(zhuǎn)動且都會受到力的作用，然后引出杠桿的定義和支點、動力、阻力等概念.引導(dǎo)學生針對生活中常見杠桿原理工具“異中求同”，是幫助學生建立物理概念的有效方法，有利于學生掌握物理概念知識，也有利于培養(yǎng)學生的觀察和歸納能力.

二、利用多樣化活動，探究杠桿平衡的條件

在講“杠桿平衡的條件”時，教師可以通過多種活動與實驗，指導(dǎo)學生探究杠桿平衡的條件.

首先，教師可以利用多媒體播放不同體重兒童玩蹺蹺板的視頻，引導(dǎo)學生思考蹺蹺板能否保持水平位置平衡受到哪些因素的影響.通過該視頻，調(diào)動了學生的原有認知，使學生直觀地看到力在蹺蹺板平衡中的影響，也使學生感受到不同體重情況下距離對蹺蹺板平衡產(chǎn)生的影響，從而容易猜出影響蹺蹺板水平位置平衡的因素.

其次，教師可以利用掛鉤碼木尺實驗，引導(dǎo)學生探究杠桿平衡的條件.準備一個沒掛鉤碼的木尺，將其調(diào)節(jié)至水平位置平衡；在木尺兩邊分別懸掛不同數(shù)目鉤碼，調(diào)節(jié)鉤碼至0點位置，確保杠桿在水平位置平衡；改變鉤碼個數(shù)并調(diào)節(jié)懸掛點至0點位置，使木尺保持在水平位置平衡狀態(tài)；同時，記錄各次實驗數(shù)據(jù)，啟發(fā)學生思考杠桿平衡狀態(tài)下，支點到力作用點的距離問題.然后將杠桿左邊鉤碼更換為彈簧測力計，對彈簧測力計實施豎直拉，直至木尺杠桿保持水平平衡；再對彈簧測力計實施斜拉，直至木尺杠桿保持水平平衡，觀察彈簧測力計指數(shù)，引導(dǎo)學生思考彈簧測力計實驗下結(jié)論與兩邊都是鉤碼實驗下結(jié)論是否一致，使學生認識到斜拉時結(jié)論并不成立，引起學生的認知沖突，從而引出“力的作用線”.這樣，使學生認識到力作用線距離對杠桿水平平衡的影響，順勢引出力臂的概念.

最后，通過觀察實驗與分析數(shù)據(jù)，學生經(jīng)歷建立力臂概念的過程，并認識和理解力臂的由來，為修正蹺蹺板水平平衡的條件提供良好鋪墊.接下來，教師可以引導(dǎo)學生回顧蹺蹺板水平平衡時的情況，指導(dǎo)學生修正杠桿水平平衡時所總結(jié)的支點到力的作用點的距離，明確杠桿平衡受支點到力的作用線距離的影響，綜合蹺蹺板視頻探究與掛鉤碼木尺實驗情況，進而歸納出杠桿平衡的條件.

三、根據(jù)學生的學習經(jīng)驗，做好課堂教學反思

在教學過程中，學生的情感參與是影響課堂教學成功與否的關(guān)鍵.初中學生對于物理的學習還處在初級階段，在物理學習思維方式上還存在諸多不足.不過，很多學生在該階段中已經(jīng)形成相應(yīng)的觀察、思考、分析問題的能力，能夠利用已有知識對物理知識進行交流與討論.因此，在教學過程中，教師要根據(jù)學生的學習經(jīng)驗，幫助學生實現(xiàn)生活經(jīng)驗概念向科學概念的轉(zhuǎn)化.在講解杠桿概念與平衡條件時，教師可以把握學生的學習智能生長點，讓學生動手使用生活中常見的工具，觀看蹺蹺板視頻等，調(diào)動學生的原有認知，激活學生的思維；教師不要急于直接引出力臂概念，要創(chuàng)造與學生的思維方式相適合的“探究土壤”，使學生經(jīng)歷從“點到點的距離”認識階段進入到“點到線的距離”認識階段，并對相關(guān)概念與平衡條件有深刻認識.

總之，在講“杠桿平衡的條件”時，教師要基于教材，創(chuàng)設(shè)相應(yīng)的教學情境，并設(shè)置教學活動與沖突，引導(dǎo)學生對各種問題進行探究、質(zhì)疑、思考，激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生的思維能力，提高學生解決問題的能力.同時，教師要關(guān)注學生學習的各個環(huán)節(jié)，在想學生所想的同時想學生所未想，引領(lǐng)學生主動發(fā)掘問題，將課堂變成學生自主探究知識的場所，使學生積極參與教學活動，真正成為學習的主人，從而掌握杠桿平衡的條件.endprint