初中物理“探究杠桿的平衡條件”實驗改進探究

摘 要：“探究杠桿的平衡條件”實驗是學生對杠桿相關知識進行學習之后教材設計的探究實驗，主要是為了鞏固所學知識，加深學生對杠桿知識的記憶與理解。學生通過探究實驗，不但充分了解杠桿的平衡條件，還強化動手能力與實踐能力。本文針對“探究杠桿的平衡條件”實驗中存在的問題進行分析，結合自身經驗提出幾點改進意見，以供實驗參考。

關鍵詞：實驗改進；杠桿平衡；條件探究

蘇科版物理教材中，杠桿平衡的實驗被安排在九年級上冊課本第十一章的第一節，該實驗是初中物理的重點實驗之一，也是難點實驗之一。教材安排學生分組實驗，讓學生充分體驗探究的過程，通過分析、處理實驗數據，尋找出使杠桿平衡時力與力臂之間的特殊規律。但在進行“探究杠桿的平衡條件”實驗過程中，實際操作存在一些問題導致實驗結果并不理想，一些客觀因素同樣對實驗造成一定的影響。教師在實驗教學過程中，應注重對實驗的改進與創新，使學生在實驗探究中更方便、省時。

一、 “探究杠桿的平衡條件”實驗中存在的問題

教師在引導學生進行實驗的過程中，實驗裝置設計中存在的不足是影響實驗結果的主要因素。以下三點是學生在進行實驗的過程中較容易出現的問題：

（一） 實驗過程中較難把握的是調節杠桿平衡這一項操作，學生很難把握杠桿是否平衡，導致學生在實驗過程中心理壓力逐步增加，損傷實驗設施的同時還會打擊學生對實驗的興趣與操作的勇氣。部分杠桿上配備的塑料卡子或鐵質掛鉤質量不規范，是無法調節杠桿平衡的原因之一。而杠桿支點處軸與孔之間摩擦大也會影響到杠桿的平衡。

（二） 彈簧秤的操作問題使學生無法準確進行數據收集，對整個實驗操作產生影響。教材中的實驗教學采用的是在杠桿的左端掛鉤碼，在杠桿的右端用彈簧測力計向下拉動的方法，由于受到彈簧、秤鉤的重力的影響，使測得的拉力與實際相比較小。

（三） 學生記錄數據的實驗表格設計不合理，無法明確地看到實驗結果，不利于學生對實驗結果的分析，同樣不利于教師課后對實驗結果的驗收。部分學生認為三組實驗數據足夠論證杠桿平衡原理，但實際上只測三組數據未必會得出實驗結論，而部分學生選擇的實驗數據還會得到“動力+動力臂=阻力+阻力臂”的結論。

二、 “探究杠桿的平衡條件”實驗的改進措施

根據以上對“探究杠桿的平衡條件”實驗中存在問題的描述與分析，對實驗提出的改進措施如下：

（一） 在進行整個實驗的過程中，教師可以在杠桿上增加一個水平測試儀器，使學生在進行實驗的過程中，將更多的注意力放在對實驗的操作以及對數據的收集上，不至于因為操作上的小問題分心，反倒是使實驗目的本末倒置。教師可以選擇在杠桿中部加一個“T”形的塑料板，最好選擇透明的塑料板，有利于學生對實驗數據的觀察與記錄。選擇“T”形板的中部做一條直線與塑料板上邊沿垂直，在杠桿中部綁上鉛垂線，當直線與鉛垂線重合，杠桿就恰好處于平衡狀態。在保持杠桿的平衡后，進行實驗操作。保證杠桿上的塑料卡子或是金屬掛鉤的規范質量以及運用適量的潤滑劑降低軸與孔之間的摩擦，也是保證杠桿平衡的重要因素。

（二） 彈簧秤的操作不當是需要解決的問題之一，用彈簧秤來測量拉力F1，有利于教師在進行實驗操作過程中輕松改變拉力的大小，有利于學生觀察杠桿平衡或是不平衡時拉力數值變化。但是彈簧秤的秤鉤與彈簧也有一定的質量，這一部分質量不進行調零就會導致實驗操作出現偏差，所以在實驗操作前得將彈簧測力計倒置調零。

（三） 教材中的實驗數據記錄表格只記錄相關的實驗數據，而沒有對實驗結果進行整理與填寫，導致學生在進行表格觀察時不易直觀地得出結論，對表格進行一定的升級與創新，在原有表格中加入杠桿是否平衡一欄，有利于學生在進行實驗數據記錄的過程中將實驗結果直接進行登記，查找實驗結果的過程也較為簡單，教師在進行實驗結果審閱時，也有利于觀察學生的實驗結果。學生在進行實驗過程中，也需要采集多組數據，數據不足無法得出實驗結論，甚至還會出現錯誤結論，只有保證實驗數據的充足才有利于實驗結論的準確性。

三、 “探究杠桿的平衡條件”實驗影響

將“探究杠桿的平衡條件”實驗改進，有利于培養學生對實驗的探究興趣與學習興趣。在實驗進行過程中，教師對整體裝置的改進有利于使學生在實驗過程中深入探究杠桿平衡原理，充分了解杠桿平衡所需要的條件，對學生之后進行物理的學習與探索有一定的引導作用，使學生在鞏固、復習、深入探究所學知識的同時，對學生的操作能力、合作意識等素質進行培養。成功的實驗能夠激發學生對物理探究的欲望，教師在進行物理教學的過程中，也應不斷改進與完善教學過程與實驗過程，爭取讓學生在實驗過程中深深體會到物理的美感，提升物理學習興趣。

四、 結語

綜上所述，對“探究杠桿的平衡條件”實驗進行改進，有利于實驗過程中實驗數據記錄與實驗數據分析的準確性，有利于使學生在進行實驗過程中更加便利地進行操作與了解，方便實驗結果在實際教學中的應用與研究。同時可以幫助學生更好地了解杠桿的多樣性與力臂的作用，對整個教學過程產生積極的作用與影響。

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，2016（10）：59-62.

[2]李元貴.運用問題探究法突破“力臂”教學難點的嘗試[J].教學與管理，2017（24）：95-96.

[3]潘紅波.“杠桿”教學設計[J].黑龍江教育（中學版），2016（17）：16.

作者簡介：

何娟，江蘇省昆山市，昆山高新區漢浦中學。