“摩擦力的大小與什么有關(guān)”實(shí)驗(yàn)探究與教學(xué)反思

“探究——摩擦力的大小與什么有關(guān)”是北師大版九年制義務(wù)教育教材八年級第七章第六節(jié)的內(nèi)容，要求學(xué)生通過本節(jié)的學(xué)習(xí)，能了解什么是滑動摩擦力，它的大小與哪些因素有關(guān)，通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與探究，了解科學(xué)探究的重要性和普遍方法，有初步的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和信息處理能力，能產(chǎn)生強(qiáng)烈的科學(xué)求知欲和樂于探究的信念，養(yǎng)成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和不畏困難的信心和決心。

“滑動摩擦力”教學(xué)設(shè)計(jì)案例

課前準(zhǔn)備：1.布置學(xué)生預(yù)習(xí)“研究滑動摩擦力”，思考現(xiàn)實(shí)生活中與滑動摩擦力有關(guān)的一些現(xiàn)象。2.每兩個學(xué)生一組，每組準(zhǔn)備一個方型的木質(zhì)盒子或其他材質(zhì)的硬盒子，四個表面平坦完整。3.教師為每組同學(xué)準(zhǔn)備一根彈簧測力計(jì)、兩個質(zhì)量均為50克的鉤碼。4.教師針對性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)設(shè)計(jì)，體現(xiàn)引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷猜想、假設(shè)、實(shí)驗(yàn)論證、得出結(jié)論的科學(xué)探究過程的設(shè)計(jì)理念，以提高學(xué)生的能力為目的。

教學(xué)實(shí)施過程

1.教師提問：你們知道生活中有哪些與滑動摩擦力有關(guān)的現(xiàn)象？學(xué)生回答：(略。)

2.教師提問：同學(xué)們是否想過滑動摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)？請大家討論一下。學(xué)生開始討論，過了幾分鐘，老師隨意請學(xué)生來說出自己的假設(shè)，眾多學(xué)生首先想到的是教材中描述的兩個因素：壓力和接觸面粗糙程度。接下來課堂就靜下來，老師提醒學(xué)生是否還有其他假設(shè)，下面冷不丁地喊出：“物體滑動速度?！崩蠋熋鎺⑿Γ^續(xù)鼓勵學(xué)生，學(xué)生顯得較為大膽地表達(dá)自己的觀點(diǎn)：“物體質(zhì)量、接觸表面積的大小。”

3.教師把學(xué)生的這些假設(shè)全部寫到黑板上，然后提問：現(xiàn)在我們要來證明這些假設(shè)的對與錯，實(shí)驗(yàn)要如何設(shè)計(jì)？請大家討論一下。

4.學(xué)生開始討論，教師提醒學(xué)生要用紙筆記錄討論過程的心得體會，并注意先前在研究牛頓第一定律時是如何對多個變量進(jìn)行研究的，提示學(xué)生從中總結(jié)研究方法。終于有學(xué)生激動地冒出一句：控制變量法。教師給予鼓勵，并提醒學(xué)生要運(yùn)用控制變量法。

5.教師觀察學(xué)生設(shè)計(jì)基本完成后，開始請兩位學(xué)生各自描述自己的設(shè)計(jì)方案，并形成數(shù)據(jù)處理表格體現(xiàn)在黑板上，由全班同學(xué)進(jìn)行討論、審查、改進(jìn)、完善。

6.討論過程中，重點(diǎn)逐漸集中在以下幾個問題上：

（1）滑動摩擦力的大小如何測定？（2）研究滑動摩擦力與接觸表面積的關(guān)系時，實(shí)驗(yàn)如何設(shè)計(jì)？（3）研究滑動摩擦力與質(zhì)量的關(guān)系時，實(shí)驗(yàn)如何設(shè)計(jì)？組織學(xué)生進(jìn)行討論，教師加以引導(dǎo)，提醒學(xué)生注意應(yīng)用所學(xué)的知識進(jìn)行思考，逐漸形成對每個問題的認(rèn)識：問題（1）：讓物體在水平面上做勻速直線運(yùn)動，據(jù)二力平衡知識，可以測出滑動摩擦力的大小。問題（2）：讓學(xué)生注意如何把“控制變量法”從單純的理論體現(xiàn)到具體實(shí)踐中。討論中許多學(xué)生只是空洞地表述“保持壓力、表面粗糙程度不變，改變表面積的大小”，而沒有具體的操作方案，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)具體可行的操作方案。問題（3）：注意引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識到物體處于水平面上時，質(zhì)量與壓力的影響不能區(qū)別，從而提醒學(xué)生要改變思考方向，能夠區(qū)別質(zhì)量與壓力的影響。

7.上述討論完成之后，引導(dǎo)學(xué)生對自己設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行修改，利用自己帶來的器材和教師分發(fā)的器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，得出數(shù)據(jù)。

8.讓部分學(xué)生在黑板上寫出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析，得出結(jié)論，教師對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析方法進(jìn)行總結(jié)。

案例分析與反思

1.重視科學(xué)探究過程，重視培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的方法論?？v觀教學(xué)過程，強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)探究的整個過程：質(zhì)疑——猜想——假設(shè)——驗(yàn)證——分析——結(jié)論，而且跳出了教材的條條框框的限制。通常情況下，學(xué)生會習(xí)慣性地以教材為藍(lán)本，在假設(shè)時通常以教材的內(nèi)容為依據(jù)，不敢超越，怕引起教師的批評，這是以往課堂教學(xué)教師主導(dǎo)地位留下的后遺癥，本節(jié)課中學(xué)生也不例外地出現(xiàn)這種情況，這時需要教師鼓勵學(xué)生大膽假設(shè)，擺脫教材束縛，大膽地先假設(shè)，后論證，經(jīng)歷了一個科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难芯窟^程。在假設(shè)與論證過程中教師也不像以前那樣輕易地去否定學(xué)生的假設(shè)與結(jié)論，只是指導(dǎo)學(xué)生在科學(xué)方法論的引導(dǎo)下自己去解決問題，從而增強(qiáng)了說服力，提高了教學(xué)結(jié)果的可信度。

2.教學(xué)邏輯性強(qiáng)，重視培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力。本節(jié)課邏輯嚴(yán)密，環(huán)環(huán)相扣，讓學(xué)生在獲得解決問題的成就感的同時又進(jìn)入嶄新的問題探究之中，有“山重水復(fù)疑無路，柳暗花明又一村”的感覺，以問題為導(dǎo)向，以解決問題為目的，一個接一個問題的提出、討論、解決，訓(xùn)練學(xué)生的物理思維能力，提高學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求解決實(shí)際問題的能力。

3.探究過程客觀上忽略面向?qū)W生全體，過于重視學(xué)生個體的表現(xiàn)，這是一個比較突出、老師認(rèn)識比較深刻而又難以改變的問題。課堂教學(xué)中師生問答仍局限于老師與部分學(xué)生，還有相當(dāng)多的學(xué)生還是在被動地接受他人的實(shí)驗(yàn)探究思想，他們有的是來不及思考，有的是懶于思考。學(xué)生個體差異表現(xiàn)明顯，教師在課堂上對學(xué)習(xí)能力弱的學(xué)生的關(guān)注雖然比以前有改善，但問題沒有得到真正的解決，這類學(xué)生無論在客觀上還是在主觀上邊緣化傾向較為嚴(yán)重，較少主動參與實(shí)驗(yàn)探究。

4.探究過程中教學(xué)時間與學(xué)生活動時間之間的矛盾較為突出。本節(jié)課中，實(shí)驗(yàn)的猜想、假設(shè)環(huán)節(jié)占用了半節(jié)課的時間，剩下的時間里學(xué)生要完成實(shí)驗(yàn)論證、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析等過程，時間顯然很緊張，只有少數(shù)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?qiáng)的學(xué)生能夠合作完成，大部分學(xué)生來不及處理數(shù)據(jù)，有的甚至沒有完成實(shí)驗(yàn)。由于探究過程的不確定因素較多，學(xué)生素質(zhì)參差不齊，時間的緊缺往往成為新課程教學(xué)實(shí)踐中的一大問題。很多實(shí)驗(yàn)探究是轟轟烈烈開始，急急忙忙結(jié)束，所以我覺得老師要注意收集學(xué)生的反饋信息，在課堂上注意方法論的指導(dǎo)，注意主要問題的分析，把盡量多的時間留給學(xué)生。

5.學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的提升程度有限。學(xué)生學(xué)習(xí)本節(jié)之后，照理應(yīng)對實(shí)驗(yàn)探究的設(shè)計(jì)方法、控制變量法有一定的了解，但在隨后的測驗(yàn)中，把實(shí)驗(yàn)改成“研究滾動摩擦力與什么因素有關(guān)”時，要求學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，還有相當(dāng)多的學(xué)生設(shè)計(jì)不出，或是不完整，這表明部分學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰M(jìn)步不大，究其原因，我覺得還是課堂教學(xué)中老師包辦得多了些，讓學(xué)生自主思考的過少，老師不敢放手讓學(xué)生在課后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，畢竟課堂時間是有限的。老師不敢放手讓學(xué)生進(jìn)行課后實(shí)驗(yàn)探究的原因是缺少監(jiān)督機(jī)制、評價機(jī)制，學(xué)生的積極性與主動性不高。所以我覺得新課程下物理教學(xué)要重視學(xué)生課后的實(shí)驗(yàn)探究，老師要努力找出一套行之有效的方法來。

（作者單位：福建省莆田市莆田第6中學(xué)）