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關(guān)于《杠桿的應(yīng)用》教學(xué)設(shè)計(jì)
關(guān)于《杠桿的應(yīng)用》教學(xué)設(shè)計(jì)
一、設(shè)計(jì)理念
充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，通過(guò)對(duì)身邊的各種杠桿的探究，激發(fā)學(xué)生探究熱情，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，讓學(xué)生熱愛(ài)生活，讓課堂充滿活力，使知識(shí)的傳承在探究過(guò)程中不知不覺(jué)地完成，從而縮短生活與物理的距離，讓學(xué)生真切地感悟到：學(xué)習(xí)就是生活，物理就在身邊。
二、教學(xué)目標(biāo)
●知識(shí)與技能：通過(guò)探究，學(xué)生知道省力、費(fèi)力、等臂等不同類型的杠桿及其特征，能從身邊的物品中抽象出理想的杠桿模型──硬棒，并能指出它們的支點(diǎn)、動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂和阻力臂，從而分辯其類型。
●過(guò)程與方法：通過(guò)對(duì)杠桿的探究，讓學(xué)生逐步學(xué)會(huì)透過(guò)現(xiàn)象認(rèn)識(shí)事物本質(zhì)的方法，從而培養(yǎng)學(xué)生觀察能力和用科學(xué)的方法解決問(wèn)題的能力。
●情感、態(tài)度與價(jià)值觀：培養(yǎng)交流與合作的能力和學(xué)習(xí)物理的興趣，對(duì)學(xué)生進(jìn)行安全教育、辯證唯物主義教育和科學(xué)人文教育。
三、教學(xué)器材
1．教師備用：剪刀（兩種）、羊角錘（木板、釘子）、電工鉗、訂書(shū)機(jī)、鑷子、瓶蓋起子、啤酒一瓶（沒(méi)開(kāi)啟）。
2．學(xué)生自備：每個(gè)學(xué)生自備2～3件屬于杠桿的生活用品。
四、教學(xué)重、難點(diǎn)
從具有復(fù)雜的機(jī)械外形的生活用品中抽象出理想的杠桿模型──硬棒。
五、教學(xué)過(guò)程
1．杠桿的識(shí)別：（板書(shū)）（復(fù)舊引新）
教師：上次課我們了解到了杠桿的有關(guān)知識(shí)，老師在黑板上畫(huà)了一杠桿，請(qǐng)大家標(biāo)出動(dòng)力F1和阻力F2的力臂。
圖1
教師肯定學(xué)生正確的畫(huà)法，并說(shuō)明：其實(shí)，老師畫(huà)的這根杠桿就是從圖1（甲）中抽象出來(lái)的硬棒，去掉石頭、不考慮棒的形狀和粗細(xì)，得到了理想的杠桿模型──硬棒，這樣我們簡(jiǎn)化了研究對(duì)象，容易識(shí)別杠桿。
圖2圖3
教師：大家能從圖2和圖3的剪刀中抽象出簡(jiǎn)單的杠桿模型嗎？
學(xué)生各自畫(huà)出了帶半圓形手柄剪刀的杠桿模型。
教師：剪刀上的半圓形手柄是起什么作用的？對(duì)于我們研究杠桿是否有實(shí)際意義呢？
學(xué)生：半圓形手柄是為操作方便設(shè)計(jì)的，對(duì)研究杠桿無(wú)實(shí)際意義。
教師：對(duì)，這是我們研究杠桿的次要因素。我們不僅要透過(guò)復(fù)雜的機(jī)械外形找到杠桿的本質(zhì)的東西──硬棒，而且還要找到其主要因素，忽略次要因素，這是認(rèn)識(shí)事物、研究問(wèn)題的一般方法。
圖4圖5
學(xué)生不僅能畫(huà)出圖2（乙）、圖3（乙）中的杠桿模型，而且還能正確畫(huà)出圖4（乙）、圖5（乙）所示的杠桿模型。
教師：觀察用羊角錘拔釘子的情況，如圖6（甲）所示，并畫(huà)出其杠桿模型──硬棒。
學(xué)生用自帶的羊角錘進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，且一邊實(shí)驗(yàn)，一邊畫(huà)圖，教師在教室里巡回觀察，發(fā)現(xiàn)許多學(xué)生得到了圖6（乙）所示的模型。
教師：錘頭是我們要考慮的主要因素嗎？
學(xué)生：錘頭部分也可忽略，它也是次要因素，完全可畫(huà)成圖6（丙）那樣。
教師：非常正確……
學(xué)生：（突然提問(wèn)）：我在使用羊角錘時(shí)，發(fā)現(xiàn)拔釘子還有一種方法，如圖7所示。（其他學(xué)生按這位同學(xué)提的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并畫(huà)出了圖7（乙）所示的杠桿模型，效果不錯(cuò)）
圖6圖7圖8圖9
教師：（高興地）這就是創(chuàng)新，敢于提出與教材上不同的想法和做法，這是科學(xué)家們可貴的創(chuàng)新精神，這種精神值得大家學(xué)習(xí)。
2．杠桿的分類（板書(shū)）
教師：大家能通過(guò)觀察和思考對(duì)以上杠桿進(jìn)行分類嗎？
學(xué)生1：我認(rèn)為杠桿可分兩類：一是直杠桿；二是彎杠桿。
教師：不錯(cuò)，這位同學(xué)觀察的非常仔細(xì)。還有其它分類方法嗎？
學(xué)生2：我認(rèn)為可把杠桿分為兩類：一是有固定支點(diǎn)的；一類是支點(diǎn)可移動(dòng)的。如撬石頭的杠桿的支點(diǎn)可移動(dòng)。
教師：也不錯(cuò)。圖1中的杠桿支點(diǎn)可以根據(jù)需要來(lái)移動(dòng)。
學(xué)生3：我認(rèn)為按動(dòng)力臂和阻力臂大小關(guān)系把杠桿可以分為三類：一是L1＞L2，二是L1＜L2，三是L1＝L2。
學(xué)生4：我按動(dòng)力和阻力的大小關(guān)系把杠桿分為三類：①F1＞F2②F1＜F2③F1＝F2。
教師：以上幾位同學(xué)對(duì)杠桿的分類都不錯(cuò)，哪種分類對(duì)我們的應(yīng)用有實(shí)際意義呢？
學(xué)生5：后兩種分類更有實(shí)際意義。如前面談到的剪刀，作為理發(fā)用的就更注重省距離了，使用時(shí)可以方便地剪下更多的頭發(fā)，畢竟剪頭發(fā)并不很費(fèi)力。
學(xué)生6：后兩種分類實(shí)質(zhì)上是一樣的，根據(jù)公式，①當(dāng)L1＞L2時(shí)，F(xiàn)1＜F2省力費(fèi)距離；②當(dāng)L1＜L2時(shí)，F(xiàn)1＞F2費(fèi)力省距離③當(dāng)L1＝L2時(shí)，F(xiàn)1＝F2，既不省力，又不省距離。
教師：這位同學(xué)對(duì)杠桿的分類已講的十分清楚了。當(dāng)生活中更需要省力時(shí)，就使用L1＞L2的.杠桿，當(dāng)生活中更需要省距離時(shí)，就使用L1＜L2的杠桿。任何事物總是有它的兩面性，我們要學(xué)會(huì)一分為二地看待事物、研究問(wèn)題。
教師：那既不省力又不省距離的杠桿有什么用呢？
學(xué)生：精密的測(cè)量工具──天平就是這種杠桿。
教師：非常正確。
學(xué)生：（突然提問(wèn)），我覺(jué)得圖3并不一定是費(fèi)力杠桿，我在使用時(shí)發(fā)現(xiàn)：剪刀刀口受力的部位往往在刀口的中部或離支點(diǎn)較近的部位。當(dāng)然也有剪刀刀口尖端受力的情況，這屬于費(fèi)力杠桿。
教師：（驚呀）是這樣嗎？
大家認(rèn)真地實(shí)驗(yàn)，果真如此。全班同學(xué)認(rèn)可。
教師：看來(lái)，我們研究問(wèn)題不能單憑想象，也不能僅看表象，輕易地下結(jié)論。還是實(shí)踐出真知……
學(xué)生：（突然提問(wèn)）我發(fā)現(xiàn)用瓶蓋起子起蓋時(shí)，除了圖8所示的外，還有象圖9那樣的一種起法。
教師：是這樣嗎？你來(lái)給同學(xué)們演示一下。
這位同學(xué)稍不注意，用圖9那樣的方法把啤酒瓶蓋起開(kāi)了，全班同學(xué)都樂(lè)了。
教師：（高興吧）我發(fā)現(xiàn)你們正在走科學(xué)家的路，非常不錯(cuò)。你們身上巨大的潛能正在被開(kāi)發(fā)……
3．見(jiàn)過(guò)的杠桿：（板書(shū)）
教師：今天，大家?guī)?lái)了哪些物品，你們能正確說(shuō)出它們屬哪一類杠桿呢？
學(xué)生你一言我一語(yǔ)地議論開(kāi)了，并把自己帶來(lái)的身邊的物品拿出觀察、實(shí)驗(yàn)、分析、研究，教室里五十四位同學(xué)二十七個(gè)探究小組呈現(xiàn)了一派熱鬧景象：其中，有學(xué)生帶來(lái)了剪刀、瓶蓋起子、鑷子、電工鉗、打火機(jī)、訂書(shū)機(jī)、筷子、眼鏡架、夾子、折疊傘等，有的說(shuō)課本、課桌蓋也是杠桿。更有趣的是一位學(xué)生把父親的釣魚(yú)桿也帶來(lái)了，為了安全，教師用黑板擦換下了魚(yú)鉤。這位同學(xué)一邊做著釣魚(yú)的精彩動(dòng)作一邊解說(shuō)：如果有了大魚(yú)，就用不著考慮省力了，需要再大的力也使得出，關(guān)鍵是省距離，右手稍微向下壓桿，就把魚(yú)釣出水面并落到岸上，多爽！大家看了這位同學(xué)的表演，都捧腹大笑起來(lái)……
教師：只要大家關(guān)注生活，物理知識(shí)的應(yīng)用無(wú)處不有�，F(xiàn)在大家?guī)?lái)的物品我已登記在黑板上，沒(méi)有帶來(lái)的或不好帶的生產(chǎn)、生活工具但你見(jiàn)過(guò)的還有哪些呢？
平靜的課堂一會(huì)兒又沸騰起來(lái)了，大家爭(zhēng)先恐后地列舉了許多例子：炒菜用的鍋鏟、蹺蹺板、門窗、板車、縫紉機(jī)踏板，家用垃圾筒的踏板和后臂、鋤頭、家用活塞式抽水機(jī)的手柄、扁擔(dān)、桿秤……更有趣的是一位同學(xué)舉了船槳的例子。
教師：你乘過(guò)這種有船槳的小船嗎？
學(xué)生：乘過(guò)。
教師：太美了，你乘船的情景一定很有“小橋·流水·人家”的生活情趣吧！這是勤于觀察、熱愛(ài)生活的表現(xiàn)。（全班大笑）
師生共同探究杠桿的本質(zhì)，共同挖掘生活的美，共同享受著課堂無(wú)盡的歡樂(lè)。不知不覺(jué)就要下課了……
六、課堂教學(xué)小結(jié)和延展
今天，我們學(xué)會(huì)了杠桿的識(shí)別和分類，了解了一些科學(xué)探究過(guò)程中處理問(wèn)題的一些辦法和思想，這些辦法和思想對(duì)我們今后的學(xué)習(xí)和工作都是很有益處的。大家下去后，利用課余時(shí)間完成下列任務(wù)！把你看到的或想到或做過(guò)的，記錄在自己的成長(zhǎng)檔案內(nèi)，備老師檢查評(píng)估。
①參觀一建設(shè)工地，工地上有哪些杠桿？
�、谧屑�(xì)觀察城市環(huán)衛(wèi)車裝卸垃圾箱的過(guò)程，哪個(gè)部分是杠桿？
�、壑讣足Q上哪部分是杠桿？屬哪一類？
④到商店觀察一下案秤的結(jié)構(gòu)，它是什么杠桿？
⑤人體的手臂是省力杠桿還是費(fèi)力杠桿？
�、抻脪咧銙叩貢r(shí)，掃帚是哪種杠桿？請(qǐng)?jiān)囈辉嚒?/p>
七、板書(shū)
杠桿的應(yīng)用
1．杠桿的識(shí)別：
不考慮復(fù)雜的機(jī)械外形，從物品中抽象出簡(jiǎn)單的杠桿模型──硬棒。
2．杠桿的分類：
�、� 省力杠桿費(fèi)距離L1＞L2，F(xiàn)1＜F2；
�、� 費(fèi)力杠桿省距離L1＜L2，F(xiàn)1＞F2；
�、� 等臂杠桿L1＝L2，F(xiàn)1＝F2。
3．見(jiàn)過(guò)的杠桿：（略）
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