費楊

摘要：滑輪是生產(chǎn)生活中的重要簡單機械，在生產(chǎn)生活中有非常廣泛的應用，在初中物理教學中要求學生從杠桿的角度理解滑輪的實質，但是由于動滑輪工作過程中學生不容易觀察到動滑輪工作的細節(jié)，因此利用GeoGebra軟件仿真動滑輪的工作過程就能很好地解決這一問題。

關鍵詞：初中物理? 滑輪教學? GeoGebra

簡單機械是初中物理力學中的一個重要部分，滑輪又是一個應用非常廣泛的簡單機械，同時在初中物理教材中簡單機械又是一個比較重要的內(nèi)容，在教學學生很容易就能通過實驗觀察總結滑輪工作時的特點，但是從杠桿的角度理解滑輪的實質對學生是一個比較大的挑戰(zhàn)，其中的關鍵就是學生在使用滑輪是很難將滑輪利用抽象思維想象成一根杠桿，從而觀察滑輪，此時使用GeoGebra軟件就能將滑輪使用的過程通過二維動畫的方式展現(xiàn)出來，由此就可以幫助學生更好地理解滑輪的實質。[1]下面分享我使用GeoGebra軟件進行滑輪教學時的教學設計，以此拋磚引玉與各位交流。

一、教材分析

（一）課標要求：能說出人類使用的一些機械。了解機械的使用對社會發(fā)展的作用。本節(jié)課旨在引導學生通過動手實驗感受滑輪的作用，在使用滑輪的過程中感受滑輪在社會生活中的應用，并能將滑輪合理地應用在生產(chǎn)生活中。

（二）教材解讀：“滑輪的應用”是初中力學的重要內(nèi)容，選自滬科版八年級物理教材第十章《機械與人》中的第二節(jié)。本節(jié)在前一節(jié)的杠桿的基礎上通過生活中的實例對滑輪進行學習，主要分為認識滑輪、滑輪的分類以及滑輪的特點三個方面。本課介紹了生活中常見的機械，既是對滑輪的應用，同時為下一節(jié)《做功了嗎》打下基礎。[2]

二、學情分析

（一）知識儲備：在第一節(jié)的學習中，學生知道了杠桿這一簡單機械的特點，對簡單機械的概念有了一定的認識，能進行簡單的受力分析，在生活中見過了一些滑輪，知道生活中的滑輪如何使用。

（二）能力儲備：學生已經(jīng)能進行簡單的邏輯推理，對于現(xiàn)象的認識能夠引申到物理原理的理解，并且運用所學知識進行探究，對生活的現(xiàn)象做出一定解釋。[3]

（三）存在不足：學生抽象思維尚有欠缺，對問題的分析受限；對物理現(xiàn)象的描述不夠準確，對現(xiàn)象背后的原理解釋不夠到位。

三、教學目標

（一）了解什么是滑輪以及滑輪的分類。

（二）了解滑輪在生活中的應用，知道滑輪在使用過程中的特點。

（三）通過實驗探究活動感受滑輪在實際生產(chǎn)生活中的使用，通過師生共同分析實驗現(xiàn)象培養(yǎng)學生歸納總結的思維方法。

四、教學過程

（一）情景引入（3min）

生活中有很多地方用到了滑輪，如：國旗桿、吊車等，今天，我們就來學習滑輪。

學生觀察、分析并表述滑輪的特點。

設計意圖：貫徹從生活走向物理的教學理念，通過有趣的開場，激發(fā)學生的求知欲。

（二）新課講授（34min）

活動一：組裝滑輪、提升重物（約10分鐘）

用滑輪與細繩的組裝提升重物，有幾種方案？

知識點：1.使用時，軸固定不動的滑輪叫定滑輪；2.使用時，軸隨物體一起運動的滑輪，叫動滑輪。

活動二：感受動滑輪和定滑輪在使用過程中的特點

教師提問：工人要將一桶沙運到三樓，可以直接提，也可以使用動滑輪或定滑輪。

1.使用滑輪和不使用滑輪有何區(qū)別？

2.使用定滑輪和使用動滑輪有何區(qū)別？

通過剛才的使用感受到了動滑輪好像可以省力，定滑輪好像不能省力，使用動滑輪雖然能省力，但是使用過程中拉繩子的距離和物體上升的距離好像不同，于是就可以使用彈簧測力器分別測量出拉力大小，物體和滑輪的重力大小，可以用刻度尺測量出物體和繩子自由端的移動距離，以此總結歸納出定滑輪和動滑輪使用過程中的特點與區(qū)別。

活動三：分析滑輪的實質

經(jīng)過剛才的實驗我們知道了定滑輪和動滑輪在使用時的特點，分別是定滑輪不省力但能改變力的方向，動滑輪省力但是不能改變力的方向，那定滑輪為什么不省力？動滑輪為什么正好省一半的力呢？下面我們將對滑輪的實質進行分析。

對于定滑輪來說使用過程中可以看做是一個等臂杠桿。

因此定滑輪不能省力。而動滑輪為什么正好省一半的力呢？

在這里我們也可以將其看做是一根杠桿，只是此時杠桿的支點在哪里呢？此時我們可以用GeoGebra軟件模擬動滑輪工作過程，假設現(xiàn)在我們處在一個沒有圓形的世界，我們想要做一個滑輪可以將其做成一個正方形，此時我們明顯能看到，在使用正方形動滑輪時，支點位于滑輪與左側繩子的接觸點上。[4]

如果將這個正四邊形的滑輪做成一個正六邊形的滑輪我們發(fā)現(xiàn)杠桿支點依舊在同一位置。

（三）小結（1min）

經(jīng)過本節(jié)課的學習，我們了解了什么是滑輪，知道了滑輪可以分為定滑輪和動滑輪，了解了定滑輪和動滑輪在使用時的特點，知道了滑輪的本質，希望各位學生在今后的學習生活中能夠合理應用滑輪幫助自己解決生活中的實際問題。

五、結語

使用使用GeoGebra軟件可以幫助教師在教學過程中將不容易展示的抽象概念通過直觀的方式展現(xiàn)在學生面前，通過使用GeoGebra軟件可以幫助學生更容易理解并建立這些概念，同時在使用使用GeoGebra軟件的過程中還能豐富教師的教學手段，幫助教師自我成長。

參考文獻：

[1]王洪濤，石禮偉，李艷.用 GeoGebra實現(xiàn)反射折射及雙 折射的惠更斯原理繪圖[J].物理教師，2019，40（05）：75-77.

[2]鄔晨海.GeoGebra在物理教學中的應用[J].物理教師，2012，33（ 11）：55-56.

[3]羅宇晴，吳少平.GeoGebra軟件在波動光學教學中的應用[J].物理教學探討，2022，40（12）：65-69.

[4]汪海寧，李紅梅.淺析 GeoGebra軟件在物理教學的應用[J].科技風，2021（07）：75-76.