“生活情境”是“問(wèn)題式教學(xué)”的催化劑

朱焱

摘 要：物理來(lái)源于生活，物理教學(xué)理應(yīng)將物理知識(shí)與生活密切交融，讓學(xué)生真正地感受到生活中的物理無(wú)處不在、無(wú)時(shí)不在?！吧钋榫场笔歉咧形锢淼膯?wèn)題基地?！皢?wèn)題式教學(xué)”中，教師引導(dǎo)學(xué)生在自己發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的過(guò)程中學(xué)習(xí)理論知識(shí)并訓(xùn)練解決問(wèn)題的能力。

關(guān)鍵詞：生活情境；高中物理；問(wèn)題式教學(xué)

中圖分類(lèi)號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2016）1-0067-4

“問(wèn)題式教學(xué)”把學(xué)習(xí)設(shè)置到復(fù)雜的、有意義的問(wèn)題情境中，通過(guò)讓學(xué)習(xí)者合作解決真實(shí)性問(wèn)題，來(lái)學(xué)習(xí)隱含于問(wèn)題背后的科學(xué)知識(shí)，形成解決問(wèn)題的技能，并形成自主學(xué)習(xí)的能力?！皢?wèn)題式教學(xué)”的一般模式是“提出問(wèn)題—分析問(wèn)題—解決問(wèn)題”。教學(xué)中，教師引導(dǎo)學(xué)生在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的過(guò)程中學(xué)習(xí)理論知識(shí)和訓(xùn)練解決問(wèn)題的能力。也就是說(shuō)，通過(guò)學(xué)生心理認(rèn)知結(jié)構(gòu)的變化，促進(jìn)學(xué)生掌握學(xué)科知識(shí)，有效地調(diào)動(dòng)學(xué)生的內(nèi)驅(qū)力。

“情境教學(xué)”是在教學(xué)過(guò)程中引入或創(chuàng)設(shè)具有一定情緒色彩的、以形象為主體的、生動(dòng)具體的場(chǎng)景，以引起學(xué)生一定的態(tài)度體驗(yàn)，讓學(xué)生在課堂中的情緒處于積極狀態(tài)，使學(xué)生的心理機(jī)能得到發(fā)展。當(dāng)“生活情境”遇上了“問(wèn)題式教學(xué)”，孩子們當(dāng)然在親切自然的情境中收獲了學(xué)習(xí)碩果。

高一的物理知識(shí)中，摩擦力是力學(xué)的重難點(diǎn)，學(xué)生在初中時(shí)已有一定的基礎(chǔ)。在高一的新授課中，如何提升？如何讓學(xué)生學(xué)有所得？學(xué)生覺(jué)得，高中物理抽象艱深，似乎與日常生活漸行漸遠(yuǎn)。如果引入生活情境，學(xué)生一定感到親切自然，既易于理解，又便于反復(fù)體驗(yàn)。于是，我們?cè)O(shè)計(jì)了這節(jié)課。

1 課堂引入

（1）無(wú)處不在的摩擦力

據(jù)科學(xué)家考證：地球在5.7億年前，一晝夜只有20.47 h，每年有428天；在3.7億年前，一晝夜有22 h，每年有398天。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，人們估算出地球自轉(zhuǎn)一周的時(shí)間每100年約增加0.00164 s，即每10萬(wàn)年增加1.64 s。由于月球、太陽(yáng)對(duì)地球的吸引力會(huì)產(chǎn)生潮汐，潮汐的隆起部分的運(yùn)動(dòng)方向恰好與地球的自轉(zhuǎn)方向相反，當(dāng)它掃過(guò)海灘、撞擊巖石時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生摩擦，從而使得地球自轉(zhuǎn)變慢。

（2）摩擦力：朋友還是敵人？

在汽車(chē)中約有20%的汽油用來(lái)克服發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)和車(chē)體前進(jìn)時(shí)的摩擦力。

如果沒(méi)有摩擦力，我們就不能開(kāi)著汽車(chē)到處跑，我們也無(wú)法走動(dòng)或騎自行車(chē)。我們甚至不能抓住鉛筆，即使抓住了它也無(wú)法寫(xiě)字。釘子與螺釘都無(wú)用了，織好的布料會(huì)散開(kāi)，繩結(jié)也會(huì)松開(kāi)。

為了更好地趨利避害，讓我們來(lái)深入研究摩擦力。

2 新課進(jìn)程

第一部分【自主學(xué)習(xí)】 閱讀課本，完成以下問(wèn)題：

關(guān)于摩擦力：

（1）摩擦力：兩個(gè)相互接觸的物體，當(dāng)它們發(fā)生 或具有 ，就會(huì)在接觸面上產(chǎn)生阻礙 或 的力。

（2）摩擦力產(chǎn)生的條件：

① ；

② ；

③ 。

（3）摩擦力的方向是 。

（4）最大靜摩擦力： ；

靜摩擦力的大?。?。

（5）滑動(dòng)摩擦力的大小是 ；

μ叫做 ，它的大小由 決定?；瑒?dòng)摩擦力與接觸面積 關(guān)，與運(yùn)動(dòng)速度大小 關(guān)（填“有”或“無(wú)”）。

在學(xué)生回答過(guò)程中，穿插提醒學(xué)生體驗(yàn)手壓桌面向前移動(dòng)，觀察毛刷在桌面上“企圖”移動(dòng)時(shí)的靜摩擦力方向。

第二部分【問(wèn)題進(jìn)階】

【問(wèn)題1】靜摩擦力

靜摩擦力有心沒(méi)膽，“外表冷漠，內(nèi)心狂野”，要用智慧的方法來(lái)判斷。

[情境1] 大毛水平推箱子，但未推動(dòng)（如圖1）

指出在水平方向有二力平衡，在豎直方向也有二力平衡，學(xué)生是能夠接受的。自然而然地滲透了正交分解的思想。

[情境2] 汽車(chē)停在斜坡上

如圖4，引導(dǎo)學(xué)生分析出摩擦力的方向。

[遷移情境2] 體育課爬桿、爬繩

（見(jiàn)投影）體育課上有爬繩和爬竿兩種運(yùn)動(dòng)，小明同學(xué)先后以相同姿勢(shì)順著繩和竿勻速向上爬 （ ）

A.爬繩時(shí)受到的摩擦力較大，因?yàn)槔K子粗糙

B.爬竿時(shí)受到的摩擦力較大，因?yàn)榕栏蜁r(shí)手握竿的力要大些

C.爬繩和爬竿時(shí)，受到的摩擦力一樣大

D.爬繩和爬竿時(shí)速度不一樣，則速度大的摩擦力大

[情境3] 傳送帶運(yùn)送貨物（如圖5）

[方法小結(jié)] 判斷靜摩擦力方向的方法：

（1）二力平衡； （2）假設(shè)法。

為以下說(shuō)法舉個(gè)例子：

（1）運(yùn)動(dòng)的物體也可以受靜摩擦力。

（2）靜摩擦力可以是阻力，也可以是動(dòng)力。

（3）靜摩擦力的方向可以與運(yùn)動(dòng)方向相同，也可以與運(yùn)動(dòng)方向相反。

例1 在碼頭上有一人用水平力推集裝箱，但沒(méi)有推動(dòng)。其原因是（ ）

A.集裝箱太重

B.推力總小于摩擦力

C.集裝箱所受摩擦力與推力相抵消

D.推力總小于最大靜摩擦力

例2 如圖6所示，用水平力F將一物體壓在豎直墻壁上靜止不動(dòng)。設(shè)物體受墻的壓力為N，摩擦力為f，那么當(dāng)F增大時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（ ）

A.N增大，f增大 B.N增大，f不變

C.N增大，f減小 D.條件不足，不能確定

引申：若F減小呢？答案確定嗎？從而自然地引出了滑動(dòng)摩擦力。

【問(wèn)題2】滑動(dòng)摩擦力

用繩子拉動(dòng)物塊，運(yùn)用以下兩個(gè)動(dòng)畫(huà)（如圖7、圖8），分析上面的物塊受到的摩擦力，學(xué)生很快清楚了“阻礙”“相對(duì)”的含義。

[情境4] 水平面

例3 如圖9所示，在水平面上向左運(yùn)動(dòng)的物體重為20 N，與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4。在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，還受到一個(gè)水平向右、大小為10 N的拉力作用，則物體受到的滑動(dòng)摩擦力為（ ）

A.2 N，向右 B.2 N，向左

C.8 N，向右 D.8 N，向左

在例3的遷移情境4中，均要求學(xué)生畫(huà)出摩擦力的方向，并分析物體的運(yùn)動(dòng)情景，學(xué)生都能應(yīng)付自如。

[情境5] 豎直面

沿著黑板滑下的物體與黑板之間有摩擦力嗎？

學(xué)生可以很自然地回答出來(lái)。筆者再讓他們畫(huà)出受力圖，學(xué)生在笑意盎然中明白了深刻的道理。

為以下說(shuō)法舉個(gè)例子：

（1）靜止的物體也可以受滑動(dòng)摩擦力；

（2）滑動(dòng)摩擦力可以是阻力，也可以是動(dòng)力；

（3）滑動(dòng)摩擦力的方向可以與運(yùn)動(dòng)方向相同，也可以與運(yùn)動(dòng)方向相反。

以上內(nèi)容一語(yǔ)帶過(guò)，鈴聲已經(jīng)敲響，以下內(nèi)容留給孩子們課后完成。另外，探究摩擦力的大小留在第二節(jié)課完成。

例4 質(zhì)量為2 kg的物體，靜止在水平地面上，如圖12所示。物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力視為相等，給物體一水平拉力F。

（1）當(dāng)拉力大小為5 N時(shí)，地面對(duì)物體的摩擦力是多大？

（2）當(dāng)拉力大小為12 N時(shí)，地面對(duì)物體的摩擦力是多大？

（3）此后若將拉力減小為5 N，物體仍在滑動(dòng)，地面對(duì)物體的摩擦力是多大？

（4）若撤去拉力，在物體繼續(xù)滑動(dòng)的過(guò)程中，地面對(duì)物體的摩擦力是多大？（g取10 N/kg）

3 作業(yè)設(shè)計(jì)

（1）關(guān)于摩擦力產(chǎn)生的條件，以下說(shuō)法正確的是（ ）

A.相互壓緊的粗糙物體間一定有摩擦力

B.相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體間一定有摩擦力

C.只有相互壓緊并有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體間才有摩擦力作用

D.只有相互壓緊并有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的物體間才有摩擦力的作用

（2）關(guān)于摩擦力的方向，下列說(shuō)法正確的是（ ）

A.摩擦力的方向總是與運(yùn)動(dòng)方向相反

B.滑動(dòng)摩擦力的方向總是與運(yùn)動(dòng)方向相反

C.滑動(dòng)摩擦力一定是阻力

D.摩擦力的方向一定與壓力的方向垂直

（3）關(guān)于摩擦力，下列說(shuō)法正確的是（ ）

A.物體受到摩擦力作用時(shí)，一定受到彈力作用

B.只有運(yùn)動(dòng)的物體才能受到滑動(dòng)摩擦力作用

C.具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩物體間一定存在滑動(dòng)摩擦力作用

D.兩個(gè)靜止的物體間一定不存在摩擦力

（4）磚橫放和豎放在地面，移動(dòng)時(shí)受到的滑動(dòng)摩擦力哪一個(gè)大？

（5）同一物體沿同一軌跡分別做勻速直線運(yùn)動(dòng)和勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的滑動(dòng)摩擦力大小關(guān)系如何呢？

（6）如圖13所示，用水平力F將一個(gè)木塊壓在豎直墻壁上，已知木塊重G=6 N，木塊與墻壁間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.25。問(wèn)：

①當(dāng)F=25 N時(shí)，木塊沒(méi)有動(dòng)，木塊受到的摩擦力為多大？

②當(dāng)F增大為30 N時(shí)，木塊仍靜止，木塊受到的摩擦力為多大？

③當(dāng)F=10 N時(shí)，木塊沿墻面下滑，此時(shí)木塊受到的摩擦力為多大？

④當(dāng)F=6 N時(shí)，木塊受到的摩擦力又為多大？

可能有的老師覺(jué)得課堂進(jìn)程太快？其實(shí)，在積極的進(jìn)取氛圍中，學(xué)生的熱情和激情才會(huì)迸發(fā)，迅速實(shí)現(xiàn)螺旋式上升。在前進(jìn)中解決問(wèn)題往往是最好的方法。

是的，《摩擦力》一節(jié)本應(yīng)上兩課時(shí)，實(shí)驗(yàn)探究放在了第二節(jié)。為了授課的進(jìn)展順利，課前讓學(xué)生分組觀看了摩擦力演示器，并做了簡(jiǎn)單講解。學(xué)生在課后可以立即獨(dú)立探究，運(yùn)用控制變量的方法，這對(duì)于提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)是極為有益的。所以，并非所有的探究都必須在第一節(jié)課，都要在課堂上完成，也可以在第二節(jié)課課后完成。

評(píng)課時(shí)，不少老師有溢美之詞“這是聽(tīng)課的一場(chǎng)盛宴，非常好”。課堂教學(xué)設(shè)計(jì)新穎，根據(jù)學(xué)生已有知識(shí)和認(rèn)知水平設(shè)計(jì)教學(xué)，不受限于課本?！翱磳?shí)驗(yàn)”“8分鐘自主學(xué)習(xí)看課本填空”“典型問(wèn)題呈現(xiàn)”，這些環(huán)節(jié)的設(shè)置沖擊力強(qiáng)，獨(dú)特有效，語(yǔ)言精練、到位?？茖W(xué)方法的教學(xué)——正交、假設(shè)，講方法舉重若輕。無(wú)論講例題還是習(xí)題，講解清晰透徹。講滑動(dòng)摩擦力的方向，從力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系出發(fā)，是創(chuàng)新。語(yǔ)言幽默，學(xué)生參與度高，主動(dòng)參與、愿意參與。

《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》中指出：“教師要緊密聯(lián)系學(xué)生的生活環(huán)境，從學(xué)生經(jīng)驗(yàn)和已有的知識(shí)出發(fā)，創(chuàng)設(shè)生動(dòng)的物理情境，激發(fā)學(xué)生的求知欲?！蔽锢韥?lái)源于生活，我們的教學(xué)應(yīng)該將物理知識(shí)與生活緊密聯(lián)系在一起，美國(guó)教育家杜威有云“教學(xué)即生活”，陶行知亦有“用生活來(lái)教育，為生活教育”，我們應(yīng)該讓學(xué)生真正地感受到生活中物理的無(wú)處不在、無(wú)時(shí)不在。無(wú)疑，“生活情境”是高中物理“問(wèn)題式教學(xué)”的催化劑。

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（欄目編輯 鄧 磊）