第十一章簡單機(jī)械實踐制作“龍骨水車”模型（教學(xué)設(shè)計）-2024-2025學(xué)年度滬科版物理八年級下冊課題：科目：班級：課時：計劃1課時教師：單位：一、教材分析第十一章簡單機(jī)械實踐制作“龍骨水車”模型（教學(xué)設(shè)計）-2024-2025學(xué)年度滬科版物理八年級下冊。本節(jié)課程以制作“龍骨水車”模型為實踐載體，引導(dǎo)學(xué)生運用所學(xué)簡單機(jī)械知識，理解杠桿原理在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用，提高學(xué)生的動手實踐能力和創(chuàng)新思維。課程內(nèi)容與課本緊密相連，旨在鞏固學(xué)生對簡單機(jī)械的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)分析二、核心素養(yǎng)目標(biāo)分析。本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神、工程思維和創(chuàng)新能力。通過制作“龍骨水車”模型，學(xué)生能夠運用科學(xué)知識解決實際問題，提升問題解決能力；同時，培養(yǎng)學(xué)生的合作意識，增強團(tuán)隊協(xié)作能力。此外，課程還注重激發(fā)學(xué)生對物理學(xué)習(xí)的興趣，培養(yǎng)他們終身學(xué)習(xí)的意識。三、教學(xué)難點與重點1.教學(xué)重點，

①理解杠桿原理在“龍骨水車”模型中的應(yīng)用，包括動力臂、阻力臂和力矩的計算。

②掌握制作“龍骨水車”模型所需的材料選擇和加工方法，如輪軸的連接、葉片的安裝等。

③通過實驗操作，觀察并分析“龍骨水車”的工作原理和效率。

2.教學(xué)難點，

①理解杠桿平衡條件在復(fù)雜結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用，尤其是在“龍骨水車”模型中的動態(tài)平衡。

②靈活運用所學(xué)物理知識，解決模型制作過程中遇到的實際問題，如材料變形、摩擦力等。

③將理論知識與實際操作相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新思維，特別是在模型改進(jìn)和優(yōu)化過程中。四、教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生都有本節(jié)課所需的教材或?qū)W習(xí)資料，特別是關(guān)于簡單機(jī)械和杠桿原理的相關(guān)章節(jié)。

2.輔助材料：準(zhǔn)備與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的圖片、圖表、視頻等多媒體資源，用于解釋杠桿原理和“龍骨水車”的工作機(jī)制。

3.實驗器材：準(zhǔn)備制作“龍骨水車”所需的材料，如竹片、輪軸、繩索等，并確保實驗器材的完整性和安全性。

4.教室布置：根據(jù)教學(xué)需要，布置教室環(huán)境，包括分組討論區(qū)、實驗操作臺，以及放置實驗器材的工作區(qū)域。五、教學(xué)流程1.導(dǎo)入新課

詳細(xì)內(nèi)容：教師通過展示古代水車圖片或視頻，引導(dǎo)學(xué)生思考水車的工作原理，激發(fā)學(xué)生對簡單機(jī)械的興趣。隨后，提出問題：“如何利用我們學(xué)過的物理知識來設(shè)計一個簡單高效的水車？”（用時5分鐘）

2.新課講授

①杠桿原理介紹

詳細(xì)內(nèi)容：教師簡要介紹杠桿的基本概念，包括動力臂、阻力臂和力矩，并結(jié)合“龍骨水車”模型的結(jié)構(gòu)特點，講解杠桿原理在實際中的應(yīng)用。（用時10分鐘）

②“龍骨水車”模型結(jié)構(gòu)分析

詳細(xì)內(nèi)容：教師展示“龍骨水車”模型的實物或圖片，分析其結(jié)構(gòu)，講解各部分的作用，如輪軸、葉片、支架等。（用時10分鐘）

③力學(xué)計算與設(shè)計

詳細(xì)內(nèi)容：教師指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行力學(xué)計算，如計算動力臂、阻力臂和力矩，幫助學(xué)生理解杠桿平衡條件在模型設(shè)計中的應(yīng)用。（用時10分鐘）

3.實踐活動

①分組討論與材料選擇

詳細(xì)內(nèi)容：學(xué)生分組討論，根據(jù)所學(xué)知識，選擇合適的材料制作“龍骨水車”模型，并討論如何優(yōu)化設(shè)計。（用時10分鐘）

②制作過程指導(dǎo)

詳細(xì)內(nèi)容：教師巡回指導(dǎo)，解答學(xué)生在制作過程中遇到的問題，如材料加工、結(jié)構(gòu)連接等。（用時15分鐘）

③實驗與測試

詳細(xì)內(nèi)容：學(xué)生完成模型制作后，進(jìn)行實驗測試，觀察水車的工作效果，分析影響效率的因素。（用時10分鐘）

4.學(xué)生小組討論

①材料選擇與加工

舉例回答：討論如何選擇合適的竹片作為輪軸材料，以及如何加工葉片以減少阻力。

②力學(xué)計算與優(yōu)化

舉例回答：討論如何根據(jù)杠桿原理計算動力臂和阻力臂的長度，以及如何調(diào)整設(shè)計以提高水車效率。

③實驗結(jié)果分析

舉例回答：討論實驗中觀察到的現(xiàn)象，如水車運行速度、水流量等，分析影響實驗結(jié)果的因素。

5.總結(jié)回顧

詳細(xì)內(nèi)容：教師引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，強調(diào)杠桿原理在“龍骨水車”模型中的應(yīng)用，以及如何通過實驗改進(jìn)模型設(shè)計。同時，總結(jié)學(xué)生在實踐活動中的收獲，如團(tuán)隊合作、問題解決等能力。（用時5分鐘）

總用時：45分鐘六、教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-簡單機(jī)械的歷史介紹：通過搜集有關(guān)簡單機(jī)械的歷史資料，如杠桿、滑輪、齒輪等在不同文明中的使用情況，可以讓學(xué)生了解簡單機(jī)械的發(fā)展歷程，以及它們在人類文明進(jìn)步中的作用。

-現(xiàn)代簡單機(jī)械的應(yīng)用：收集現(xiàn)代生活中簡單機(jī)械應(yīng)用的實例，如自動門、自行車、電梯等，讓學(xué)生認(rèn)識到簡單機(jī)械在現(xiàn)代科技中的廣泛應(yīng)用。

-力學(xué)原理在工程中的應(yīng)用：介紹力學(xué)原理在其他工程領(lǐng)域的應(yīng)用，如建筑、航空航天、汽車制造等，讓學(xué)生理解物理知識如何轉(zhuǎn)化為實際的技術(shù)成果。

2.拓展建議：

-學(xué)生可以參觀當(dāng)?shù)氐墓I(yè)展覽館或科技博物館，親身體驗簡單機(jī)械的原理和工程應(yīng)用。

-鼓勵學(xué)生進(jìn)行小發(fā)明或小制作，如設(shè)計一個簡易的灌溉系統(tǒng)或制作一個簡單的機(jī)械裝置，以加深對杠桿原理的理解。

-組織學(xué)生進(jìn)行小組研究項目，如研究不同類型的滑輪系統(tǒng)在提升重物時的效率差異，或者設(shè)計一個能夠提高水車效率的裝置。

-提供在線教育資源，如物理教學(xué)網(wǎng)站、教育視頻平臺，讓學(xué)生在課外自主學(xué)習(xí)和探索。

-通過閱讀相關(guān)的科普書籍或雜志，擴(kuò)展學(xué)生對物理知識的認(rèn)識，特別是與簡單機(jī)械相關(guān)的科學(xué)原理。

-安排學(xué)生參與科學(xué)實驗競賽，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力，同時提高他們在科學(xué)探究中的團(tuán)隊合作能力。七、典型例題講解1.例題：

杠桿的阻力臂是5cm，動力臂是10cm，作用在動力臂上的力是2N，求作用在阻力臂上的力。

解答：

根據(jù)杠桿的平衡條件，動力×動力臂=阻力×阻力臂。

動力=2N，動力臂=10cm，阻力臂=5cm。

阻力=動力×動力臂/阻力臂=2N×10cm/5cm=4N。

2.例題：

一個杠桿的動力臂是阻力臂的2倍，如果動力是20N，求阻力是多少？

解答：

根據(jù)杠桿的平衡條件，動力×動力臂=阻力×阻力臂。

設(shè)阻力為F，動力臂為2x，阻力臂為x。

動力=20N，動力臂=2x，阻力臂=x。

20N×2x=F×x。

解得：F=40N。

3.例題：

一個滑輪組的滑輪數(shù)量為3，如果提升重物的力是30N，重物的重量是60N，求滑輪組的效率。

解答：

滑輪組的效率=輸出功/輸入功。

輸出功=重物的重量×提升高度。

輸入功=力×提升距離。

設(shè)提升高度為h，提升距離為d。

輸出功=60N×h，輸入功=30N×d。

滑輪組的效率=(60N×h)/(30N×d)。

由于滑輪組的滑輪數(shù)量為3，提升距離是提升高度的3倍，即d=3h。

滑輪組的效率=(60N×h)/(30N×3h)=2/3。

4.例題：

一個杠桿的阻力是20N，動力臂是15cm，阻力臂是10cm，求動力是多少？

解答：

根據(jù)杠桿的平衡條件，動力×動力臂=阻力×阻力臂。

阻力=20N，動力臂=15cm，阻力臂=10cm。

動力=阻力×阻力臂/動力臂=20N×10cm/15cm≈13.33N。

5.例題：

一個滑輪組的滑輪數(shù)量為5，如果提升重物的力是40N，重物的重量是100N，求滑輪組的機(jī)械優(yōu)勢。

解答：

滑輪組的機(jī)械優(yōu)勢=提升重物的力/滑輪組的力。

滑輪組的力=提升重物的力×滑輪數(shù)量。

機(jī)械優(yōu)勢=40N×5=200。

滑輪組的機(jī)械優(yōu)勢表示滑輪組可以減少所需的力的大小，因此機(jī)械優(yōu)勢為200意味著每施加1N的力可以提升200N的重物。八、教學(xué)反思與總結(jié)今天這節(jié)課，我?guī)ьI(lǐng)學(xué)生們一起探索了簡單機(jī)械中的“龍骨水車”模型制作，整體來說，課堂氛圍活躍，學(xué)生們參與度較高。以下是我對本次教學(xué)的一些反思和總結(jié)。

首先，我覺得教學(xué)方法上還是取得了一些成效。我采用了直觀教學(xué)和動手實踐相結(jié)合的方式，通過展示實物、圖片和視頻，讓學(xué)生們直觀地了解了“龍骨水車”的結(jié)構(gòu)和工作原理。同時，讓學(xué)生們親自動手制作模型，不僅加深了他們對知識的理解，還培養(yǎng)了他們的動手能力和創(chuàng)新能力。

在策略上，我嘗試了分組討論和合作學(xué)習(xí)。學(xué)生們在小組中互相交流、互相幫助，不僅提高了他們的溝通能力，還讓他們學(xué)會了如何解決問題。當(dāng)然，在這個過程中，我也發(fā)現(xiàn)了一些問題，比如個別小組的討論不夠深入，或者有的學(xué)生過于依賴同伴，缺乏獨立思考的能力。今后，我會更加注重引導(dǎo)學(xué)生們獨立思考和表達(dá)自己的觀點。

管理方面，我注意到在實驗操作環(huán)節(jié)，學(xué)生們對實驗器材的使用存在一些不規(guī)范的地方。為了提高他們的實驗素養(yǎng)，我將在接下來的教學(xué)中加強對實驗操作的規(guī)范培訓(xùn)。

至于教學(xué)效果，我認(rèn)為學(xué)生們在知識、技能和情感態(tài)度方面都有所收獲。在知識方面，學(xué)生們掌握了杠桿原理在“龍骨水車”模型中的應(yīng)用，以及如何通過實驗驗證理論。在技能方面，他們的動手能力和創(chuàng)新能力得到了鍛煉。在情感態(tài)度方面，學(xué)生們對物理學(xué)科產(chǎn)生了更濃厚的興趣。

當(dāng)然，教學(xué)中也存在一些不足。例如，部分學(xué)生在制作模型時，對于如何選擇合適的材料、如何優(yōu)化設(shè)計等方面還存在困惑。為了改進(jìn)這一點，我將在今后的教學(xué)中，更加注重引導(dǎo)學(xué)生從實際問題出發(fā)，運用所學(xué)知識進(jìn)行思考和解決。

針對這些問題，我提出以下改進(jìn)措施和建議：

1.在實驗操作環(huán)節(jié)，加強規(guī)范培訓(xùn)，讓學(xué)生們掌握實驗器材的正確使用方法。

2.在分組討論和合作學(xué)習(xí)中，引導(dǎo)學(xué)生們獨立思考，鼓勵他們提出自己的觀點。

3.在課堂提問環(huán)節(jié)，注重提問的深度和廣度，激發(fā)學(xué)生的思考興趣。

4.在課后，布置一些拓展作業(yè)，讓學(xué)生們運用所學(xué)知識解決實際問題，提高他們的綜合能力。課堂在課堂教學(xué)中，我采取了多種評價方式來全面了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，以下是我在課堂評價方面的具體做法：

1.課堂提問

在課堂上，我通過提問的方式檢驗學(xué)生對知識的掌握程度。我會提出一些與“龍骨水車”模型制作相關(guān)的問題，如“杠桿的動力臂和阻力臂如何確定？”、“如何通過實驗驗證杠桿原理？”等。通過觀察學(xué)生的回答，我能夠了解他們對概念的理解是否準(zhǔn)確，以及他們是否能夠靈活運用所學(xué)知識。對于回答錯誤或模糊的學(xué)生，我會給予適當(dāng)?shù)奶崾竞图m正，確保他們能夠及時糾正錯誤。

2.觀察學(xué)生參與度

在實踐活動中，我會觀察學(xué)生參與制作的積極性。比如，他們是否能夠認(rèn)真傾聽指導(dǎo)，是否能夠獨立完成任務(wù)，是否在遇到問題時主動尋求幫助。通過這些觀察，我可以評估學(xué)生的動手能力和團(tuán)隊合作精神。

3.小組合作評價

我會特別關(guān)注學(xué)生在小組合作中的表現(xiàn)。例如，他們在小組中的角色定位、溝通協(xié)調(diào)能力以及是否能夠共同解決問題。我會在課后與每個學(xué)生交流，了解他們在小組中的體驗和感受，以此來評價他們的團(tuán)隊合作能力。

4.實驗操作評價

在實驗操作環(huán)節(jié)，我會對學(xué)生的操作步驟、實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性以及實驗報告的完整性進(jìn)行評價。我會在學(xué)生完成實驗后，檢查他們的實驗數(shù)據(jù)，確保他們能夠正確記錄和分析實驗結(jié)果。

5.課堂測試

為了更客觀地評價學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，