物理教具设计分享

各位专家大家好！我要为大家介绍的自制教具是——“杠杆-滑轮一体化认知突破教具”。

我会分五个部分分别展开介绍。

第一部分：设计原理。

在教学实践中，完成滑轮特点的探究后，对于定滑轮为什么不省力也不省距离，而动滑轮省力却费距离这两个问题，并没有通过直观的实验加以阐述，这导致出现两大认知障碍：

杠杆原理与滑轮原理的割裂理解

和：滑轮是“连续杠杆集合体”本质的抽象性。

本教具的设计以皮亚杰的认知建构理论、杜威的“做中学”理论为指导依据，通过可行性分析、结构设计将杠杆教具、滑轮教具合二为一，一体化设计，既实现了杠杆、滑轮分别进行演示实验的功能，又有针对性的联系“杠杆-滑轮”知识。

接下来为专家介绍本教具的结构组成。第一部分是“杠杆组件”；

第二部分是滑轮半圆组件，可与杠杆拼合成为滑轮；

第三部分是支架组件，用于连接和固定本教具。

半圆组件与杠杆组件之间通过木楔子的简易榫卯结构进行连接，拼接安装方便快捷。

第二部分是设计创新性。

在结构设计方面，本教具创新性地将“杠杆”和“滑轮”进行一体化设计，教学中渗透“滑轮”是一种特殊“杠杆”的本质性，改进了现有教具对杠杆原理与滑轮原理的割裂教学的问题。同时，一个教具实现了不同场景的教学需要，集约空间，降低成本。

在功能设计方面，本教具可分别实现杠杆平衡条件演示、滑轮特点演示，以及最重要的部分——滑轮到杠杆的动态演变过程，非常直观地让学生看到提起重物的滑轮实质上就是一个杠杆。接下来观看杠杆和滑轮模式的演示视频。动态演变在重难点突破部分展示。

在造型方面，本教具将滑轮放大至直径40cm，演示实验更清晰、更直观，同时通过磁吸挂钩可将教具悬挂于黑板进行演示，便于教学，提升教学效果。

第三部分是对现有教具的改进。

现有的杠杆教具、滑轮教具无法将二者进行联系，仅能独立完成探究实验，完成滑轮特点的学习后，难以将滑轮进行进一步地抽象形成杠杆模型，

而本教具可对“滑轮是连续杠杆集合体”这一知识点进行实体化展示，具象化地将杠杆原理与滑轮原理进行整合理解。

第四部分是重难点突破。

首先从《人教版物理教师教学用书》中我们可以发现，“从杠杆角度研究定滑轮和动滑轮”的学习建议是：基于分析观察的基础上，通过理论分析得到滑轮的抽象模型，且该知识点“难度较大，作为拓展知识处理”。侧面反映了该知识点的抽象性，对初二年级的学生来说具有较大挑战。接下来我们观看滑轮到杠杆演变的演示视频。

在教学实践中，该教具对学生的认知突破起到了极大的促进作用，学生们发出了“哇哦”的惊叹声，顺利且快速地帮助学生建构起了滑轮的抽象模型。

第五部分是推广前景。

本教具的制作简易，使用的主要材料有泡沫板、装修废弃木条、迷你轴承及少量五金，材料环保且容易获取，制作使用的工具有老虎钳、美工刀、剪刀、螺丝刀、热熔胶枪、电烙铁等基础工具，综合价格成本为12.5元，成本合理，利于推广。

我的介绍到此结束，感谢各位专家的耐心聆听，祝您一直拥有好心情！再见！