第12章 第1節(jié) 杠桿（教學(xué)設(shè)計(jì)）2023-2024學(xué)年八年級下冊物理人教版（安徽專版）

第12章第1節(jié)杠桿（教學(xué)設(shè)計(jì)）2023-2024學(xué)年八年級下冊物理人教版（安徽專版）授課內(nèi)容授課時數(shù)授課班級授課人數(shù)授課地點(diǎn)授課時間設(shè)計(jì)思路本節(jié)課以“杠桿”為主題，結(jié)合八年級下冊物理人教版（安徽專版）教材內(nèi)容，通過實(shí)驗(yàn)演示、案例分析、小組討論等多種教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生掌握杠桿的分類、平衡條件以及實(shí)際應(yīng)用。課程設(shè)計(jì)注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，以增強(qiáng)學(xué)生對物理知識的理解和應(yīng)用能力。核心素養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生觀察現(xiàn)象、提出問題的能力，通過實(shí)驗(yàn)探究，提升科學(xué)探究素養(yǎng)。引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)工具分析物理問題，發(fā)展數(shù)學(xué)建模素養(yǎng)。強(qiáng)調(diào)工程思維，讓學(xué)生在解決實(shí)際問題時，學(xué)會設(shè)計(jì)簡單機(jī)械，增強(qiáng)技術(shù)應(yīng)用素養(yǎng)。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了哪些相關(guān)知識：學(xué)生在進(jìn)入本節(jié)課之前，已具備一定的物理基礎(chǔ)，了解力的基本概念，對力的作用效果有所認(rèn)識。在幾何方面，學(xué)生對直線、角度等基本概念有一定了解，能夠進(jìn)行簡單的幾何計(jì)算。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：學(xué)生對物理學(xué)科的興趣普遍較高，樂于通過實(shí)驗(yàn)和操作來探究物理現(xiàn)象。學(xué)生在動手操作和實(shí)驗(yàn)探究方面具備一定能力，但部分學(xué)生在抽象思維和數(shù)學(xué)建模方面可能存在一定困難。學(xué)習(xí)風(fēng)格上，部分學(xué)生傾向于通過觀察和操作學(xué)習(xí)，而另一部分學(xué)生則更喜歡通過邏輯推理和數(shù)學(xué)計(jì)算來學(xué)習(xí)。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：學(xué)生在理解杠桿原理時可能遇到困難，尤其是在分析杠桿的分類、平衡條件等方面。此外，學(xué)生在將杠桿原理應(yīng)用于實(shí)際問題時，可能會面臨如何設(shè)計(jì)簡單機(jī)械以及如何將數(shù)學(xué)知識與物理知識結(jié)合的挑戰(zhàn)。此外，學(xué)生在小組合作學(xué)習(xí)中，可能需要克服溝通障礙，共同解決問題。教學(xué)資源-軟硬件資源：杠桿模型教具、彈簧測力計(jì)、砝碼、直尺、三角板、刻度尺、白板或黑板、粉筆或白板筆。

-課程平臺：物理教學(xué)軟件或平臺，用于在線資源訪問和互動討論。

-信息化資源：杠桿原理動畫視頻、杠桿應(yīng)用案例圖片集、在線互動實(shí)驗(yàn)平臺。

-教學(xué)手段：實(shí)物演示、小組合作實(shí)驗(yàn)、課堂討論、多媒體課件展示。教學(xué)過程1.導(dǎo)入（約5分鐘）

激發(fā)興趣：教師通過展示生活中常見的杠桿現(xiàn)象，如撬棍、鉗子等，提問學(xué)生：“你們知道這些工具是如何工作的嗎？”以此引發(fā)學(xué)生的好奇心和興趣。

回顧舊知：教師引導(dǎo)學(xué)生回顧力的基本概念，如力的作用效果、力的合成與分解等，為學(xué)習(xí)杠桿原理做好鋪墊。

2.新課呈現(xiàn)（約30分鐘）

講解新知：教師詳細(xì)講解杠桿的分類、平衡條件、力臂等概念，通過板書和多媒體課件展示，確保學(xué)生理解每個知識點(diǎn)。

舉例說明：教師通過實(shí)際案例，如撬棍撬起重物、杠桿平衡天平等，幫助學(xué)生理解杠桿原理在實(shí)際中的應(yīng)用。

互動探究：教師組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，讓學(xué)生思考如何設(shè)計(jì)一個簡單的杠桿來完成任務(wù)，同時鼓勵學(xué)生提出問題和假設(shè)。

3.實(shí)驗(yàn)探究（約20分鐘）

學(xué)生活動：學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，使用杠桿模型和彈簧測力計(jì)，驗(yàn)證杠桿的平衡條件。學(xué)生記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

教師指導(dǎo)：教師巡回指導(dǎo)，解答學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題，確保實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行。

4.鞏固練習(xí)（約15分鐘）

學(xué)生活動：教師布置練習(xí)題，要求學(xué)生獨(dú)立完成。練習(xí)題包括選擇題、填空題和計(jì)算題，涵蓋杠桿的分類、平衡條件等知識點(diǎn)。

教師指導(dǎo)：教師巡視課堂，解答學(xué)生疑問，幫助學(xué)生鞏固所學(xué)知識。

5.總結(jié)反思（約5分鐘）

教師總結(jié)：教師對本節(jié)課的重點(diǎn)知識進(jìn)行梳理，強(qiáng)調(diào)杠桿原理在實(shí)際生活中的應(yīng)用。

學(xué)生反思：學(xué)生分享自己在實(shí)驗(yàn)探究過程中的收獲和體會，教師引導(dǎo)學(xué)生反思學(xué)習(xí)過程。

6.課后作業(yè)（約10分鐘）

布置作業(yè)：教師布置課后作業(yè)，要求學(xué)生完成相關(guān)練習(xí)題，鞏固所學(xué)知識。

7.課堂評價（約5分鐘）

教師評價：教師對學(xué)生的課堂表現(xiàn)進(jìn)行評價，包括學(xué)習(xí)態(tài)度、參與度、實(shí)驗(yàn)操作等方面。

學(xué)生自評：學(xué)生進(jìn)行自我評價，反思自己在課堂上的表現(xiàn)，為今后的學(xué)習(xí)提出改進(jìn)措施。

8.課堂延伸（約5分鐘）

教師提出：教師提出與本節(jié)課相關(guān)的生活現(xiàn)象或科技應(yīng)用，鼓勵學(xué)生在課后進(jìn)行進(jìn)一步探究。

學(xué)生反饋：學(xué)生分享自己的思考和發(fā)現(xiàn)，教師給予點(diǎn)評和指導(dǎo)。教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-杠桿原理在古代工程中的應(yīng)用：介紹中國古代建筑中使用杠桿原理的例子，如趙州橋、曹娥石閘等，讓學(xué)生了解杠桿在古代工程中的重要性。

-動力學(xué)中的杠桿：討論杠桿在動力學(xué)中的作用，包括動力、阻力、力臂等概念，以及如何計(jì)算杠桿的力矩。

-杠桿的數(shù)學(xué)建模：介紹如何使用數(shù)學(xué)方法來分析杠桿的平衡問題，包括建立方程、求解力矩平衡等。

-杠桿在現(xiàn)代生活中的應(yīng)用：展示杠桿在現(xiàn)代工業(yè)、醫(yī)學(xué)、家居用品等領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例，如手術(shù)器械、汽車剎車系統(tǒng)、家用剪刀等。

2.拓展建議：

-閱讀相關(guān)書籍：推薦學(xué)生閱讀《中國建筑史》、《工程力學(xué)》等書籍，深入了解杠桿原理在古代工程中的應(yīng)用。

-觀看科普視頻：推薦學(xué)生觀看關(guān)于杠桿原理科普的視頻，如“杠桿原理在生活中的應(yīng)用”、“杠桿原理的數(shù)學(xué)推導(dǎo)”等。

-參與科學(xué)實(shí)驗(yàn)：鼓勵學(xué)生參與學(xué)?；蛏鐓^(qū)組織的科學(xué)實(shí)驗(yàn)活動，通過實(shí)際操作體驗(yàn)杠桿原理。

-設(shè)計(jì)簡單機(jī)械：引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)一個簡單的機(jī)械，如杠桿剪刀、杠桿天平等，并分析其工作原理。

-進(jìn)行小組研究：組織學(xué)生進(jìn)行小組研究，探討杠桿原理在不同領(lǐng)域中的應(yīng)用，如機(jī)械工程、生物力學(xué)等。

-參考在線教育資源：利用在線教育平臺，如國家精品在線開放課程、MOOC等，尋找更多與杠桿原理相關(guān)的學(xué)習(xí)資源。

-參加科學(xué)講座：鼓勵學(xué)生參加學(xué)?；蛏鐓^(qū)舉辦的科學(xué)講座，了解最新的科學(xué)研究成果和工程應(yīng)用。課后作業(yè)1.實(shí)際應(yīng)用題：

一根杠桿的支點(diǎn)在中間，動力臂是阻力臂的兩倍。如果動力是10N，那么阻力是多少？

解答：由于動力臂是阻力臂的兩倍，根據(jù)杠桿平衡條件，動力乘以動力臂等于阻力乘以阻力臂。設(shè)阻力為F，則有：

10N×2=F×1

F=10N×2/1

F=20N

因此，阻力是20N。

2.力臂計(jì)算題：

一根杠桿上有一個重物，其重量為30N，距離支點(diǎn)10cm。如果杠桿的另一端施加一個力使杠桿平衡，這個力距離支點(diǎn)的距離是多少？

解答：設(shè)這個力為F，根據(jù)杠桿平衡條件，有：

30N×10cm=F×x

x=(30N×10cm)/F

由于杠桿平衡，F(xiàn)=30N/10cm=3N/cm

x=(30N×10cm)/3N/cm

x=100cm

因此，這個力距離支點(diǎn)的距離是100cm。

3.力矩計(jì)算題：

一個杠桿的支點(diǎn)在中間，動力臂是阻力臂的三倍。如果動力是15N，動力臂是20cm，那么阻力是多少？

解答：設(shè)阻力為F，根據(jù)杠桿平衡條件，有：

15N×20cm=F×(20cm/3)

F=(15N×20cm)/(20cm/3)

F=15N×3

F=45N

因此，阻力是45N。

4.力臂比較題：

有兩根杠桿，第一根杠桿的動力臂是阻力臂的兩倍，第二根杠桿的動力臂是阻力臂的三倍。如果兩根杠桿都處于平衡狀態(tài)，動力分別是10N和15N，那么阻力分別是多少？

解答：對于第一根杠桿，設(shè)阻力為F1，有：

10N×2=F1×1

F1=10N×2

F1=20N

對于第二根杠桿，設(shè)阻力為F2，有：

15N×3=F2×1

F2=15N×3

F2=45N

因此，第一根杠桿的阻力是20N，第二根杠桿的阻力是45N。

5.力矩應(yīng)用題：

一個杠桿的支點(diǎn)在中間，一個重物距離支點(diǎn)15cm，重量為25N。如果杠桿的另一端施加一個力使杠桿平衡，這個力距離支點(diǎn)的距離是多少，如果這個力是10N？

解答：設(shè)這個力距離支點(diǎn)的距離為x，根據(jù)杠桿平衡條件，有：

25N×15cm=10N×x

x=(25N×15cm)/10N

x=37.5cm

因此，這個力距離支點(diǎn)的距離是37.5cm。課堂1.課堂評價

課堂評價是教學(xué)過程中的重要環(huán)節(jié)，它有助于教師了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，及時調(diào)整教學(xué)策略，同時也能夠幫助學(xué)生自我反思和改進(jìn)學(xué)習(xí)。

（1）提問與反饋

在課堂上，教師通過提問來檢驗(yàn)學(xué)生對杠桿原理的理解程度。問題可以設(shè)計(jì)為開放式或封閉式，旨在激發(fā)學(xué)生的思考并檢驗(yàn)他們的知識掌握情況。例如，教師可以提問：“如果你有一個重物需要移動，你會選擇哪種類型的杠桿來使用？”通過學(xué)生的回答，教師可以評估他們對不同類型杠桿的理解。

（2）觀察與記錄

教師通過觀察學(xué)生的參與度、實(shí)驗(yàn)操作、小組討論等活動來評估學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。例如，在實(shí)驗(yàn)探究環(huán)節(jié)，教師可以記錄學(xué)生是否能夠按照步驟正確操作，是否能夠獨(dú)立分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，是否能夠與其他同學(xué)有效合作。

（3）測試與評估

（4）及時反饋

對于學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)，教師應(yīng)給予及時的反饋。對于表現(xiàn)好的學(xué)生，教師應(yīng)給予肯定和鼓勵；對于表現(xiàn)不佳的學(xué)生，教師應(yīng)耐心指導(dǎo)，幫助他們找到學(xué)習(xí)中的難點(diǎn)和問題。

2.作業(yè)評價

作業(yè)是課堂學(xué)習(xí)的重要補(bǔ)充，它有助于鞏固課堂所學(xué)知識，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力和解決問題的能力。

（1）作業(yè)批改

教師對學(xué)生的作業(yè)進(jìn)行認(rèn)真批改，確保作業(yè)的準(zhǔn)確性和完整性。批改過程中，教師應(yīng)關(guān)注學(xué)生的解題思路、計(jì)算過程和最終答案。

（2）作業(yè)點(diǎn)評

在批改作業(yè)的基礎(chǔ)上，教師應(yīng)給予學(xué)生具體的