一、弹力 弹簧测力计ppt配用优秀教学设计

基于STEM的支架式物理实验课的教学设计

——以《弹力》教学设计为例

摘要：让学生动手实验，深入实验探究甚至有新发现新发明是提高物理核心素养的重要途径。如何在教学中充分发挥实验的作用，不仅能提高学生的物理素养，更能促进师生共同成长，提高创造能力。本文以初中物理“弹力”一课的教学实践为例，引入stem理念，将课程中的重点和难点化为不同的任务作为“支架”，引领学生顺利完成学习目标并能促进课堂新生成，使师生有所发现和收获。

关键词：弹力；stem；任务；支架

1 基于STEM的支架式实验教学设计思路

实验是提高学生物理核心素养的重要途径，针对现阶段学生动手参与实验时间短、学习效率低等问题，我们设计了基于STEM的支架式教学设计。其中，STEM是科学、技术、工程和数学相结合的简称。该设计将教学中的重点和难点化为不同的任务，并在每一个任务中精心设计思考题和具体小问题，将课程形成一个科学合理的支架系统，让学生以此支架中的任务和问题为“拐杖”，发挥自己和小组成员的STEM综合能力，顺利完成学习目标，并在动手过程中能深入思考，培养发散思维和批判思维，有效提高物理核心素养。

2 支架式教学设计案例实施和成果

2.1 教学目标

知识与技能：（1）初步知道什么是弹力（2）了解弹簧测力计的结构和原理（3）会正确使用弹簧测力计

过程与方法：教师将课程精心设计为不同任务，提供必要实验器材；学生通过合作探究的方式完成任务，完成本节课学习目标，并对“弹力”形成自己的内在认知。

情感、态度和价值观：通过组内讨论，相互讨论，培养合作能力，提高发散思维和批判思维。

2.2教学过程

实验器材：弹簧测力计和其他形式的测力计、钩码、1~2 个常见小物体、橡皮泥、长木板和橡皮筋. 2.2.1 创设情境，认识弹力，完成体验任务

思考：我们通常所说的压力、支持力、拉力、推力等，其实质上都是弹力。你知道为什么吗？磁铁对铁钉的吸引力是弹力吗？

任务 1：感受体验弹力，完成填空。

对桌上的器材，如弹簧、钩码、桌面以及橡皮泥等施加一个力，看到的现象是 ，说明

，这些形变是有区别的，像弹簧这样，

叫弹性形变；像橡皮泥这样，

叫范性形变。

师生共同总结弹力概念。

用力拉弹簧，你的感受是怎样的？说明物体形变后会产生一个力。

这种 叫做弹力。

2.2.2 观察讨论弹簧测力计

思考：先用较小的力拉弹簧，再用较大的力拉弹簧，看到的现象是什么？你的力能无限的增大吗？为什么？

任务 2：观察并根据说明书正确使用测力计，完成以下填空。

力的大小可以测量，测量力的工具叫弹簧测力计。

观察手中的弹簧测力计可知，弹簧测力计主要由

组成。

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总结弹簧测力计原理：在一定范围内拉伸弹簧时，弹簧受到的拉力越大，弹簧的伸长量就

。

为了满足测量不同大小力的需求，人们还研制了其他形式的测力计，如 和 等

2.2.3 尝试根据说明书使用弹簧测力计

思考：有两个弹簧测力计在水平方向上互相拉，看看谁对谁的拉力大些，动手做一做，你知道为什么吗？

任务 3：会正确使用弹簧测力计

用手拉弹簧测力计的挂钩，使指针指到 1N，2N和3N，感受一下 1N，2N和3N 的力有多大。

测量头发丝能够承受的拉力大小为 N。

总结正确使用弹簧测力计的要点：（1）你的弹簧测力计的量程是 ，待测力的大小不能超过 N。（2）弹簧测力计的分度值是 。每次测量前应先校零。（3）测力时，要使测力计内的弹簧轴线方向跟所测力的方向 ，

弹簧不要靠在刻度盘上。

2.2.4 课内拓展

任务 4：利用教师提供的材料制作一个橡皮筋或弹簧测力计，和你的同学比比看，谁做的既美观又准确。1 思考：（1）橡皮筋或弹簧怎样固定在刻度板上？（2）刻度板上的刻度怎样标出来？

2.3课堂生成

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2 学生在自制作品的过程中会产生大量的课堂生成，这些课堂生成效果主要体现在以下三个方面：（1）课堂生成反映了学生对课堂知识的掌握情况，如图1所示该图反映了学生对课堂知识的再现和对弹簧测力计的模仿制作。（2）课堂生成能提高学生思维能力，使学生对物理产生好奇和兴趣。比如在“弹力”这节课中，部分同学在深入理解弹簧测力计的原理后，放弃了图1所示的用钩码拉力所形成的伸长量确定刻度值的方法，直接采用弹簧测力计拉橡

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皮筋来确定自制橡皮筋的刻度值。该作品既表明该组学生已理解本课内容，又反映了学生对“力的作用是相互的”这一知识点的灵活应用。而且该组学生们在实验中有“重大”发现：橡皮筋的伸长量与拉力不成正比。在本节课的最后展示环节中，该组同学发表了自己的看法：一开始，他们猜测自己做的橡皮筋测力计超出量程了，通过实验发现：虽然橡皮筋伸长量与拉力不成正比，但是撤去外力后，橡皮筋又恢复了原长，这说明他们做的橡皮筋发生的确实是弹性形变。于是，他们通过对比仔细观察，橡皮筋和弹簧做的测力计虽然都发生了弹性形变，但弹簧是金属做的，发生弹性形变时横截面积几乎没有变化，而橡皮筋在发生弹性形变时变长的同时也变细了，他们猜想这可能是造成橡皮筋伸长量与拉力不成正比的原因，并表示课下会继续用实验证实自己的猜想。（3）课堂生成能促进教师不断反思成长。支架式任务型物理实验课教学设计能有效延长学生的实验时间，提高学生核心素养的同时又产生了大量的课堂生成，而课堂生成又能促进教师对课程深入思考，从而形成具有教师个人风格的专业理念和教学主张。

2.4学生阶段学习效果：

本文作者所在学校初二年级共有24个班，每班大约50人左右，以下数据来自笔者任教的一个班级三个月的阶段性学习效果。学生所用的教材为人教版初中物理，学习内容为初二上第6章的“质量与密度”、初二下第7章“力”、第8章“运动和力”和第9章“压强”的内容。

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5 在学习内容和难度增加的情况下，学生的学习效果在以下两方面变化明显:（1）由图3图4和图5可见，班级男女生成绩之间的差距明显缩小。初二上学期开学初，我校在省办学质量评估的测量结果中显示男女生差距较大，对比之下，任务型教学模式在一定程度上减小了男女差距，这与课堂上注重合作探究和学生思维能力培养有一定的关系。

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8 （2）由图6图7和图8可见，班级学困生人数减少，高分段人数增多。提优补差一直是教师工作的重大任务之一，支架式任务型教学模式不失为一种有效的尝试。

3 实践感触

支架式教学模式大大提高了学生的学习效率，教学背后也对教师的备课能力提出了更高的要求。刚开始用此种模式备课时，笔者对每一个任务中的小问题反复斟酌，最长的一次备课用了一周的时间。实践多了，发现大道至简，每一节课背后的备课思维也有一定的规律，只要一切从学生的角度出发，抱着不放弃每一位学生，让每一位学生在同一堂课中都有属于自己收获的信念，就会发现很多困难竟然不知不觉解决了。学生的好奇心和兴趣被点燃时，教学也变成了是一种享受。

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