初中物理中探究杠桿平衡實驗教學的反思

董月華

摘 要：物理是一門科學性的學科，實驗教學也是物理教學的重中之重。初中物理中涉及了大量的實驗，在傳統的教學過程中，教師通常會沿用課本中設計好的實驗過程，按部就班，得到結論。但是在實際授課中有不少實驗，要么現象不明顯，要么操作中有困難，這就引發了教師對整個實驗的反思。反思每次的實驗過程，是提高教學水平的有效手段。近期我針對初中物理中探究杠桿平衡實驗進行了反思，并對實驗教學中的一些學生容易出現問題的地方進行了總結。

關鍵詞：準確性；直觀；主體地位

“探究杠桿平衡條件”是初中物理教學的重點實驗之一，這個實驗的重點是找到杠桿的平衡條件，難點是準確找到力臂。開展這部分教學是為了引導學生通過觀察和實驗感知杠桿，總結杠桿平衡的條件，為他們下一階段的學習奠定基礎。在開展這部分教學時，我結合教學重難點組織學生開展實驗，卻在學生們進行實驗時發現了一些問題，在反思中總結出些許經驗，本文對此展開論述。

一、打破傳統實驗思路，探究杠桿平衡滿足的條件

在開展實驗時，我讓學生以小組為單位展開探究。與此同時，我進行了觀察，發現學生先調節杠桿在水平位置平衡，然后在支點兩側懸掛鉤碼，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律：動力×動力臂=阻力×阻力臂。可是，也有一部分學生得出的結論是：動力×支點到動力作用點的距離=阻力×支點到阻力作用點的距離。這種現象的出現，我和學生一致認為這是實驗方法的局限性導致的。于是，他們對實驗方法進行改進。學生討論后，認為可以利用彈簧秤代替砝碼，這樣不僅可以豎直方向拉動，也可以斜拉，通過多次實驗得出一般規律，這樣有力地辨別了力臂與支點和作用點之間的距離這兩個概念。但是，學生們在實驗中又出現了其他問題，如彈簧秤斜拉動時力的讀數不穩定，力臂是空中一條線段，不在杠桿上等，導致力臂的測量困難變大，針對這個問題，我讓學生將豎直平面內轉動的杠桿改為在水平平面上轉動，利用定滑輪輔助實驗，從而讓各個方向力的測量更為準確。此外，為了更為準確地測量力臂，可利用轉動的圓形刻度盤來突破力臂測量的難點，從而更為準確地得出實驗規律。

對這個教學片段進行反思后，我意識到開展實驗教學要發揮學生的主體作用，認真地觀察學生的實驗情況。同時，在優化實驗時更要大膽創新，打破固有思維，從而讓實驗教學效率更高。

二、消除彈簧秤帶來的誤差，讓實驗準確、直觀

探究杠桿平衡實驗時，很多學生認為可以利用鉤碼來代替杠桿上的動力F1和F2，利用彈簧測力計測量的方法不可取，理由是他們認為利用彈簧測力計去拉經常會出現F1l1≠F2l2的情況。新課標背景下，教師不僅要讓學生掌握知識，更要培養他們的綜合素養。利用砝碼代替動力F1和F2縱然是被大多數人接受的一種實驗方法，但是這種傳統的方法卻不夠直觀，無法給學生帶來更為深刻的印象，也不利于他們觀察能力的提高。

在組織學生開展實驗時，我建議學生采用彈簧測力計來測量拉力F1。當然，學生們操作前，我為他們進行了演示，通過改變松緊來改變力的大小。我讓學生認真感受這個過程，真正感受杠桿的“平衡”與“不平衡”的變化。學生觀察我的演示后開始進行實驗，但是當他們在實驗時卻又發現F1l1≠F2l2。在我的點撥下，學生意識到其實彈簧測力計本身也有重力，在進行測量時，必須要對其進行調零，并且沿所測力的方向校零，否則得出的結果必然不準確。學生掌握了正確的方法后，不僅消除了彈簧秤帶來的誤差，還更為直觀地觀察到了實驗現象，在實驗中總結出了實驗規律，進一步感受到了杠桿平衡的特點。

對這個教學片段進行反思后發現，實驗方法其實并不都是完美的，如果在實踐中，多觀察多思考，縱橫優化知識網絡，優化實驗中的細節，那必然會提高實驗的實效性。

三、改進實驗數據記錄表格

教材中所采用的實驗數據表格包括了動力F1、阻力F2、動力臂l1、阻力臂l2這四個量。然后，讓學生們分三次進行實驗，記錄了三組數據。學生將實驗數據填入表格后，對數據進行了分析、處理，從而得出結論：動力×動力臂=阻力×阻力臂。但是在后來的反思中發現，實驗數據表格可以進一步進行優化。

該實驗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，不僅要記錄平衡情況下的4個量的數據，還要記錄不平衡時的數據，也就是需要記錄6組數據。這樣一來，學生即可對數據進行清晰的對比，更為深刻地體驗到杠桿平衡的條件。因此，教材中的實驗數據表格不一定是最優的，我們還是需要結合實際情況加以優化，從而提高實驗教學的有效性。

通過對這個實驗教學的反思發現，實驗方式并不單一，作為一名優秀的教師，我們需要以學生為中心，不斷地優化教學設計，發揮他們的主體作用，從而真正實現高效的實驗教學，促進學生的全面發展。

參考文獻：

[1]符東生.利用實驗幫助學生建構概念：以“杠桿”教學為例[J].中小學教材教學，2015（10）.

[2]張明邦.對兩例易錯杠桿平衡問題的推理[J].中國校外教育，2013（20）.

[3]權亮，裴會明，權鶴丹.杠桿平衡條件探究儀[J].物理實驗，2016（8）.

編輯 張珍珍