背景
根据2022年版《物理新课程标准》，实验探究是数学教学不可或缺的内容，也是重要的教学方法和手段。 可以有效培养中学生的探究能力。 中学生实验操作的熟练程度是各种实验能力培养过程中的关键因素。 这类实验中，测试滑轮架机械效率等测试实验不是选修实验，对掌握实验技能的要求比较高。 中学生需要配合默契，有一定的动手能力，数据处理和推理能力也较难获得。 这些实验能否有效培养中学生认真对待实验的科学心态和实践思维方法。
检测实验是理论与实践之间的桥梁和纽带。 在生产和生活中，简单机械的应用非常普遍。 通过测试台车车架机械效率实验，让中学生了解如何提高机械效率，从而探索提高能源利用率的相关知识。 而这也是培养中学生节能降耗意识的重要组成部分。 通过这样的实验，除了提高中学生的学习能力和实践能力外，还可以增强中学生对环境保护的理解和意识，并将其转化为中学生积极参与的内在动力。参与环境保护行动。 鉴于当今资源形势日益紧张，提高能源利用率已成为人们急需解决的问题。 2021年省人大代表提出，2030年完成“碳达峰”、2060年实现“碳中和”，“提高机械效率”的目标变得尤为重要。这也意味着中学生必须实现环境保护的意义和完善正确的价值观和世界观。
教学设计
话题
检查小车架的机械效率
班级类型
新讲座
备课者
朱振宇
班级
1
教学目标
(1)学习滑车架的组装；
(2)检测小车架的机械效率，
(3)通过数据分析了解影响台车架机械效率的诱因；
（4）认识提高机械效率对节能降耗、提高经济效益的重要意义。
教学困难
重点
检查小车架的机械效率
困难
影响滑轮架机械效率的激励因素分析与总结
教具设计
铁架、滑轮若干、绳子、钩子若干、秤、弹簧测力计；
教材解析：本文节选自民教版八年级数学版第十二章机械效率第三节。 效率以增进他们对机械效率的理解。 在探究影响机械效率大小的主要因素的过程中，中学生还可以找到提升机械效率的方法，了解提升机械效率的现实意义。 作为小学基础测试实验之一，该实验让中学生了解机械效率的原理并探索关键激励因素。 本实验注重小组合作，鼓励中学生在探究过程中产生自己的观点和猜测。 同时，实验评价也将帮助中学生有效解决实验中可能出现的问题。 通过思辨性探究和数据分析的过程，中学生将获得严谨的科学思维，以及观察、分析和归纳的能力。 这种能力将帮助中学生更好地理解化学原理，提高实践能力和探究精神。
学习情况分析：在前面的学习中，中学生已经完成了滑轮架的组装，可以进行简单的估算物理知识在生活中的应用，以确定机械效率。 不过本节实验难度较大，需要中学生有更深入的理解。 中学生除了正确组装滑轮架外，还需要注意实验过程中的细节，准确记录数据，并对实验结果进行深入分析和处理。 为此，建议班主任在实验前提前做好充分的准备，包括适当的预习和讲解，以确保中学生充分理解实验的目的和步骤。 只有了解了这一基本要求，中学生才能充分运用所学知识完成实验，从而获得准确的结果和深入的理解。
教学流程
学习活动
设计计划
【新班级介绍】
图片简介：叉车、塔吊实物图
班主任问：叉车制造哪家比较好？ 我们南县有一家公司，以生产叉车而闻名。 如果他们家生产的叉车排第二，没有人敢当第一。 你知道那是哪家公司吗？
中学生回答：三一重工；
班主任说：三一重工是世界500强企业。 他们家生产的叉车承载能力强，机械效率高，深受市场追捧。 我们浏阳火车站建设过程中，有三一重工的塔吊和叉车。
提问：火车站建设过程中，同一辆叉车提升不同负载时，其机械效率会发生变化吗？ 其他品牌的叉车能以相同的机械效率提升相同的负载吗？
中学生：以不同的方式思考
班主任：谁说得对？ 我们不妨通过实验来验证一下。 决定叉车机械效率的关键部件是滑轮架。 明天我们将测试滑轮架的机械效率。
通过小机械的图片，让中学生体验小机械之美，进而联系当地企业和火车站建设，迸发出中学生的自豪感，活跃课堂气氛，用生活中的情境问题诱发中学生学生思考，并引出本课的主题。
【小车架机械效率的测量】
【活动一】明确实验原理、实验仪器和设备
班主任活动：我们之前已经学过机械效率的相关知识。 在测量滑轮架机械效率的实验中，如何获得其机械效率呢？
中学生活动：检测物体的重力、物体上升的高度、拉力、绳子拉伸的距离，求出其有用功和总功。
班主任活动：测试需要什么设备？
中学生活动：弹簧测力计、秤；
通过复习上面所学的知识，中学生了解实验的原理和实验的目的。
【活动二】设计实验流程并了解注意事项
1、实验步骤：
① 测量钩码重力并填写表格。
②按图A组装滑车架，确定钩码和绳端的起始位置。
③弹簧测力计使吊钩落下，边行驶边读取数值。 用测量尺检测此时吊钩正在上升且绳端已连接，并将这三个化学量填入表格中。
④ 计算有用功、总功和机械效率并填写表格。
⑤改变，重复上述实验，并将数据填入表格中。
⑥更换，重复上述实验，并将数据填入表格中。
⑦、重复上述实验，并将数据填入表格中。
⑧、重复上述实验，并将数据填写到表格中。
班主任活动：我们组的实验流程是怎样设计的？
中学生活动：
班主任活动：接下来请一位朋友上台展示我们组的表格设计。
中学生活动：
2、数据表设计：
姓名
1
2
3
4
5
班主任活动：接下来讲一下实验的注意事项
中学生活动：
三、操作注意事项
(1) 弹簧测力计在实验中为什么要轻轻驱动？
__
（2）为什么测试时不能边行驶边读取？
__
让中学生体验实验设计、组装实验装置、测量数据、推论的过程，既能激发他们的学习兴趣，又能减少他们的实践经验；
实验过程中，班主任应重点指导中学生操作，帮助他们克服可能遇到的困难和挑战，激发他们的求知欲和创造力。 同时，班主任还需要引导中学生独立思考、探索，在实验中不断发现和解决问题，从而提高他们的科学素养和实践能力。
【活动三】实验操作与记录，数据分析举一反三
1、小组合作交流：根据表格数据分析，你发现了什么？
实验推论：
2、结合实验推演，影响小车架机械效率的诱因有哪些？ 如何提高台车架的机械效率？
3、在日常生活中，我们随时随地都要与机械打交道。 提高机械效率对于生活、生产、节能降耗十分重要。 如果您是三一重工的工程师，您会如何设计和使用叉车来提高效率？ 工作时的机械效率？
【活动四】交流与评价
转折：刚才这几组的实验完成得非常好，数据分析也非常仔细、认真。 那么其他小组的完成情况又如何呢？ 是不是和他们的推论一样呢？ 实验过程中有遇到什么问题吗？ 如果是这样，你不妨告诉他们，我们一起解决。 （如果没有）现在你没有问题了，老师给你看刚才的发现（展示中学生实验操作的图片），你觉得怎么样？
1.谈谈实验中遇到的问题，你打算如何解决？
2、为了方便实验操作，减少实验偏差，你们会如何改进实验装置？
(1)不能匀速行驶。
（2）行车、考试时阅读不方便。
师生共同讲解解决方案：
(1)轻轻驱动弹簧测力计； 用机器拉；
(2)用标记尺预先确定绳索拉伸的起始和结束位置；
图1：一名中学生踩在椅子上驱动弹簧测功机
共同讲解改进措施：增加铁平台高度、缩短绳索宽度等。
图 2：弹簧计没有直接向下拉
联合说明不好的地方：可能会导致检测数据不准确，拉伸距离不容易检测
图3：检测过程中中心线出现裂纹，读数时视线与检测仪器不垂直
让中学生有足够的时间独立探索、合作交流。 这个过程不仅掌握了解决问题的策略，而且在课堂上培养了中学生的主体意识和团队精神。
【课堂小结】谈谈本课学到的知识，谈谈提升机械效率对生产、生活的意义。
中学生活动：
1、学会检测台车架机械效率，了解影响台车架机械效率的原因等。
2、减少化石能源消耗和污染物排放。 有巨大的经济效益。
中学生有不同的经历和收获。 有的朋友可能抓住了大局，有的朋友可能抓住了重点，有的朋友可能抓住了难点，有的朋友可能提到了一个你不太关注的点。
但他们加深了对机械效率和滑轮架的认识和理解。
【拓展】能否从机械效率估算公式出发来预测实验结果？
【黑板设计】：学习+科学+互联网Z+X+X+K]
教学设计思路：
“测量台车架机械效率”实验属于检测实验。 在测试实验方面，课程标准要求中学生通过使用各种基本实验仪器进行化学测试，了解化学概念和化学量的含义。 本课也以此主线要求中学生学习组装滑轮架并使用弹簧测力计和秤来检测并获得滑轮架的机械效率。
数学教学是回顾数学发展史的过程，但数学的进步和前沿理论的发展都是依靠新颖的思想和从无到有的创新实验来验证突破。 由于中学生第一次接触数学，所以我们要保护中学生的猜测和指责，让中学生学习化学研究方法和增强实验操作能力，同时鼓励中学生猜测、敢于批评，寻求突破。 我们不能只注重数学教学来应对高考、中考，必须把数学教学与中学生的全面发展有机结合起来，实验教学有利于中学生真正学习数学知识。化学。
本课的教学设计致力于让中学生在课堂上发挥主体作用。 现在的中学生分析能力和思维能力很强，班主任应该给中学生更多的发言和展示的机会，以提高他们的素质，发挥他们的潜力。 给予中学生更多的自由，会让他们创造出更多令人惊喜的成果。 通过情景教学，中学生可以更快地融入教学氛围。 从三一重工到衡阳火车站建设，从中学生耳熟能详的例子出发，引发人们对工程机械中台车车架机械效率变化的猜测。 中学生对于是否应该改变机械效率提出了不同的想法，并给出了相应的理由。 有的中学生认为，同样的叉车机械效率是一样的； 不同的有用功改变了机械效率； 一些中学生认为不同机器之间的摩擦力导致机械效率不同； 一些中学生还认为，不同的提升高度或速度也会影响他们的教学效率。 中学生的看法与班主任的期望有很大不同。 在教学过程中，班主任往往认为知识的产生是理所当然的事情，但中学生可能没有遵循正确的步骤。 收集这样的思考，我给了中学生足够的时间设计并完成实验来验证他们的猜测，激发了中学生的求知欲，各组验证了机械效率、物体重量和动滑轮重量之间的关系。 验证小组中的其他观点。 通过实验验证后，中学生的苦恼基本得到解决。 中学生通过自己动手操作所获得的经验远比班主任简单传授的要深刻得多。 同时，通过演绎，中学生也立即了解到影响机械效率的因素，进而指导中学生如何将获得的演绎应用到生活的实际过程中。
教学反思：
对于机械效率实验教学，应从以下几个方面进行反思：
1.课堂教学的引入。
借助当地的三一塔机，并以其在南县火车站建设中使用的图片为场景介绍，中学生的自信心和认同感迸发出来。 结合当地特色的课堂引入，可以开阔中学生的视野，丰富教学内涵，对启发中学生思维、促进中学生学习产生积极的影响。 班主任在教学中要充分考虑当地资源和文化特色，尽可能利用这些资源引导中学生学习，提高教学效果。
2.实验设计与操作。
本课要求中学生分组合作，独立设计并完成实验，其特点是简单、高效、知识点覆盖面广，有利于促进中学生独立思考和探索的主动性。 但在小组合作设计、动手实验过程中，有的班委存在不思考、抄袭别人想法、不愿意做实验或参与度不高等问题，这会阻碍自己能力的提高。 因此，班主任需要在实验检查过程中积极引导每一位中学生参与课堂实验，保证每一位中学生仍然能够体验到课堂实验所带来的探索和解决问题的有趣过程。测试实验。 这样的学习方法和心态，有利于提高中学生的实验技能和未来的科技研究能力，进一步促进数学科学领域的深度和广度的发展。
3、交流评价环节。
班主任给了中学生充足的实验时间。 在化学实验中，我们中学生可能会遇到各种各样的问题。 简单地召集某些小组来证明得出了正确的推论会忽略许多小组遇到的问题。 在实验过程中物理知识在生活中的应用，此类问题可能是由于设备、环境或操作等原因造成的。 为此，班主任需要积极引导中学生发现并解决此类问题，帮助中学生更好地掌握化学实验。 首先，班主任需要鼓励中学生尝试解决实验中的问题，而不是简单地向班主任寻求帮助。 其次，班主任应主动询问中学生实验中是否存在问题，并帮助中学生发现问题、解决问题。 在这个过程中，中学生不仅可以直接掌握知识和操作技能，还可以理清化学实验涉及的问题。
而当中学生在实验中提出问题时，他们会发现我们的实验设备需要改进。 作为一名班主任，一定要重视自制演示实验设备，它可以显着提高教学质量，也可以开阔中学生的视野。 激发中学生的创新意识。
4、细化教学语言。
问题要有针对性，引导要精准，比如要思考这样一个问题：不同型号的塔机吊起同一个重物时，机械效率会一样吗？ 问题抛出来之后，基本上就全部留给中学生来回答了。 即使中学生表达错误，老师也不急于给出正确答案，而是中学生表达不同的意见，而当中学生表达陷入困境时，老师会继续使用精确引导，由浅入深，循序渐进，引发中学生思考，直至得出正确的结果，在这个过程中，培养了中学生的科学思维能力、质疑能力、分析解决实际问题的能力。
总的来说，我们需要从各个方面反思和改进实验教学。 数学教学应该超越简单的公式估算和答案选择，让中学生在真实的化学环境中进行探索。 班主任需要引导中学生提出问题，集思广益，提出假设，确定实验方案，然后通过实验验证和数据分析得出科学推论。 这样的教学过程不仅可以加深中学生对化学的理解，而且可以培养中学生的实验能力、创新能力和科学素质。 最终，中学生可以将所学知识应用到现实生活中。