整合各版本教材資源,優(yōu)化力臂概念之教學引入

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1、整合各版本教材資源,優(yōu)化力臂概念之教學引入彭夷(無錫市堰橋初級中學江蘇,無錫214174)摘要:教材的編寫與設計是與教材所覆蓋地區(qū)學校、教師及學牛的實際密切相關的。作為工作在一線的教育工作者,一方面在教學上要依托于課程標準及所使用的教材,另一方面乂不能拘泥于單一的教材。筆者分析了多個版本教材關于力臂概念的編排,期望能整合這些教材的資源,讓力臂概念的教學引入更加符合學生的認知發(fā)展規(guī)律。關鍵詞:教材資源力臂教學引入力臂概念的引入歷來是杠桿教學中的一個難點。筆者分析了蘇科版、滬科版及北師大版物理教材,發(fā)現這兒種版本教材中都是直接給出了

2、力臂的概念,我認為教材這樣處理給教師預留了較大的發(fā)揮空間,而實際教學過程中很多老師往往依教材教教材即直接給出力臂概念從而冋避了引入概念這一難點。根據以往的教學經驗,學生如果對于力臂概念不能深入理解,則在接下來的學習過程中往往會出現很多的困難,如不能正確的找到力臂、在探究杠桿平衡條件的過程中無法評估實驗中出現的力臂不在杠桿上的情況。雖然經過大量的練習與講解能夠彌補這些缺憾,但是這樣的教學一定不符合新課程所提倡的教學理念、也不利于學生學習能力的提升。在繼續(xù)查閱了教科版及粵教滬科版教材的相關內容后,筆者結合教學實踐設計了兩種引入方案,

3、現將拙見付諸于文字供大家探討。方案一:觀察引導、合理分析——結合教科版初中物理教材知識儲備:當動力和阻力對杠桿的轉動效果互相抵消時,杠桿將處于平衡狀態(tài)。提出問題:有哪些因素會影響杠桿的轉動效果?學生根據以往的經驗猜想:力的大小力的作用點和力的方向都會影響杠桿的轉動效果。演示并觀察:1、如圖1杠桿在水平位置處于平衡狀態(tài),保持兩端鉤碼的位置不變,增加一端鉤碼的數量,觀察現象。2、保持兩端鉤碼的數量不變,移動一端鉤碼的位置,觀察現彖。圖23、用彈簧測力計代替鉤碼,保持力的作用點及力的大小不變,使力的方向與豎直方向成30°角(如圖2),

4、觀察現彖。圖3問題:保持力的作用點方向不變,要使杠桿保持水平平衡,如何操作?增大拉力(數據記為F)4、改變力的方向使其與豎直方向也成30。角(如圖),記錄當杠桿在水平位置平衡時彈簧測力計的示數,記為F。發(fā)現:F=F,分析:在力的大小和作用點相同而力的方向不同時,杠桿仍然可能處于平衡圖4狀態(tài),可見影響杠桿轉動效果的因素并不一定和力的方向有關。相等,所以杠桿仍然處于平衡狀態(tài)。——物理作圖(如圖4):大小相等的兩個力,雖然力的方向不同,但是支點到力的作用線的距離學中將從支點到力的作用線的距離稱為力臂方案二、科學探究,評估交流——結合滬

5、科粵教版初中物理教材聯系生活、創(chuàng)設情境:大人和小朋友坐上翹翹板上(如圖5),怎么樣才能使蹺蹺板保持水平平衡呢?將蹺蹺板簡化,用帶有等分刻度的均質木尺代替蹺蹺板,用鉤碼代替人進行實驗探究。(如圖6)實驗探究:在木尺的兩邊分別掛上數目不等的鉤回7碼,用F]、F2表示鉤碼的拉力,用h、伍表示它們離開懸掛點O的距離(如圖7);改變鉤碼數和它們離開O點的距離,使木尺處于水平靜止狀態(tài),將各次實驗數據填寫入下表:實驗序號左邊右邊拉力Fi/N距離Zj/m拉力f2/n距離Z2/m110.220」220.330.2330.240」5分析數據:可得杠

6、桿平衡時:FJLF2/2實驗評估:引導學生思考:在上述表達式中,F/是左側鉤碼重力造成大的拉力,F?是右側鉤碼的重力造成的拉力;那么/八仏究竟是什么呢?是指支點到力的作用點的t度嗎?實驗驗證:請學生采用圖8的操作方式(彈簧測力計豎直下拉),用實驗驗證上述結論的正確性。實驗中取7^=1.5N,妙10cm,創(chuàng)二15cm,先計算出杠桿處于水平平衡時彈簧測力計示數,再進行實驗驗證。圖8圖9請學生逐步傾斜彈簧測力計(如圖9)?,F象:發(fā)現彈簧測力計的示數發(fā)生變化。問題:彈簧測力計傾斜后E、%沒有變化,是什么引起了刀的變化?組織學生探究:讓人

7、為1.5N時杠桿處于水平平衡,假如F2甩成立,則b為10cm。@10組織學生用直尺測量尋找爪通過測量發(fā)現乙為支點0到幷的作用線的垂直距離(如圖10)小結:在杠桿屮,我們把支點到力的作用線的垂直距離稱做“力臂”。關于兩種引入方案的思考:第一種方案通過演示實驗讓學生產生思維的碰撞一一力的方向究竟能否單獨影響杠桿的轉動效果;此時教師適時的讓學牛畫出支點到力的作用線的距離,發(fā)現當力的大小相同時,只要支點到力的作用線的距離相等,杠桿的轉動效果就相同,從而構建起了力臂的模型。這一方案有利于培養(yǎng)學生的邏輯思維能力。第二種方案中,首先并沒有給出

8、力臂的概念,而是探究了杠桿左右兩端力與支點到鉤碼距離的乘積。發(fā)現F.2F2Z2o隨后對實驗進行評估,提出新的問題//>12究竟是什么呢?是指支點到力的作用點的氏度嗎?在教師的引導下,學生進行進一步的探究,找到/八/2就是支點到力的作用線的距離。該方案使學生經歷了

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