二、机械效率主要内容及教案内容

2019年北京市中小学优秀教学设计评选

教学基本信息

课题

是否属于

地方课程或校本课程

学科

相关

领域

教材

教学设计参与人员

设计者

实施者

指导者

课件制作者

其他参与者

姓名

李欣

李欣

李欣

单位

北京市第二十二中学

北京市第二十二中学

北京市第二十二中学

联系方式

13810320485 物理

书名：义务教育教科书

出版社：人民教育出版社

出版日期：

2013年

6 月

机械效率

否

是否属于

跨学科主题教学

年级

否

初二

学段：

初中

1

2019年北京市中小学优秀教学设计评选

指导思想与理论依据

2016年9月，《中国学生发展核心素养》公布。我国学生发展核心素养，以科学性、时代性和民族性为基本原则，以培养“全面发展的人”为核心。重点是要提高学生的问题解决能力。解决问题的能力是指人们运用观念、规则、一定的程序方法等对客观问题进行分析并提出解决方案的能力。能力表现在能够发现问题，能够判断，并进行处理。教师在设计教学内容时应特别注重培养学生的问题解决能力。

而课堂时间有限，就需要教师合理地进行教学设计，提高课堂绩效。

人性化学习理论主张：一、让学生按照自己的步骤学习；二、教师给予学生一对一的个性化指导。这两方面都能有效地提升学习绩效。建构主义理论强调以学生为中心，学生是认知的主题，是知识的主动建构者，教师只对学生的意义建构起帮助作用和促进作用。

实验心理学家特瑞赫拉著名的心理学实验结果表明，人类能记住：自己阅读的10%，听到内容的20%，看到内容的30%，听到和看到的50%，交流过程中所说内容的70%。建构主义强调通过协作、会话让学生建构知识。美国缅因州的国家训练实验室研究成果——学习金字塔。从学习金字塔中也可以知道小组讨论、做中学、训练他人这些主动学习方式都可以有效提高学***均留存率。

维果茨基提出“最近发展区” 理论，主张教学应从儿童潜在的发展水平开始，不断创造新的“最近发展区”。——支架式教学

本节课在生本理念的指导下，借助多种现代化信息技术，采用基于微课程的翻转教学模式，优化课堂教学，改革传统教学中不适应时代潮流的部分。课前让学生利用微课，借助预学案自学本节课的第一部分内容“有用功、总功、额外功”，通过完成预习反馈检验自学效果，经过微信群讨论，对所学内容提出质疑、待学。课上，学生分小组以发言展示的形式合作互学、答疑解惑；以动手实验、交流讨论的形式自主学习第二部分“机械效率”的内容。教师应充分给学生观察、探究、思考、交流、质疑的时间，突出学生的主体地位，让学生自主研究，教师需要为学生搭设“支架”，创设层层递进的问题情境，使知识地获得水到渠成，真正实现以学生为中心、在“做中学”的探究式学习。旨在提高学生学习绩效，调动学习的积极性，提升问题解决的能力，培养未来发展所需的核心素养。

2

2019年北京市中小学优秀教学设计评选

教学背景分析

教学内容：

本节内容是人教版八年级下册第十二章第三节的内容。学生在前面的学习已经了解了功和各种简单机械的知识，本节内容是前面知识的延伸。机械效率是衡量机械性能的重要指标，也是学习其他效率，如热机效率的基础，具有十分重要的现实意义。机械效率概念涉及面广，内容抽象，并且是利用两个功的比值来定义该物理量，学生较难把握。教学中要为学生搭设支架，层层递进；要运用各种教学手段，让学生多体验，多观察、多比较、多思考，从不同的角度去体会效率的物理意义。联系生活实际，把效率问题从简单机械延伸到生活的方方面面，包括在学习和生活中增强提高效率的意识。

学生情况：

起点水平：

学生已经具备了初步的科学探究能力，但还需要进一步提高，能够运用观察、分析、归纳、比较、等科学方法来探求新知识。物理思维基本处在具体运算阶段和前运算阶段，演绎推理、物理建模的能力较弱。教师应尽可能创设问题情景、让学生在任务驱使下主动学习，设置学生自主探究、思考、讨论、分享环节。注重培养学生实验能力、分析概括能力，科学推理能力、创新能力等解决实际问题的综合能力。培养学生敢于质疑、勇于探索的精神。

认知结构：

学生已经对杠杆、滑轮等简单机械有了一定了解，但并不亲切。学生理解机械效率的概念较为困难，很容易与功率混淆。使用简单机械对物体做功，计算机械效率时，确定有用功和总功是难点。理解了机械效率的概念，通过实验很容易归纳概括出影响机械效率的因素。

学习态度：

渴望动手实验、喜欢探索、合作交流的热情很高，动手能力、协作能力还有待提高，个别学生注意力容易分散。

教学方式：

班级中不同的学生掌握同样的学习内容需要的时间是不一样的，出现的问题也是不一样的。学生需要教师给予个性化的学习指导,然而，课堂时间非常有限。因此本节课采用翻转教学模式提高学习绩效。让学生将基础知识在课前自学完成，上课针对学生的问题以分享、质疑、讨论的方式让学生自主学习，相互答疑解惑。课上重点让学生在任务的驱动下，经历实验探究的过程，进而得出概念并对概念进行理解和深化，深入理解机械效率的物理意义，突破难点。在此过程中培养学生的核心素养。

手机、iPad、学***台、微信这些现代信息技术的引入可以为学生提供便捷地获取信息的途径。

3

2019年北京市中小学优秀教学设计评选

是翻转课堂的必备技术。投屏器可以辅助学生在物理课堂上更好地展示小组的作品或实验，可以展示学生的实验数据，大大提高了物理翻转教学的学习绩效。

教学手段：

小组合作、展示

探究实验

技术准备：

投屏器、多媒体、ipad

教学目标

知识目标：

1. 知道使用机械提升重物的有用功、总功、额外功。

2. 知道机械效率的概念，理解机械效率的物理意义。

3.了解提高机械效率的途径和意义。

4.会测量某种简单机械的机械效率。

能力目标：

1.通过测量有用功和总功的实验，掌握测量滑轮组机械效率的方法，培养实验能力。

2.通过实验探究，比较得出最高效的提升方案，定义机械效率，培养实验探究能力、分析推理能力，科学思维能力，提升解决实际问题的能力。

素养目标：

1.物理观念：用能量的观点理解利用机械提升物体是对物体做功的过程，了解机械效率和机械功率的区别。

2.科学思维：通过使用不同滑轮组提升不同的重物，测量其有用功和总功的数值，分析其有用功和总功的特点，归纳概括得出机械效率的概念，并理解机械效率的物理意义。通过与生活实例类比的方式，理解机械效率和机械功率的区别。

3.实验探究：通过

“模拟实验”和分析实验数据归纳出机械效率的概念，并通过探究实验，得出影响机械效率大小的因素。

4.科学态度与责任：了解提高机械效率的途径和意义，有合理改进机械、提高效率的意识，提升解决实际问题的能力，增强将科学服务于人类的责任感。

教学重、难点

教学重点、难点

重点：理解机械效率的概念；

难点：理解机械效率的概念，知道机械效率与功率的区别。测量滑轮组的机械效率。

4

2019年北京市中小学优秀教学设计评选

教学流程图

课前自学

利用教材、微课和预学案自学，并完成预习反馈。

解决预习反馈的问题，完成知识的内化。

由实际问题引入新课。

利用自学的知识设计实验。

小组合作，实验探究

组间分享、展示实验方案。

小组合作完成实验探究。

分析数据，概括定义，体会概念的物理意义。

00000 总结规律，

学以致用

关注社会发展，了解现实问题，提出改进建议，

指明研究方向，培养科学精神。

总结知识方法，培养社会责任感。

组内互助，组间互助

创设情境，引入新课

分析数据，得出结论

课堂小结

教学过程

教学阶段

时间安排

教师活动

学生活动

设置意图

课前自主学习

学生在预学案和微课的指导下，通过实例分析学生利用手机或平板、有用功、额外功和总功电脑观看微课。在预学并完成预习反馈试题，案的指导下，在微课程熟练掌握三个功的计和教材的帮助下，自学算。教师将本节课难度通过微信和三三云平台发布《有用“有用功、总功、额外拆分，为学生合理搭设功、总功、额外功》的微课和预学功”这部分内容。填写台阶，为学生深入理解案。

预学案中的基础知识机械效率的含义和掌握梳理。完成预习反馈，机械效率的测量做铺进行自我评价，总结自垫。自学方式旨在培养学的内容提出质疑，小学生的自学能力、培养组汇总。

学生能够构建自己的知识体系；也为课上深入5 30分钟

2019年北京市中小学优秀教学设计评选

探究、理解机械效率概念争取时间。

培养合作精神，和敢于质疑的精神。

以小组为单位讨论自学过程中提出的质疑，派代表分享，并对学案测学中出现的普遍问题进行讲解、纠错。教师适时点评。

课上合作互学

学生进行小组讨论，以小组为单位派代表发言分享。

培养敢于质疑的批判精神和思辨能力。培养语言表达能力。培养互助精神。为学生搭建展示的平台，树立自信。

5

新课引入

问题情境：

学校要装修，现有两袋等重的建材需要工人师傅将其提升至二楼。有一轻一重两种动滑轮和一个定滑轮。请你组装成一定一动滑轮组，帮工人师傅提升建材。

有几种搭配方式？

观察思考

回答问题

从生活中真实的问题情景引入，引发思考，激发学生的学习兴趣。培养学生从生活走向物3理，学以致用的科学精分神。提升学生解决实际钟

问题的能力。

增加学生的感性认识，培养学生的理性分析、归纳能力。

1.探究活动

问题：这四种提升重物的搭配方法，从做功角度看哪种更加高效呢？

观察思考

讨论并组装实验装置；

利用旧知演绎推理；

以小组为单位派代表展示本组组装的实验装置，并讲解测量有用功和总功的方法；

测量并完成实验；

分析数据、讨论归纳哪种方法最高效，以小组为单位发言分享，说明

依据。

6

新课教授

模拟实验：利用所给器材模拟提升建材的过程，测量用滑轮组提升重物时的有用功和总功，比较各种搭配方式的做功情况。

（1）实验器材：

弹簧测力计、刻度尺、铁架台、细线

33分钟

2019年北京市中小学优秀教学设计评选

（2）实验装置

（3）实验目的：

测量用滑轮组提升重物时的有

用功和总功，比较各种搭配方式的

做功情况。

（4）实验过程：

小组合作，讨论用四套装置提

升不同重物时测量并计算有用功、

总功的方法。

教师用投屏器投影学生演示过

程。教师适时点评。

（5）实验数据表

（6）分析数据，归纳结论

哪种方法最高效？判断依据。

教师利用投屏器展示学生数据。

机械效率：有用功和总功之比。

定义机械效率。

公式：

理解机械效率的物理

意义。

2.回顾数据，再理解机械效率概念

两种动滑轮（较轻和较重）、

两种钩码(1N和2N)

7

让学生在原有知识的基础上以小组合作讨论、发言分享的方式，自主学习新知。让学生经历完整的探究过程，体会概念的形成过程，深刻理解机械效率的含义。在任务的驱动下，进行实验探究，构建自己的知识体系。培养其自学能力、实验探究能力和合作能力，解决实际问题的能力，以及科学思维。培养勇于思考、勇于探索的精神。

投屏器技术的引入可以帮助学生更好地在物理课堂上进行组间分享，增加可视性，展示实验装置，实验过程，实验数据、实验现象。大大提高课堂上的学习绩效。

2019年北京市中小学优秀教学设计评选

观察

思考

了解实际生活中机械的机械效率。

思考：效率都损失在哪里？如何提

高机械效率？

4.提高机械效率的方法

（1）再观察数据，归纳总结影响机

械效率的因素

小组合作：

观察、分析数据，分析影响机械效率的因素。

（2）影响机械效率的因素

动滑轮的重

物体的重

（3）提高机械效率的方法

观察

思考

讨论

分享

机械效率是一个百分数，实际情况中，机械效率总小于1。

3.物理与生活

通过学生发言和讨论，分析机械效率损失的原因，引导学生思考提升机械效率的方法。启发学生更深入的思考，引导学生对未来研究发展的方向的思考。让学生关注国家和社会发展，树立远大理想

。培养学生从生活走向物理，从物理走向社会，物理为生活服务，学以致用的科学精神。

培养学生的语言表达能力，总结概括，提炼重点、建构知识体系的能力。给学生表达意愿和观点的机会。体现以学生为中心的生本理念。

学生利用所学知识，很容易总结出实验方案，突破测量滑轮组机械效率这一难点。

课堂小结

从基本知识、基本能力、基本素养等方面进行小结。

对学生提出未来的希望。启发学生关注社会发展和生产生活需要，思考未来的学习研究方向，树立目标。

谈谈收获

4分钟

课后思考

请制定实验室中测量滑轮组机械效率的方案。

完成作业

板书设计

8

2019年北京市中小学优秀教学设计评选

板书设计：

学习效果评价设计

课后学生完成下面的“学生学习效果评价表”从“评价自己”“评价小组”“评价教师”三个方面，按照从高到低的四个等级进行评价。评价项目的设置，可以清晰地反馈出本教学设计对学生思维训练和小组讨论交流的达成度。

学生学习效果评价表

班级： 姓名： 学号： 小组：

评价内容

评价方式

评价项目

评价等级

学习的兴趣度

高

较高

一般

低

听讲的专注度

高

较高

一般

低

独立思考的程度

高

较高

一般

低

高

较高

一般

低

评价学习的愉悦度

自己

小组交流的程度

高

较高

一般

低

实验探究完成度

高

较高

一般

低

发言的深度

高

较高

一般

低

学习的收获感

高

较高

一般

低

讨论的参与度

高

较高

一般

低

评价交流的喜悦感

高

较高

一般

低

小组

发言的质量

高

较高

一般

低

教学内容的完成度

高

较高

一般

低

高

较高

一般

低

评价启发学生思维的能力

教师

解决学生问题的能力

高

较高

一般

低

与学生互动的效果

高

较高

一般

低

评价说明

学生个体在对应的等级处填涂完成，由教师回收问卷后统计整理。

9

2019年北京市中小学优秀教学设计评选

本教学设计与以往或其他教学设计相比的特点(300-500字数) 本节课采用翻转教学模式。学生课前通过微课和教材自学“有用功、总功、额外功”；课上以小组互助的形式进行个性化地指导，解决自学中的疑问，为课上重点突破“机械效率”这一重难点做好铺垫也争取了时间。为学生合理地搭设“支架”，化解难点，帮助学生顺利完成自学，获得成功的喜悦，培养了学生的学习能力和问题解决能力。

与传统教学直接给出概念不同，学生以“解决问题”为目标在任务的驱动下自主探究。在学习机械效率概念时，学生从实际问题情境出发，小组合作自主经历了完整的实验探究过程，通过数据分析确定最高效的提升方案，自主提出“机械效率”概念，深刻体会了机械效率的物理意义。旨在培养学生的科学思维和实验探究能力、问题解决能力等核心素养。

联系实际，学以致用。学生通过小组讨论“如何提升机械效率”的环节，了解了实际生产生活中面临的问题和未来所需要的研究方向，培养从生活走向物理，从物理走向社会的科学精神。

培养综合能力。发言展示的同学语言表达能力得到了提高，提升了自信，树立了榜样。

利用了现代信息技术。三三云平台和微信群助力翻转教学的实施。投屏器技术大大增加了实验操作、数据、作品的可视效果，让学生的展示更加精彩，大大提高了课堂学习绩效。

10