一、设计理念
在本次课程变革中,让中学生潜心动手、乐于探究是科学教学的明显特征。
在先前的教学中,滑车架机械效率的检测难度大,实践很轻率;距离关系早已了解,检测的意义不大;功的关系问题弄成了力的关系问题,不利于对机械效率的理解;而斜面的机械效率仅作为选学内容。
新的课程将斜面的机械效率作为一个探究教学的典型。斜面机械效率的检测不像滑车架那样难度过大,这就为更多的朋友提供了操作实践的机会。同时,有利于中学生对机械效率普遍意义上的认识,加深对机械效率的理解。
因此,本节课的教学要充分捉住以上特征,非常注重操作前的设计打算过程、操作检测过程
和对数据的剖析论证过程,充分彰显动手和探究。同时,要营造自主、合作的探究气氛,体验合作学习的重要性。
二、教学目标
(一)知识与技能
让中学生学习检测斜面的机械效率,提升操作技能,加深对机械效率的理解。
(二)过程与技巧
通过斜面机械效率的实验探究,学习拟订实验方案(包括实验表格的设计、测量和操作要求等),学习实验数据的剖析处理等。
(三)情感心态与价值观
在实验数据的检测记录与剖析论证中,培养中学生合作、严谨的科学作风。
三、重点与难点
中学生设计检测斜面机械效率的的方案以及检测过程是重点,对检测数据进行剖析论证是重点也是难点。
四、实验器材
实验货车、光滑木板、弹簧秤、米尺、木块、毛巾、玻璃板等。
五、教学过程
(一)从生活实例中提出问题
(先放一段录象,画面上有一些工人师父边喊着标语边把一些沉重的货物顺着斜木板推上货车。)
师:其中的木板有哪些作用?
生:有了木板可以省力。
(老师说明木板作为斜面使用,是一种简单的机械,有广泛的应用。)
师:请中学生思索一下:对木板有哪些要求或则木板应当如何放能够更省力?
生:只要使木板显得光滑一点;使木板长一点,倾斜角度小一些。
师:朋友们说的都很有道理。这么借助斜面把同样的物体搬上同一高度,这种做法在做功方面会带来如何的影响呢?或则说机械效率会发生如何的变化呢?请你们讨论交流。
(二)推测影响机械效率的诱因
(中学生讨论交流)
生:木板光滑,磨擦力小,可以少做额外功;木板长一点要做更多的功;夹角小一点可以少做功;木板光滑可以增强机械效率;木板夹角小一点可能增强机械效率,也可能增加机械效率或机械效率不变。
(三)设计机械效率的检测方式和要求
师:我们要通过实验来验证一下我们的推测。请每位实验小组的主任和大家的班委商量一下如何测定斜面的机械效率。
讨论后,每小组主任交流汇报各自的商量结果,总结检测斜面极限效率的方式:
(1)有用功的检测与估算……用米尺测出高度h,用弹簧秤测出货车重G量,之后按照W有用=Gh求有用功。
(2)总功的检测与估算……用米尺量出面包车走过的路程s,读出弹簧秤的读数F,按照W总=Fs求总功。
师:按照实验的目的,实验过程中我们还要关注哪些?检测过程中,还要注意哪些问题?
师生讨论,认识实验中要关注斜面的光滑程度、斜面的夹角,以及沿斜面匀速带动物体、使弹簧秤读数稳定等。
师:刚刚老师和每位小组一起讨论了各自的实验方案,以及实验中要注意的问题。接出来请每一组设计好实验记录的表格。
班主任对实验的设计安排:
全班共分成8组,每一组约6人,只做1-2次实验检测。
货车的重量有三种,斜面的表面种类有三种,每组的货车重量和斜面表面种类是固定的。
中学生进行实验,实验中班主任有意识地指导几组中学生按几种不同夹角进行实验,并及时纠正中学生操作中出现的问题。
……
(四)剖析与交流
师:昨天你们都早已完成了各自的实验操作,接出来就请各个小组汇总实验数据,进行剖析交流。
各组中学生将数据填入事先打算好的表格中,并进行讨论,找寻规律。
中学生通常能总结出以下推论:
(1)光滑程度相同时,木板的倾斜角度越小,机械效率越小。
(2)木板的倾斜角度相同时,木板越光滑,机械效率越大。
在此基础上,让中学生剖析交流某些组的实验数据存在的问题和缘由,比如弹簧秤的校零问题,货车的轮子是否灵活,拉力的方向是否顺着斜面等等。
进一步剖析和猜测,是否有其他新的发觉,比如斜面的机械效率与货车重力的关系等等。
(五)总结与作业
中学生总结本次实验探究中的收获斜面的机械效率实验,以及什么地方要进一步强化学习研究。
布置中学生完成“动手动脑学数学”。
点评:这一节课围绕斜面的机械效率的实验检测斜面的机械效率实验,来加深中学生对机械效率的理解,锻练操作技能,同时提升方案设计和剖析论证等实验探究能力,能起到实验教学奇特的教学疗效。
突出实验检测方式的设计。分组操作过程让中学生集中精力操作1-2次,有利于中学生对知识的理解和对实验操作技能的提升。假如中学生的基础不好,还可以先进行斜面机械效率的估算,为实验的设计和操作打下必要的基础。
把探究的任务分解,让各小组分担部份探究实验,既节省了时间,又彰显了合作探究的科学精神。本次实验方案没有用课本中习惯的控制变量的探究方式进行,可以更好地彰显研究问题的通常方式,防止走方式,搞教条,避免另一种方式的知识传授与灌输,有利于增强中学生的剖析论证等探究能力。
其实,假如中学生基础较好,条件容许,将滑车架机械效率的测定实验结合进去,让中学生对通常意义上的机械进行机械效率的探究,将更有利于中学生理解知识,掌握科学知识、规律的普遍意义。