初中物理中探究杠桿平衡實(shí)驗(yàn)教學(xué)的反思

董月華

摘 要：物理是一門科學(xué)性的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)教學(xué)也是物理教學(xué)的重中之重。初中物理中涉及了大量的實(shí)驗(yàn)，在傳統(tǒng)的教學(xué)過(guò)程中，教師通常會(huì)沿用課本中設(shè)計(jì)好的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，按部就班，得到結(jié)論。但是在實(shí)際授課中有不少實(shí)驗(yàn)，要么現(xiàn)象不明顯，要么操作中有困難，這就引發(fā)了教師對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)的反思。反思每次的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，是提高教學(xué)水平的有效手段。近期我針對(duì)初中物理中探究杠桿平衡實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了反思，并對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的一些學(xué)生容易出現(xiàn)問(wèn)題的地方進(jìn)行了總結(jié)。

關(guān)鍵詞：準(zhǔn)確性；直觀；主體地位

“探究杠桿平衡條件”是初中物理教學(xué)的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)之一，這個(gè)實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)是找到杠桿的平衡條件，難點(diǎn)是準(zhǔn)確找到力臂。開(kāi)展這部分教學(xué)是為了引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)觀察和實(shí)驗(yàn)感知杠桿，總結(jié)杠桿平衡的條件，為他們下一階段的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。在開(kāi)展這部分教學(xué)時(shí)，我結(jié)合教學(xué)重難點(diǎn)組織學(xué)生開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，卻在學(xué)生們進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題，在反思中總結(jié)出些許經(jīng)驗(yàn)，本文對(duì)此展開(kāi)論述。

一、打破傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)思路，探究杠桿平衡滿足的條件

在開(kāi)展實(shí)驗(yàn)時(shí)，我讓學(xué)生以小組為單位展開(kāi)探究。與此同時(shí)，我進(jìn)行了觀察，發(fā)現(xiàn)學(xué)生先調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，然后在支點(diǎn)兩側(cè)懸掛鉤碼，讓杠桿保持水平平衡，在杠桿上直接讀出力臂，并由此得出了杠桿平衡規(guī)律：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂?？墒牵灿幸徊糠謱W(xué)生得出的結(jié)論是：動(dòng)力×支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離=阻力×支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)的距離。這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，我和學(xué)生一致認(rèn)為這是實(shí)驗(yàn)方法的局限性導(dǎo)致的。于是，他們對(duì)實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行改進(jìn)。學(xué)生討論后，認(rèn)為可以利用彈簧秤代替砝碼，這樣不僅可以豎直方向拉動(dòng)，也可以斜拉，通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)得出一般規(guī)律，這樣有力地辨別了力臂與支點(diǎn)和作用點(diǎn)之間的距離這兩個(gè)概念。但是，學(xué)生們?cè)趯?shí)驗(yàn)中又出現(xiàn)了其他問(wèn)題，如彈簧秤斜拉動(dòng)時(shí)力的讀數(shù)不穩(wěn)定，力臂是空中一條線段，不在杠桿上等，導(dǎo)致力臂的測(cè)量困難變大，針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，我讓學(xué)生將豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的杠桿改為在水平平面上轉(zhuǎn)動(dòng)，利用定滑輪輔助實(shí)驗(yàn)，從而讓各個(gè)方向力的測(cè)量更為準(zhǔn)確。此外，為了更為準(zhǔn)確地測(cè)量力臂，可利用轉(zhuǎn)動(dòng)的圓形刻度盤來(lái)突破力臂測(cè)量的難點(diǎn)，從而更為準(zhǔn)確地得出實(shí)驗(yàn)規(guī)律。

對(duì)這個(gè)教學(xué)片段進(jìn)行反思后，我意識(shí)到開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)要發(fā)揮學(xué)生的主體作用，認(rèn)真地觀察學(xué)生的實(shí)驗(yàn)情況。同時(shí)，在優(yōu)化實(shí)驗(yàn)時(shí)更要大膽創(chuàng)新，打破固有思維，從而讓實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率更高。

二、消除彈簧秤帶來(lái)的誤差，讓實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確、直觀

探究杠桿平衡實(shí)驗(yàn)時(shí)，很多學(xué)生認(rèn)為可以利用鉤碼來(lái)代替杠桿上的動(dòng)力F1和F2，利用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量的方法不可取，理由是他們認(rèn)為利用彈簧測(cè)力計(jì)去拉經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)F1l1≠F2l2的情況。新課標(biāo)背景下，教師不僅要讓學(xué)生掌握知識(shí)，更要培養(yǎng)他們的綜合素養(yǎng)。利用砝碼代替動(dòng)力F1和F2縱然是被大多數(shù)人接受的一種實(shí)驗(yàn)方法，但是這種傳統(tǒng)的方法卻不夠直觀，無(wú)法給學(xué)生帶來(lái)更為深刻的印象，也不利于他們觀察能力的提高。

在組織學(xué)生開(kāi)展實(shí)驗(yàn)時(shí)，我建議學(xué)生采用彈簧測(cè)力計(jì)來(lái)測(cè)量拉力F1。當(dāng)然，學(xué)生們操作前，我為他們進(jìn)行了演示，通過(guò)改變松緊來(lái)改變力的大小。我讓學(xué)生認(rèn)真感受這個(gè)過(guò)程，真正感受杠桿的“平衡”與“不平衡”的變化。學(xué)生觀察我的演示后開(kāi)始進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，但是當(dāng)他們?cè)趯?shí)驗(yàn)時(shí)卻又發(fā)現(xiàn)F1l1≠F2l2。在我的點(diǎn)撥下，學(xué)生意識(shí)到其實(shí)彈簧測(cè)力計(jì)本身也有重力，在進(jìn)行測(cè)量時(shí)，必須要對(duì)其進(jìn)行調(diào)零，并且沿所測(cè)力的方向校零，否則得出的結(jié)果必然不準(zhǔn)確。學(xué)生掌握了正確的方法后，不僅消除了彈簧秤帶來(lái)的誤差，還更為直觀地觀察到了實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，在實(shí)驗(yàn)中總結(jié)出了實(shí)驗(yàn)規(guī)律，進(jìn)一步感受到了杠桿平衡的特點(diǎn)。

對(duì)這個(gè)教學(xué)片段進(jìn)行反思后發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)方法其實(shí)并不都是完美的，如果在實(shí)踐中，多觀察多思考，縱橫優(yōu)化知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)中的細(xì)節(jié)，那必然會(huì)提高實(shí)驗(yàn)的實(shí)效性。

三、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格

教材中所采用的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格包括了動(dòng)力F1、阻力F2、動(dòng)力臂l1、阻力臂l2這四個(gè)量。然后，讓學(xué)生們分三次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記錄了三組數(shù)據(jù)。學(xué)生將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表格后，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析、處理，從而得出結(jié)論：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂。但是在后來(lái)的反思中發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格可以進(jìn)一步進(jìn)行優(yōu)化。

該實(shí)驗(yàn)是探究杠桿平衡條件的，我們可以在表格中加上“杠桿是否平衡”這一項(xiàng)，不僅要記錄平衡情況下的4個(gè)量的數(shù)據(jù)，還要記錄不平衡時(shí)的數(shù)據(jù)，也就是需要記錄6組數(shù)據(jù)。這樣一來(lái)，學(xué)生即可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行清晰的對(duì)比，更為深刻地體驗(yàn)到杠桿平衡的條件。因此，教材中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格不一定是最優(yōu)的，我們還是需要結(jié)合實(shí)際情況加以優(yōu)化，從而提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性。

通過(guò)對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的反思發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)方式并不單一，作為一名優(yōu)秀的教師，我們需要以學(xué)生為中心，不斷地優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)，發(fā)揮他們的主體作用，從而真正實(shí)現(xiàn)高效的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]符東生.利用實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生建構(gòu)概念：以“杠桿”教學(xué)為例[J].中小學(xué)教材教學(xué)，2015（10）.

[2]張明邦.對(duì)兩例易錯(cuò)杠桿平衡問(wèn)題的推理[J].中國(guó)校外教育，2013（20）.

[3]權(quán)亮，裴會(huì)明，權(quán)鶴丹.杠桿平衡條件探究?jī)x[J].物理實(shí)驗(yàn)，2016（8）.

編輯 張珍珍