利用“支架理论”重新审视教材，整合教学内容—— “杠杆及其平衡条件”教学设计

1利用“支架理论”重新审视教材，整合教学内容——“杠杆及其平衡条件”教学设计上海市上南中学北校赵焕成一、教学设计：【设计理念】1、以二期课改四个转变的要求重新审视教材，重新整合教学内容，将原来的五要素教学与杠杆平衡条件的研究整合起来，利用各种“支架”用1课时初步完成“杠杆及其平衡条件”的教学任务，目的在于突破力臂概念形成过程的教学。2、从学生生活中熟悉的许多工具杠杆谈起，设置生活中的问题情景支架——引出新课，目的在于培养学生的问题意识和激发学生的探究欲望。3、通过设计问题支架，任务支架，实验支架让学生主动观察、分析、猜想、探究，充分参与和体验从而得到杠杆概念及其平衡条件，目的在于培养学生利用科学方法进行物理研究的能力、实事求是的科学态度，激发学生内在的研究热情，使之感受探索过程和获得成功的快乐。4、在教学方式上采用小组合作讨论的形式，这样有利于学生相互启发，共同完成学习任务，培养合作精神。【学情分析】大部分学生对生活中杠杆比较熟悉，也很感兴趣。但如何根据杠杆平衡条件，根据实际需要，正确地选择和使用杠杆还不清楚。故让学生亲自经历科学探究的过程，让他们的各种能力得到培养。但须说明的是，由于学生在早期学习中还没有进行课程改革实验，因而形成了一些较被动的学习习惯和思维定势，学生们的科学探究能力和参与意识不够强，同时我校处在城乡结合部，学生的知识和动手能力还有待于提高，为了减少探究活动的盲目性和无序性，教师准备适时地给一些方向性的提示和指引。【教学目标】1、知识与技能：初步理解杠杆的五要素、杆杆的平衡条件。2、过程与方法：通过观察和实验，了解杠杆的结构。通过实验小组合作，设计实验方案，采用科学方法进行探究，了解力力臂的概念和杠杆的平衡条件。3、情感态度与价值观：通过学生的探究实验活动，领略实验过程的快乐、感悟获得成功的快乐，同时加强学生之间的相互协作精神，进一步激发学生学习物理的热情。【教学重、难点】重点：探究杠杆的平衡条件难点：1、利用方向性的提示引导学生合理猜想2、力臂概念形成过程的教学【教学器材】1、多媒体教学系统、课件2、杠杆平衡的仪器一套（共15组）、钩码若干、杆秤、扁担等。【教学方法】2引导探究教学法二、教学过程：教师活动学生活动设计意图1、创设情景支架：用模拟扁担挑重物同时结合现实生活中有很多类似扁担的实例，翘翘板、杆秤等来找出它们共同特征。2、初步介绍杠杆的五个要素：一、杠杆的概念：在力的作用下可以绕固定点转动的硬棒二、杠杆的几个要素：1、支点（O）：杠杆绕着转动的固定点2、动力（F1）：使杠杆转动的力3、动力（F2）：阻碍杠杆转动的力4、支点到动力作用点的距离（l2）5、支点到阻力作用点的距离（l2）3、研究F1、F2、l1、l2四个量符合怎样的条件，杠杆就会在水平位置静止。探究实验（1）先把杠杆的左端钩码的个数和格数控制起来，右边给定F1和F2，如学生活动卡1，让同学们通过实验猜想实验的结论。探究实验（2）再把杠杆的左端钩码的个数和格数控制起来，右边数据开放，如学生活动卡2，让同学们通过实验判断先前的猜想是否正确，如学生活动卡2，让同学们猜想实验的结论。探究实验（3）杠杆两边钩码个数和格数都是不固定的，那么此等式是否成立呢？结论：杠杆水平静止的条件：F1×l1＝F2×l2并介绍其物理意义动力乘以支点到动力作用点的距离等于阻力乘以支点到阻力作用点的距离。学生参与讨论与表演学生通过实验支架猜想实验的结论学生通过探究实验判断先前的猜想是否正确学生继续通过实验来验证这个结论学生讨论得出初步结论引导学生找出它们的共同特征及注意物重与支力点之间的距离关系来引入课题。让学生体验科学家发规律的过程34、如果动力或阻力的方向与水平杠杆不垂直F1×l1＝F2×l2等式还成立吗？请同学把弹簧秤斜拉时测得的数据和弹簧秤竖直拉时的数据比较发现两次的读数不相等，即等式不成立。那问题又可能出现在哪里呢？5、教师利用演示实验测出弹簧秤斜拉时F1、l1、F2、l2，代入F1×l1＝F2×l2，发现等式成立。把前面所讲的“距离”作修正，应为支点到表示动力（或阻力）作用线的距离，引入力臂的概念。6、杠杆这一水平静止的条件还适用于杠杆倾斜静止和匀速转动的情况，我们把杠杆处于水平（或倾斜）静止和匀速转动称为杠杆平衡。那么前面得出的杠杆水平静止的条件就叫做杠杆平衡条件，它就是F1×l1＝F2×l2，或动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂。7、分析现实生活中应用杠杆的实例为下一节课三种杠杆做铺垫。8、课堂小结（略）9、布置作业：在现实生活中找一找杠杆应用的事例，分别找到它们的五要素，比一比谁找的多。学生继续实验来探究这个问题学生分组讨论，汇报交流，形成共识。师生共同对力臂概念修正利用各种支架指导学生对杠杆原型变式成杠杆一般式的认识，指导实验设计及操作，在新物理情景下探索力臂概念修正和验证由杠杆原型导出的数学表达式的准确性。指导学生分析杠杆在实际生活中的应用为支架为下一节课做铺垫。三、教学反思：通过学习二期课改四个转变的要求和浦东物理中心组“支架理论”的学习，本着利用“支架理论”重新审视教材，整合教学内容的想法设计了本节课，通过理论的学习和教学实践对支架理念有了更深的认识。学习支架的作用就在于帮助学生顺利穿越“最近发展区”以获得更进一步的发展，通过支架的帮助，管理学习的任务逐渐由教师转移给学生自己，最后撤撤去支架，学习支架让学生经历了一些更为有经验的学习者（如教师）所经历的思维过程，有助于学习知识，特别是隐性知识的体悟与理解。学生通过内化支架，可以获得独立完成任务的技能，保证学生在不能独立完成任务时获得成功，提高学生先前的能力水平，帮助他们认识到潜在的发展空间。对学生日后的独立学习起到潜移默化的引导作用，使他们在必要的时候，可以通过各种途径寻找或构建支架来支持自己的学习，引导学生进入理解与能力发展的新领域。