GeoGebra軟件在初中物理滑輪教學(xué)中的應(yīng)用

費(fèi)楊

摘要：滑輪是生產(chǎn)生活中的重要簡(jiǎn)單機(jī)械，在生產(chǎn)生活中有非常廣泛的應(yīng)用，在初中物理教學(xué)中要求學(xué)生從杠桿的角度理解滑輪的實(shí)質(zhì)，但是由于動(dòng)滑輪工作過(guò)程中學(xué)生不容易觀察到動(dòng)滑輪工作的細(xì)節(jié)，因此利用GeoGebra軟件仿真動(dòng)滑輪的工作過(guò)程就能很好地解決這一問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：初中物理? 滑輪教學(xué)? GeoGebra

簡(jiǎn)單機(jī)械是初中物理力學(xué)中的一個(gè)重要部分，滑輪又是一個(gè)應(yīng)用非常廣泛的簡(jiǎn)單機(jī)械，同時(shí)在初中物理教材中簡(jiǎn)單機(jī)械又是一個(gè)比較重要的內(nèi)容，在教學(xué)學(xué)生很容易就能通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察總結(jié)滑輪工作時(shí)的特點(diǎn)，但是從杠桿的角度理解滑輪的實(shí)質(zhì)對(duì)學(xué)生是一個(gè)比較大的挑戰(zhàn)，其中的關(guān)鍵就是學(xué)生在使用滑輪是很難將滑輪利用抽象思維想象成一根杠桿，從而觀察滑輪，此時(shí)使用GeoGebra軟件就能將滑輪使用的過(guò)程通過(guò)二維動(dòng)畫(huà)的方式展現(xiàn)出來(lái)，由此就可以幫助學(xué)生更好地理解滑輪的實(shí)質(zhì)。[1]下面分享我使用GeoGebra軟件進(jìn)行滑輪教學(xué)時(shí)的教學(xué)設(shè)計(jì)，以此拋磚引玉與各位交流。

一、教材分析

（一）課標(biāo)要求：能說(shuō)出人類(lèi)使用的一些機(jī)械。了解機(jī)械的使用對(duì)社會(huì)發(fā)展的作用。本節(jié)課旨在引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)感受滑輪的作用，在使用滑輪的過(guò)程中感受滑輪在社會(huì)生活中的應(yīng)用，并能將滑輪合理地應(yīng)用在生產(chǎn)生活中。

（二）教材解讀：“滑輪的應(yīng)用”是初中力學(xué)的重要內(nèi)容，選自滬科版八年級(jí)物理教材第十章《機(jī)械與人》中的第二節(jié)。本節(jié)在前一節(jié)的杠桿的基礎(chǔ)上通過(guò)生活中的實(shí)例對(duì)滑輪進(jìn)行學(xué)習(xí)，主要分為認(rèn)識(shí)滑輪、滑輪的分類(lèi)以及滑輪的特點(diǎn)三個(gè)方面。本課介紹了生活中常見(jiàn)的機(jī)械，既是對(duì)滑輪的應(yīng)用，同時(shí)為下一節(jié)《做功了嗎》打下基礎(chǔ)。[2]

二、學(xué)情分析

（一）知識(shí)儲(chǔ)備：在第一節(jié)的學(xué)習(xí)中，學(xué)生知道了杠桿這一簡(jiǎn)單機(jī)械的特點(diǎn)，對(duì)簡(jiǎn)單機(jī)械的概念有了一定的認(rèn)識(shí)，能進(jìn)行簡(jiǎn)單的受力分析，在生活中見(jiàn)過(guò)了一些滑輪，知道生活中的滑輪如何使用。

（二）能力儲(chǔ)備：學(xué)生已經(jīng)能進(jìn)行簡(jiǎn)單的邏輯推理，對(duì)于現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)能夠引申到物理原理的理解，并且運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行探究，對(duì)生活的現(xiàn)象做出一定解釋。[3]

（三）存在不足：學(xué)生抽象思維尚有欠缺，對(duì)問(wèn)題的分析受限；對(duì)物理現(xiàn)象的描述不夠準(zhǔn)確，對(duì)現(xiàn)象背后的原理解釋不夠到位。

三、教學(xué)目標(biāo)

（一）了解什么是滑輪以及滑輪的分類(lèi)。

（二）了解滑輪在生活中的應(yīng)用，知道滑輪在使用過(guò)程中的特點(diǎn)。

（三）通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)感受滑輪在實(shí)際生產(chǎn)生活中的使用，通過(guò)師生共同分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)的思維方法。

四、教學(xué)過(guò)程

（一）情景引入（3min）

生活中有很多地方用到了滑輪，如：國(guó)旗桿、吊車(chē)等，今天，我們就來(lái)學(xué)習(xí)滑輪。

學(xué)生觀察、分析并表述滑輪的特點(diǎn)。

設(shè)計(jì)意圖：貫徹從生活走向物理的教學(xué)理念，通過(guò)有趣的開(kāi)場(chǎng)，激發(fā)學(xué)生的求知欲。

（二）新課講授（34min）

活動(dòng)一：組裝滑輪、提升重物（約10分鐘）

用滑輪與細(xì)繩的組裝提升重物，有幾種方案？

知識(shí)點(diǎn)：1.使用時(shí)，軸固定不動(dòng)的滑輪叫定滑輪；2.使用時(shí)，軸隨物體一起運(yùn)動(dòng)的滑輪，叫動(dòng)滑輪。

活動(dòng)二：感受動(dòng)滑輪和定滑輪在使用過(guò)程中的特點(diǎn)

教師提問(wèn)：工人要將一桶沙運(yùn)到三樓，可以直接提，也可以使用動(dòng)滑輪或定滑輪。

1.使用滑輪和不使用滑輪有何區(qū)別？

2.使用定滑輪和使用動(dòng)滑輪有何區(qū)別？

通過(guò)剛才的使用感受到了動(dòng)滑輪好像可以省力，定滑輪好像不能省力，使用動(dòng)滑輪雖然能省力，但是使用過(guò)程中拉繩子的距離和物體上升的距離好像不同，于是就可以使用彈簧測(cè)力器分別測(cè)量出拉力大小，物體和滑輪的重力大小，可以用刻度尺測(cè)量出物體和繩子自由端的移動(dòng)距離，以此總結(jié)歸納出定滑輪和動(dòng)滑輪使用過(guò)程中的特點(diǎn)與區(qū)別。

活動(dòng)三：分析滑輪的實(shí)質(zhì)

經(jīng)過(guò)剛才的實(shí)驗(yàn)我們知道了定滑輪和動(dòng)滑輪在使用時(shí)的特點(diǎn)，分別是定滑輪不省力但能改變力的方向，動(dòng)滑輪省力但是不能改變力的方向，那定滑輪為什么不省力？動(dòng)滑輪為什么正好省一半的力呢？下面我們將對(duì)滑輪的實(shí)質(zhì)進(jìn)行分析。

對(duì)于定滑輪來(lái)說(shuō)使用過(guò)程中可以看做是一個(gè)等臂杠桿。

因此定滑輪不能省力。而動(dòng)滑輪為什么正好省一半的力呢？

在這里我們也可以將其看做是一根杠桿，只是此時(shí)杠桿的支點(diǎn)在哪里呢？此時(shí)我們可以用GeoGebra軟件模擬動(dòng)滑輪工作過(guò)程，假設(shè)現(xiàn)在我們處在一個(gè)沒(méi)有圓形的世界，我們想要做一個(gè)滑輪可以將其做成一個(gè)正方形，此時(shí)我們明顯能看到，在使用正方形動(dòng)滑輪時(shí)，支點(diǎn)位于滑輪與左側(cè)繩子的接觸點(diǎn)上。[4]

如果將這個(gè)正四邊形的滑輪做成一個(gè)正六邊形的滑輪我們發(fā)現(xiàn)杠桿支點(diǎn)依舊在同一位置。

（三）小結(jié)（1min）

經(jīng)過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們了解了什么是滑輪，知道了滑輪可以分為定滑輪和動(dòng)滑輪，了解了定滑輪和動(dòng)滑輪在使用時(shí)的特點(diǎn)，知道了滑輪的本質(zhì)，希望各位學(xué)生在今后的學(xué)習(xí)生活中能夠合理應(yīng)用滑輪幫助自己解決生活中的實(shí)際問(wèn)題。

五、結(jié)語(yǔ)

使用使用GeoGebra軟件可以幫助教師在教學(xué)過(guò)程中將不容易展示的抽象概念通過(guò)直觀的方式展現(xiàn)在學(xué)生面前，通過(guò)使用GeoGebra軟件可以幫助學(xué)生更容易理解并建立這些概念，同時(shí)在使用使用GeoGebra軟件的過(guò)程中還能豐富教師的教學(xué)手段，幫助教師自我成長(zhǎng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]王洪濤，石禮偉，李艷.用 GeoGebra實(shí)現(xiàn)反射折射及雙 折射的惠更斯原理繪圖[J].物理教師，2019，40（05）：75-77.

[2]鄔晨海.GeoGebra在物理教學(xué)中的應(yīng)用[J].物理教師，2012，33（ 11）：55-56.

[3]羅宇晴，吳少平.GeoGebra軟件在波動(dòng)光學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].物理教學(xué)探討，2022，40（12）：65-69.

[4]汪海寧，李紅梅.淺析 GeoGebra軟件在物理教學(xué)的應(yīng)用[J].科技風(fēng)，2021（07）：75-76.