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回归原点:杠杆平衡教学的实践准则

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“探究杠杆的平衡条件”是沪粤版初中物理八年级下册第六章“力和机械”中的重要内容之一。应该来说,初中生还刚刚接触物理,而且也是刚刚接触力学的相关知识。因此,作为起始阶段的教学,必须回归原点,注重生活实际,培养学生学习物理的兴趣,了解物理知识与生活实践的密切关联。在教学中,有些老师不注重这一点,而是以知识教知识,满足于课堂上的简单的“授――受”的流程,抑或是贪多求全,不根据学生实际作相应的调整,对涉及杠杆原理的知识全部予以教学,造成学生消化不良,不能很好地理解和运用,不利于学生力学基础的夯实和提高。

一、以生活实际为导引,激活课堂

“生活是最好的老师”,很多书本上的知识,完全来自于生活实践,因此,在教学中,教师要充分利用生活源泉,让学生找寻书本知识的源头活水,这样学生也就更容易理解,更容易掌握,更容易调动进一步学习探究的积极性。

如,可以联系生活中跷跷板,探究跷跷板中的道理。教师提出问题:跷跷板为什么能上下转动?跷跷板为什么能平衡?跷跷板受到哪些力的作用?怎样才能使跷跷板保持水平平衡状态?然后让学生初步思考,使学生快速进入课堂思维的亢奋状态。再此基础上,可以引导学生发散思维,生活中类似原理的现象还有哪些,学生可以举出诸如天平、剪刀、钳子、开瓶器、鱼竿等鲜活的生活实例,极大地拓展了学生的思维空间,培养了他们观察生活、思考生活现象的良好习惯。

二、以实验观察为突破,勤于思考

在学生有了感性认识的基础上,开展2人一组实验,将杠杆挂在铁架台上,观察是否在水平位置平衡;若不是,可调节平衡螺母,使之水平平衡。然后,在杠杆支点的左边挂一定量的钩码,在支点右边也挂上钩码,直至杠杆再次保持平衡为止。接着,重复多做几次平衡实验,得到不同数据,并将数据记录下来,分析得出结论。然后进一步实验,完成相关探究性任务。老师在学生探究过程中进行巡视,发现问题及时提出,让学生自己去分析、解决问题。并要求每组学生认真观察,仔细作好相关记录,并展示交流各组数据,讨论得到什么结论,思考杠杆平衡需要具备什么条件。

三、以猜想假设为方法,深入探究

猜想是现代物理学思想的重要内容,物理教学中离不开有效性的猜想,这是培养学生发散性思维的重要渠道,虽然猜想假设可能与事实仍有一定的距离,甚至有可能就是错误的臆想,但是,不能因为有可能错误就阻止学生的猜想,教师应积极鼓励,用心呵护学生的猜想,用心培植学生的创造性思维品质。当然,猜想正确与否,还需要用实验进行验证,用事实说话,要让学生养成谨严、踏实的实验作风,认真分析数据,深入探究问题,仔细比对猜想,从而找出存在问题,优化思维品质。

如,学生在进行杠杆平衡条件实验过程中,可能有学生会得到其他关系式,但不适合所有数据,因此它并不是杠杆平衡条件。再如,在分析支点时,我们可以假想杠杆发生转动,杠杆围绕哪一点转动,哪一点就是支点。力的作用线就是从力在杠杆上的作用点起,沿力的方向所画的直线,从支点O向动力F1的作用线所画的垂线就是动力臂L1,从支点O向阻力F2的作用线所画的垂线就是阻力臂L2。画力臂实际上就是作一个点到一条线的垂线。这样,学生就容易理解了。

四、以分析比较为途径,加深理解

比较法是物理教学中重要的手段之一。有比较才有区别,学生在分析比较中,会对几个容易混淆的概念加以区分,从而获得鲜明深刻的印象。

如在本章节中,课本上对这几组概念是这样说的:“动力臂大于阻力臂的杠杆,是省力杠杆;动力臂小于阻力臂的杠杆,是费力杠杆;动力臂等于阻力臂的杠杆,是等臂杠杆。省力的杠杆,需要多移动距离,即费距离;费力杠杆,则可少移动距离,即省距离。人们在选用杠杆时,是根据所需要达到的目的来选取的。”对这段话中提到的一些概念,特别是省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆的区别,学生一下子不容易搞清楚,而这又是本章节的重难点。在教学过程中,就需要引导学生学会利用比较法加以区别。可以充分利用学生在操作过程中使用的器材进行分析。比如,铁锤拔钉子,找到支点、动力、阻力,就容易明白这属于省力杠杆;而钓鱼竿,通过找支点、动力、阻力,就知道动力臂小于阻力臂,为费力杠杆。而天平、跷跷板动力臂和阻力臂是相等的,因此,为等臂杠杆。通过实例列举,找动力臂和阻力臂,在分析比较中,学生对这三类概念的区别就容易理解了,由此形成的印象也就会越发深刻。

新课标明确指出,物理课程应贴近学生的生活,激发并保持学生的学习兴趣,让学生学习有价值的物理,要让物理教学由原来关注理性、抽象的科学世界,回归到学生的活生生的现实生活世界里,使学生在从自然到物理、生活到物理的认识过程中,领略到物理世界美妙、和谐的科学内涵和人文内涵,从而激发学生作为生活主体参与活动的强烈愿望。同时将教学的目的、要求转化为学生作为生活主体的内在需要,让他们在生活中学习,在学习中更好地生,从而获得有活力的知识,真正实现从物理走向社会的目的。

“给我一个支点,我就能撬动地球。”这是科学家阿基米德的一句名言。这句话既形象地阐明了杠杆的原理,同时也告诉我们科学研究来源于实践性探索,来自大胆和富有勇气的研究精神。初中物理应当回归原点,这原点就是物理学科所具有的实践性准则,这应当为所有教师所履行,应当成为物理教学与科学研究的不二法门。