核心素養(yǎng)下 力臂概念教學(xué)

陳容

摘要：初中物理概念教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)的一種途徑，核心素養(yǎng)是學(xué)科育人價(jià)值的集中體現(xiàn)，力臂的概念建構(gòu)是初中物理教學(xué)中的難點(diǎn)之一，因此如何讓學(xué)生正確學(xué)習(xí)和理解力臂，恰是物理教師需要探究和努力的方向.

關(guān)鍵詞核心素養(yǎng)教學(xué)設(shè)計(jì)引入力臂

新一輪基礎(chǔ)教育的課程改革以促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的充分發(fā)展為根本，如何聚焦課堂中的學(xué)科核心素養(yǎng)。在教學(xué)中就要關(guān)注學(xué)生物理觀念的培養(yǎng)和物理思維的形成。初中物理概念的建立一般要讓學(xué)生通過對(duì)物理現(xiàn)象的仔細(xì)觀察，積累一定的素材，再實(shí)驗(yàn)探究，抽象處物理模型，最后獲得物理概念，但是力臂概念的建構(gòu)課本上避而不談，直接給出定義。力臂的概念建構(gòu)是初中物理教學(xué)中的難點(diǎn)之一，力臂不但是探究杠桿平衡條件的基礎(chǔ)，還是杠桿的應(yīng)用分類的依據(jù)，因此正確學(xué)習(xí)和理解力臂，是物理教師需要探究和努力的方向.是初中物理教學(xué)中亟待解決的問題。

初中物理教學(xué)中的力臂概念，歷來都是學(xué)生的困惑，學(xué)生通常認(rèn)為力臂是支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離。為了完善這種前概念，需要開發(fā)出更具有說服力的教具，對(duì)于初學(xué)者來說這個(gè)邏輯是斷層的。因?yàn)榻滩闹兄唤o定了物理概念，教師也是直接告訴學(xué)生定義，然后利用數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn)到線的距離。這樣直接把概念交給學(xué)生，有兩個(gè)弊病，概念引入太生硬，學(xué)生就會(huì)困惑，即使接受也是知其然而不知其所以然，因此以往的教學(xué)力臂學(xué)生是難以接受的。導(dǎo)致學(xué)生作圖時(shí)反復(fù)講反復(fù)錯(cuò)。即使數(shù)學(xué)知識(shí)好的學(xué)生，就算會(huì)畫了，但后邊探究杠桿平衡條件時(shí)，為了方便讀取力臂的大小，都是將杠桿調(diào)到水平位置平衡時(shí)進(jìn)行探究，向這種特殊情況下的教學(xué)，在學(xué)生頭腦中形成了支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離就是力臂的定勢(shì)思維，那如何突破這個(gè)難點(diǎn)，我談?wù)勈谡n的經(jīng)歷，與大家共勉。

核心素養(yǎng)下的教學(xué)要以了解、學(xué)習(xí)研究物理問題的方法為基礎(chǔ)，掌握知識(shí)為中心，培養(yǎng)能力為方向，緊抓重點(diǎn)突破難點(diǎn)，具體設(shè)計(jì)如下：

設(shè)疑問題：汶川地震后，假如你是一名救援人士，不準(zhǔn)用武器，將壓在樓板下的被困人員解救出來，如何用棒去救被困人員，說出辦法？并畫出簡(jiǎn)易圖-------如圖甲

介紹支點(diǎn)通常用0表示，結(jié)合更多的杠桿實(shí)例，引導(dǎo)學(xué)生觀察到它們?cè)诠ぷ鲿r(shí)并沒有持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)而是處于平衡狀態(tài)。發(fā)現(xiàn)有兩個(gè)不同意義的力，一個(gè)促使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，命名為動(dòng)力F1，一個(gè)阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，命名為F2.

如圖乙所示的杠桿處于什么狀態(tài)？ ----------靜止；在物理上就把杠桿處于靜止時(shí)的狀態(tài)稱為杠桿平衡，再次使用杠桿，請(qǐng)同學(xué)們仔細(xì)觀察。（演示彈簧稱在不同位置時(shí)拉動(dòng)杠桿的情況），三次拉動(dòng)杠桿時(shí)，杠桿處于平衡嗎？-------杠桿處于平衡。每次的實(shí)驗(yàn)中有哪些不同現(xiàn)象發(fā)生？拉力的大小、拉力的方向、拉力的作用點(diǎn)?？磥碛绊懜軛U平衡的因素也可能與力的大小、方向、作用點(diǎn)有關(guān)？

將大小相同的兩個(gè)力用如圖丙顯示出來，雖然這兩個(gè)力的方向不同，但支點(diǎn)和線的“位置”好像是相同的，在數(shù)學(xué)中通常用點(diǎn)到線的位置來搭建這種關(guān)系。怎么驗(yàn)證猜想呢？用自制教具T尺，采用多組數(shù)據(jù)就找到了關(guān)系。只要力的大小相同，點(diǎn)到線的距離就相同，實(shí)驗(yàn)過程中，力的大小及其變化可用測(cè)力計(jì)測(cè)量，力的方向和作用點(diǎn)是否可以定量測(cè)量呢？此時(shí)是力臂概念建立的契機(jī)。教師立即從支點(diǎn)畫出各個(gè)力的垂線，學(xué)生也發(fā)現(xiàn)這段距離能夠精確測(cè)量。且這線段與力的方向和作用點(diǎn)有關(guān)。就把這段距離稱為力臂。

視頻演示如下圖

利用教具固定力的作用點(diǎn)，連續(xù)改變力的方向，采集數(shù)據(jù)，通過學(xué)生對(duì)圖像的分析，發(fā)現(xiàn)力的大小不同，實(shí)質(zhì)是力臂不同。

自制教具如圖 輕質(zhì)的圓板上畫幾個(gè)同心轉(zhuǎn)孔，圓心0固定在鐵架臺(tái)上，等距離的A和B掛一個(gè)鉤碼，觀察到平衡。若只把B處鉤碼移動(dòng)到E處后，觀察到圓盤不平衡，若分別放到C和D點(diǎn)都與B處效果相同仍然平衡。從而得出力臂定義------是從支點(diǎn)到力的作用線距離。

蘇霍姆林斯基說。教學(xué)絕不能給學(xué)生奉送現(xiàn)成的知識(shí)，應(yīng)該把知識(shí)隱藏在任務(wù)中，讓學(xué)生在過程中發(fā)現(xiàn)意義，獲取知識(shí)，提升素養(yǎng)，讓學(xué)生的課堂把知識(shí)學(xué)活，是非常有價(jià)值的。用這種方式處理教學(xué)，把課堂的主動(dòng)權(quán)回歸學(xué)生。又進(jìn)一步的對(duì)“力臂”概念的理解和鞏固，教師在探究中引導(dǎo)，問題中點(diǎn)撥。從而將教材的新知舊知識(shí)聯(lián)系起來。也說明杠桿的平衡與力和力臂有關(guān)。通過這種方式學(xué)生能領(lǐng)悟到力臂的定義。也為后邊的探究杠桿平衡做好鋪墊。

初中物理概念教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的一種途徑，引導(dǎo)學(xué)生上好每堂概念教學(xué)課，教學(xué)有法但無(wú)定法，從本著學(xué)生有利用于學(xué)習(xí)物理概念的角度出發(fā)，尤其正處于“雙減”政策的新形式下，教師聚焦問題，增強(qiáng)教學(xué)的針對(duì)性，減輕學(xué)生作業(yè)負(fù)擔(dān)的基礎(chǔ)上，只有發(fā)展學(xué)生的物理學(xué)科素養(yǎng)，達(dá)到有效教學(xué)，從而提高教學(xué)質(zhì)量?？偨Y(jié)如下：

參考文獻(xiàn)

1. 灌云縣下車中學(xué)江蘇灌云中學(xué)物理（初中版）2015， 33（11）

2. 林海夏;陳偉強(qiáng);;“探究杠桿平衡條件實(shí)驗(yàn)”的不足與改進(jìn)[J];教育與裝備研究;2018年05期

3. 閆迎利梁建均直接測(cè)量任意方向的力臂。物理實(shí)驗(yàn)2003年第八期

4. 韓國(guó)慶中學(xué)物理教學(xué)參考2003年11月