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动滑轮一定能省一半力吗?
【导言】
教学是一项遗憾的艺术。或许,徘徊于这遗憾的艺术之外,才是真正的遗憾,可我们不能使自己留下遗憾。维纳斯正因为断臂,才更具艺术魅力,教学也正因为遗憾才让我们不断进取!
【案例】
在学习定滑轮和动滑轮时,教师演示了定滑轮和动滑轮提升重物实验后(如图1),师生通过实验可以看出:定滑轮不能省力,但可以改变力的作用方向,而动滑轮可以省一半的力,但不能改变力的作用方向。
师:你能解释为什么使用定滑轮不省力,而使用动滑轮可以省一半力吗?
师生共同分析,原来滑轮其实是一个杠杆的变形,定滑轮实质是个等臂杠杆;动滑轮实质是个动力臂为阻力臂2倍的杠杆(如图2)。所以定滑轮不省力,而动滑轮可以省一半的力。
生:动滑轮一定能省一半力吗?
教师正在精心细致的分析时,冷不丁被学生的一个疑问打断。学生提出疑问,一定有他的道理!
师:那你认为应该是如何的呢?
生:对于动滑轮,支点在滑轮的一侧,当拉力处于F1的位置时,其力臂为l1 ,刚好为滑轮的直径,等于阻力臂的2倍,所以拉力F1为阻力的一半,即省一半的力;而当拉力处于F2或F3等位置时,作出力臂为l2 、l3 (如图3),很明显,l2 、l3均小于l1 ,所以力F2 、F3明显要大于F1 ,也即动滑轮不能省一半力了!
师:分析的相当精彩,也就是说,动滑轮的省力状况,还要视拉力的位置而定。那定滑轮又是如何的呢?
在教师的引导下,全班同学依照刚才的方法,一起探讨定滑轮是否一定不能省力这一问题。
生:对于定滑轮,支点在滑轮的中心,当拉力无论处于F1 、F2 、F3等位置时,其力臂分别为l1 、l2 、l3(如图4) ,始终为滑轮的半径,且等于阻力的力臂,所以,对于定滑轮,不管拉力处于何位置,均不能省力!
师:分析的有道理。那事实是否真的如此,我们只有通过实验才能证明。
课后,教师组织学生到实验室进行滑轮的实验,重点探究拉力的作用方向与定、动滑轮的省力状况。为检验自己在课堂上的分析推理,学生们个个热情高涨、兴趣盎然(如下图)。
师:通过实验,你们发现在课堂上的分析有道理吗?
生:有道理。动滑轮省一半力,必须还得加个前提条件,只有当拉力竖直向上时,才能成立!
【反思】
教学,是遗憾的艺术,有创新,就会有遗憾,不重复自我,更会有遗憾,但如果抓住遗憾,并反思遗憾,一个新的教学灵感或许就在此刻诞生。
教完这堂课后,很长一段时间,我都处在一种莫名的兴奋中,回过头来想想,这一节课,我课前精心的设计,周密的思考,而在实际的教学中,思路却不经意被学生的一个疑问打断,于是没有再按预定的设计上课,并且在学生的启发下,课后补充了一个探究实验,可这又何尝不是一节非常成功的科学课。学生在课堂上提出疑问,并得到了教师的尊重,有了更为广阔的思考空间,最大限度地发挥了他们的才能和智慧。作为一名教师,有时候我们留给学生的空间是否太小了一点?要求得是否太死了一些?其实学生都是具有很大的发现潜力的。值得庆幸,在积极倡导探究式学习的今天,给了学生以很多自主探索发现的时间、空间和机会,这将使学生的创造力得到极大的释放和激发。我们是学生学习的伙伴、合作者,在有些时候,学生又何尝不是我们的老师,他们的学习需求也打开了我们教学的思路。这应该就是所谓的“教学相长”吧。
浙江特级教师贺诚说过:“预设是必须的,但生成则更是鲜活的。”的确,课堂教学实际上是一种双边乃至多边的生命活动,哪有一成不变、哪能“未卜先知”,哪会没有“花絮”?学生在哪里有疑惑、有思考、有感悟,教师便须十分机警地在“第一时间”顺势展开,这样的课堂才够才灵!
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