背景
根據2022年版《物理新課程標準》，實驗探究是數學教學不可或缺的內容，也是重要的教學方法和手段。 可以有效培養中學生的探究能力。 中學生實驗操作的熟練程度是各種實驗能力培養過程中的關鍵因素。 這類實驗中，測試滑輪架機械效率等測試實驗不是選修實驗，對掌握實驗技能的要求比較高。 中學生需要配合默契，有一定的動手能力，數據處理和推理能力也較難獲得。 這些實驗能否有效培養中學生認真對待實驗的科學心態和實踐思維方法。
檢測實驗是理論與實踐之間的橋梁和紐帶。 在生產和生活中，簡單機械的應用非常普遍。 通過測試臺車車架機械效率實驗，讓中學生了解如何提高機械效率，從而探索提高能源利用率的相關知識。 而這也是培養中學生節能降耗意識的重要組成部分。 通過這樣的實驗，除了提高中學生的學習能力和實踐能力外，還可以增強中學生對環境保護的理解和意識，并將其轉化為中學生積極參與的內在動力。參與環境保護行動。 鑒于當今資源形勢日益緊張，提高能源利用率已成為人們急需解決的問題。 2021年省人大代表提出，2030年完成“碳達峰”、2060年實現“碳中和”，“提高機械效率”的目標變得尤為重要。這也意味著中學生必須實現環境保護的意義和完善正確的價值觀和世界觀。
教學設計
話題
檢查小車架的機械效率
班級類型
新講座
備課者
朱振宇
班級
1
教學目標
(1)學習滑車架的組裝；
(2)檢測小車架的機械效率，
(3)通過數據分析了解影響臺車架機械效率的誘因；
（4）認識提高機械效率對節能降耗、提高經濟效益的重要意義。
教學困難
重點
檢查小車架的機械效率
困難
影響滑輪架機械效率的激勵因素分析與總結
教具設計
鐵架、滑輪若干、繩子、鉤子若干、秤、彈簧測力計；
教材解析：本文節選自民教版八年級數學版第十二章機械效率第三節。 效率以增進他們對機械效率的理解。 在探究影響機械效率大小的主要因素的過程中，中學生還可以找到提升機械效率的方法，了解提升機械效率的現實意義。 作為小學基礎測試實驗之一，該實驗讓中學生了解機械效率的原理并探索關鍵激勵因素。 本實驗注重小組合作，鼓勵中學生在探究過程中產生自己的觀點和猜測。 同時，實驗評價也將幫助中學生有效解決實驗中可能出現的問題。 通過思辨性探究和數據分析的過程，中學生將獲得嚴謹的科學思維，以及觀察、分析和歸納的能力。 這種能力將幫助中學生更好地理解化學原理，提高實踐能力和探究精神。
學習情況分析：在前面的學習中，中學生已經完成了滑輪架的組裝，可以進行簡單的估算物理知識在生活中的應用，以確定機械效率。 不過本節實驗難度較大，需要中學生有更深入的理解。 中學生除了正確組裝滑輪架外，還需要注意實驗過程中的細節，準確記錄數據，并對實驗結果進行深入分析和處理。 為此，建議班主任在實驗前提前做好充分的準備，包括適當的預習和講解，以確保中學生充分理解實驗的目的和步驟。 只有了解了這一基本要求，中學生才能充分運用所學知識完成實驗，從而獲得準確的結果和深入的理解。
教學流程
學習活動
設計計劃
【新班級介紹】
圖片簡介：叉車、塔吊實物圖
班主任問：叉車制造哪家比較好？ 我們南縣有一家公司，以生產叉車而聞名。 如果他們家生產的叉車排第二，沒有人敢當第一。 你知道那是哪家公司嗎？
中學生回答：三一重工；
班主任說：三一重工是世界500強企業。 他們家生產的叉車承載能力強，機械效率高，深受市場追捧。 我們瀏陽火車站建設過程中，有三一重工的塔吊和叉車。
提問：火車站建設過程中，同一輛叉車提升不同負載時，其機械效率會發生變化嗎？ 其他品牌的叉車能以相同的機械效率提升相同的負載嗎？
中學生：以不同的方式思考
班主任：誰說得對？ 我們不妨通過實驗來驗證一下。 決定叉車機械效率的關鍵部件是滑輪架。 明天我們將測試滑輪架的機械效率。
通過小機械的圖片，讓中學生體驗小機械之美，進而聯系當地企業和火車站建設，迸發出中學生的自豪感，活躍課堂氣氛，用生活中的情境問題誘發中學生學生思考，并引出本課的主題。
【小車架機械效率的測量】
【活動一】明確實驗原理、實驗儀器和設備
班主任活動：我們之前已經學過機械效率的相關知識。 在測量滑輪架機械效率的實驗中，如何獲得其機械效率呢？
中學生活動：檢測物體的重力、物體上升的高度、拉力、繩子拉伸的距離，求出其有用功和總功。
班主任活動：測試需要什么設備？
中學生活動：彈簧測力計、秤；
通過復習上面所學的知識，中學生了解實驗的原理和實驗的目的。
【活動二】設計實驗流程并了解注意事項
1、實驗步驟：
① 測量鉤碼重力并填寫表格。
②按圖A組裝滑車架，確定鉤碼和繩端的起始位置。
③彈簧測力計使吊鉤落下，邊行駛邊讀取數值。 用測量尺檢測此時吊鉤正在上升且繩端已連接，并將這三個化學量填入表格中。
④ 計算有用功、總功和機械效率并填寫表格。
⑤改變，重復上述實驗，并將數據填入表格中。
⑥更換，重復上述實驗，并將數據填入表格中。
⑦、重復上述實驗，并將數據填入表格中。
⑧、重復上述實驗，并將數據填寫到表格中。
班主任活動：我們組的實驗流程是怎樣設計的？
中學生活動：
班主任活動：接下來請一位朋友上臺展示我們組的表格設計。
中學生活動：
2、數據表設計：
姓名
1
2
3
4
5
班主任活動：接下來講一下實驗的注意事項
中學生活動：
三、操作注意事項
(1) 彈簧測力計在實驗中為什么要輕輕驅動？
__
（2）為什么測試時不能邊行駛邊讀取？
__
讓中學生體驗實驗設計、組裝實驗裝置、測量數據、推論的過程，既能激發他們的學習興趣，又能減少他們的實踐經驗；
實驗過程中，班主任應重點指導中學生操作，幫助他們克服可能遇到的困難和挑戰，激發他們的求知欲和創造力。 同時，班主任還需要引導中學生獨立思考、探索，在實驗中不斷發現和解決問題，從而提高他們的科學素養和實踐能力。
【活動三】實驗操作與記錄，數據分析舉一反三
1、小組合作交流：根據表格數據分析，你發現了什么？
實驗推論：
2、結合實驗推演，影響小車架機械效率的誘因有哪些？ 如何提高臺車架的機械效率？
3、在日常生活中，我們隨時隨地都要與機械打交道。 提高機械效率對于生活、生產、節能降耗十分重要。 如果您是三一重工的工程師，您會如何設計和使用叉車來提高效率？ 工作時的機械效率？
【活動四】交流與評價
轉折：剛才這幾組的實驗完成得非常好，數據分析也非常仔細、認真。 那么其他小組的完成情況又如何呢？ 是不是和他們的推論一樣呢？ 實驗過程中有遇到什么問題嗎？ 如果是這樣，你不妨告訴他們，我們一起解決。 （如果沒有）現在你沒有問題了，老師給你看剛才的發現（展示中學生實驗操作的圖片），你覺得怎么樣？
1.談談實驗中遇到的問題，你打算如何解決？
2、為了方便實驗操作，減少實驗偏差，你們會如何改進實驗裝置？
(1)不能勻速行駛。
（2）行車、考試時閱讀不方便。
師生共同講解解決方案：
(1)輕輕驅動彈簧測力計； 用機器拉；
(2)用標記尺預先確定繩索拉伸的起始和結束位置；
圖1：一名中學生踩在椅子上驅動彈簧測功機
共同講解改進措施：增加鐵平臺高度、縮短繩索寬度等。
圖 2：彈簧計沒有直接向下拉
聯合說明不好的地方：可能會導致檢測數據不準確，拉伸距離不容易檢測
圖3：檢測過程中中心線出現裂紋，讀數時視線與檢測儀器不垂直
讓中學生有足夠的時間獨立探索、合作交流。 這個過程不僅掌握了解決問題的策略，而且在課堂上培養了中學生的主體意識和團隊精神。
【課堂小結】談談本課學到的知識，談談提升機械效率對生產、生活的意義。
中學生活動：
1、學會檢測臺車架機械效率，了解影響臺車架機械效率的原因等。
2、減少化石能源消耗和污染物排放。 有巨大的經濟效益。
中學生有不同的經歷和收獲。 有的朋友可能抓住了大局，有的朋友可能抓住了重點，有的朋友可能抓住了難點，有的朋友可能提到了一個你不太關注的點。
但他們加深了對機械效率和滑輪架的認識和理解。
【拓展】能否從機械效率估算公式出發來預測實驗結果？
【黑板設計】：學習+科學+互聯網Z+X+X+K]
教學設計思路：
“測量臺車架機械效率”實驗屬于檢測實驗。 在測試實驗方面，課程標準要求中學生通過使用各種基本實驗儀器進行化學測試，了解化學概念和化學量的含義。 本課也以此主線要求中學生學習組裝滑輪架并使用彈簧測力計和秤來檢測并獲得滑輪架的機械效率。
數學教學是回顧數學發展史的過程，但數學的進步和前沿理論的發展都是依靠新穎的思想和從無到有的創新實驗來驗證突破。 由于中學生第一次接觸數學，所以我們要保護中學生的猜測和指責，讓中學生學習化學研究方法和增強實驗操作能力，同時鼓勵中學生猜測、敢于批評，尋求突破。 我們不能只注重數學教學來應對高考、中考，必須把數學教學與中學生的全面發展有機結合起來，實驗教學有利于中學生真正學習數學知識。化學。
本課的教學設計致力于讓中學生在課堂上發揮主體作用。 現在的中學生分析能力和思維能力很強，班主任應該給中學生更多的發言和展示的機會，以提高他們的素質，發揮他們的潛力。 給予中學生更多的自由，會讓他們創造出更多令人驚喜的成果。 通過情景教學，中學生可以更快地融入教學氛圍。 從三一重工到衡陽火車站建設，從中學生耳熟能詳的例子出發，引發人們對工程機械中臺車車架機械效率變化的猜測。 中學生對于是否應該改變機械效率提出了不同的想法，并給出了相應的理由。 有的中學生認為，同樣的叉車機械效率是一樣的； 不同的有用功改變了機械效率； 一些中學生認為不同機器之間的摩擦力導致機械效率不同； 一些中學生還認為，不同的提升高度或速度也會影響他們的教學效率。 中學生的看法與班主任的期望有很大不同。 在教學過程中，班主任往往認為知識的產生是理所當然的事情，但中學生可能沒有遵循正確的步驟。 收集這樣的思考，我給了中學生足夠的時間設計并完成實驗來驗證他們的猜測，激發了中學生的求知欲，各組驗證了機械效率、物體重量和動滑輪重量之間的關系。 驗證小組中的其他觀點。 通過實驗驗證后，中學生的苦惱基本得到解決。 中學生通過自己動手操作所獲得的經驗遠比班主任簡單傳授的要深刻得多。 同時，通過演繹，中學生也立即了解到影響機械效率的因素，進而指導中學生如何將獲得的演繹應用到生活的實際過程中。
教學反思：
對于機械效率實驗教學，應從以下幾個方面進行反思：
1.課堂教學的引入。
借助當地的三一塔機，并以其在南縣火車站建設中使用的圖片為場景介紹，中學生的自信心和認同感迸發出來。 結合當地特色的課堂引入，可以開闊中學生的視野，豐富教學內涵，對啟發中學生思維、促進中學生學習產生積極的影響。 班主任在教學中要充分考慮當地資源和文化特色，盡可能利用這些資源引導中學生學習，提高教學效果。
2.實驗設計與操作。
本課要求中學生分組合作，獨立設計并完成實驗，其特點是簡單、高效、知識點覆蓋面廣，有利于促進中學生獨立思考和探索的主動性。 但在小組合作設計、動手實驗過程中，有的班委存在不思考、抄襲別人想法、不愿意做實驗或參與度不高等問題，這會阻礙自己能力的提高。 因此，班主任需要在實驗檢查過程中積極引導每一位中學生參與課堂實驗，保證每一位中學生仍然能夠體驗到課堂實驗所帶來的探索和解決問題的有趣過程。測試實驗。 這樣的學習方法和心態，有利于提高中學生的實驗技能和未來的科技研究能力，進一步促進數學科學領域的深度和廣度的發展。
3、交流評價環節。
班主任給了中學生充足的實驗時間。 在化學實驗中，我們中學生可能會遇到各種各樣的問題。 簡單地召集某些小組來證明得出了正確的推論會忽略許多小組遇到的問題。 在實驗過程中物理知識在生活中的應用，此類問題可能是由于設備、環境或操作等原因造成的。 為此，班主任需要積極引導中學生發現并解決此類問題，幫助中學生更好地掌握化學實驗。 首先，班主任需要鼓勵中學生嘗試解決實驗中的問題，而不是簡單地向班主任尋求幫助。 其次，班主任應主動詢問中學生實驗中是否存在問題，并幫助中學生發現問題、解決問題。 在這個過程中，中學生不僅可以直接掌握知識和操作技能，還可以理清化學實驗涉及的問題。
而當中學生在實驗中提出問題時，他們會發現我們的實驗設備需要改進。 作為一名班主任，一定要重視自制演示實驗設備，它可以顯著提高教學質量，也可以開闊中學生的視野。 激發中學生的創新意識。
4、細化教學語言。
問題要有針對性，引導要精準，比如要思考這樣一個問題：不同型號的塔機吊起同一個重物時，機械效率會一樣嗎？ 問題拋出來之后，基本上就全部留給中學生來回答了。 即使中學生表達錯誤，老師也不急于給出正確答案，而是中學生表達不同的意見，而當中學生表達陷入困境時，老師會繼續使用精確引導，由淺入深，循序漸進，引發中學生思考，直至得出正確的結果，在這個過程中，培養了中學生的科學思維能力、質疑能力、分析解決實際問題的能力。
總的來說，我們需要從各個方面反思和改進實驗教學。 數學教學應該超越簡單的公式估算和答案選擇，讓中學生在真實的化學環境中進行探索。 班主任需要引導中學生提出問題，集思廣益，提出假設，確定實驗方案，然后通過實驗驗證和數據分析得出科學推論。 這樣的教學過程不僅可以加深中學生對化學的理解，而且可以培養中學生的實驗能力、創新能力和科學素質。 最終，中學生可以將所學知識應用到現實生活中。
