初中物理“探究杠杆的平衡条件”实验改进探究

摘 要：“探究杠杆的平衡条件”实验是学生对杠杆相关知识进行学习之后教材设计的探究实验，主要是为了巩固所学知识，加深学生对杠杆知识的记忆与理解。学生通过探究实验，不但充分了解杠杆的平衡条件，还强化动手能力与实践能力。本文针对“探究杠杆的平衡条件”实验中存在的问题进行分析，结合自身经验提出几点改进意见，以供实验参考。

关键词：实验改进；杠杆平衡；条件探究

苏科版物理教材中，杠杆平衡的实验被安排在九年级上册课本第十一章的第一节，该实验是初中物理的重点实验之一，也是难点实验之一。教材安排学生分组实验，让学生充分体验探究的过程，通过分析、处理实验数据，寻找出使杠杆平衡时力与力臂之间的特殊规律。但在进行“探究杠杆的平衡条件”实验过程中，实际操作存在一些问题导致实验结果并不理想，一些客观因素同样对实验造成一定的影响。教师在实验教学过程中，应注重对实验的改进与创新，使学生在实验探究中更方便、省时。

一、 “探究杠杆的平衡条件”实验中存在的问题

教师在引导学生进行实验的过程中，实验装置设计中存在的不足是影响实验结果的主要因素。以下三点是学生在进行实验的过程中较容易出现的问题：

（一） 实验过程中较难把握的是调节杠杆平衡这一项操作，学生很难把握杠杆是否平衡，导致学生在实验过程中心理压力逐步增加，损伤实验设施的同时还会打击学生对实验的兴趣与操作的勇气。部分杠杆上配备的塑料卡子或铁质挂钩质量不规范，是无法调节杠杆平衡的原因之一。而杠杆支点处轴与孔之间摩擦大也会影响到杠杆的平衡。

（二） 弹簧秤的操作问题使学生无法准确进行数据收集，对整个实验操作产生影响。教材中的实验教学采用的是在杠杆的左端挂钩码，在杠杆的右端用弹簧测力计向下拉动的方法，由于受到弹簧、秤钩的重力的影响，使测得的拉力与实际相比较小。

（三） 学生记录数据的实验表格设计不合理，无法明确地看到实验结果，不利于学生对实验结果的分析，同样不利于教师课后对实验结果的验收。部分学生认为三组实验数据足够论证杠杆平衡原理，但实际上只测三组数据未必会得出实验结论，而部分学生选择的实验数据还会得到“动力+动力臂=阻力+阻力臂”的结论。

二、 “探究杠杆的平衡条件”实验的改进措施

根据以上对“探究杠杆的平衡条件”实验中存在问题的描述与分析，对实验提出的改进措施如下：

（一） 在进行整个实验的过程中，教师可以在杠杆上增加一个水平测试仪器，使学生在进行实验的过程中，将更多的注意力放在对实验的操作以及对数据的收集上，不至于因为操作上的小问题分心，反倒是使实验目的本末倒置。教师可以选择在杠杆中部加一个“T”形的塑料板，最好选择透明的塑料板，有利于学生对实验数据的观察与记录。选择“T”形板的中部做一条直线与塑料板上边沿垂直，在杠杆中部绑上铅垂线，当直线与铅垂线重合，杠杆就恰好处于平衡状态。在保持杠杆的平衡后，进行实验操作。保证杠杆上的塑料卡子或是金属挂钩的规范质量以及运用适量的润滑剂降低轴与孔之间的摩擦，也是保证杠杆平衡的重要因素。

（二） 弹簧秤的操作不当是需要解决的问题之一，用弹簧秤来测量拉力F1，有利于教师在进行实验操作过程中轻松改变拉力的大小，有利于学生观察杠杆平衡或是不平衡时拉力数值变化。但是弹簧秤的秤钩与弹簧也有一定的质量，这一部分质量不进行调零就会导致实验操作出现偏差，所以在实验操作前得将弹簧测力计倒置调零。

（三） 教材中的实验数据记录表格只记录相关的实验数据，而没有对实验结果进行整理与填写，导致学生在进行表格观察时不易直观地得出结论，对表格进行一定的升级与创新，在原有表格中加入杠杆是否平衡一栏，有利于学生在进行实验数据记录的过程中将实验结果直接进行登记，查找实验结果的过程也较为简单，教师在进行实验结果审阅时，也有利于观察学生的实验结果。学生在进行实验过程中，也需要采集多组数据，数据不足无法得出实验结论，甚至还会出现错误结论，只有保证实验数据的充足才有利于实验结论的准确性。

三、 “探究杠杆的平衡条件”实验影响

将“探究杠杆的平衡条件”实验改进，有利于培养学生对实验的探究兴趣与学习兴趣。在实验进行过程中，教师对整体装置的改进有利于使学生在实验过程中深入探究杠桿平衡原理，充分了解杠杆平衡所需要的条件，对学生之后进行物理的学习与探索有一定的引导作用，使学生在巩固、复习、深入探究所学知识的同时，对学生的操作能力、合作意识等素质进行培养。成功的实验能够激发学生对物理探究的欲望，教师在进行物理教学的过程中，也应不断改进与完善教学过程与实验过程，争取让学生在实验过程中深深体会到物理的美感，提升物理学习兴趣。

四、 结语

综上所述，对“探究杠杆的平衡条件”实验进行改进，有利于实验过程中实验数据记录与实验数据分析的准确性，有利于使学生在进行实验过程中更加便利地进行操作与了解，方便实验结果在实际教学中的应用与研究。同时可以帮助学生更好地了解杠杆的多样性与力臂的作用，对整个教学过程产生积极的作用与影响。

参考文献：

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[2]李元贵.运用问题探究法突破“力臂”教学难点的尝试[J].教学与管理，2017（24）：95-96.

[3]潘红波.“杠杆”教学设计[J].黑龙江教育（中学版），2016（17）：16.

作者简介：

何娟，江苏省昆山市，昆山高新区汉浦中学。