高中物理《摩擦力》教學(xué)的設(shè)計(jì)思考

劉洪鑫

高中物理人教版《摩擦力》一節(jié)，內(nèi)容豐富，知識(shí)紛雜，常使老師感到不堪重負(fù)，學(xué)生聽(tīng)完也是一頭霧水。筆者根據(jù)二十年的從教經(jīng)驗(yàn)，試從多個(gè)角度分析這節(jié)課的知識(shí)建構(gòu)，提出教學(xué)建議。

教材分析

本節(jié)課包括三部分內(nèi)容：摩擦力的定義、影響摩擦力大小的因素、增減摩擦的方法。

教材首先通過(guò)一些事例，使學(xué)生認(rèn)識(shí)摩擦力的存在，并在此基礎(chǔ)上說(shuō)明摩擦力是阻礙物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的，隨后研究摩擦力的大小跟哪些因素有關(guān)。為了使問(wèn)題簡(jiǎn)單化程序化，教材中先提出靜摩擦，再學(xué)滑動(dòng)摩擦。教材對(duì)滾動(dòng)摩擦也沒(méi)有單獨(dú)講述，而是作為減小摩擦的方法來(lái)介紹的。教材中沒(méi)有指明摩擦力產(chǎn)生的原因，學(xué)生有所了解即可，不必引申。摩擦在生活和生產(chǎn)中都有重要的意義，教材最后在“科學(xué)漫步”里介紹了流體阻力的，開(kāi)闊學(xué)生的視野。

雖然教學(xué)的重點(diǎn)在于應(yīng)用摩擦知識(shí)解釋實(shí)際現(xiàn)象，學(xué)會(huì)根據(jù)不同條件選擇增大或減小摩擦的方法，但這些應(yīng)用都基于對(duì)影響摩擦力大小因素的理解，因此應(yīng)充分重視研究影響摩擦力大小因素的實(shí)驗(yàn)。

學(xué)情分析

學(xué)生在初中已經(jīng)接觸過(guò)摩擦力的基礎(chǔ)知識(shí)，知道生活中若干摩擦的實(shí)例，高中階段應(yīng)該從定性走向定量，但梯度不易太大。高一學(xué)生已具備了初步觀察實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)的能力，學(xué)習(xí)控制變量法更是能幫助他們?cè)谔骄靠茖W(xué)的路上更進(jìn)一步，在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)以及具體操作時(shí)，只需稍加引導(dǎo)即可。

摩擦力在具體問(wèn)題中表現(xiàn)出“動(dòng)中有靜，靜中有動(dòng)”，尤其靜摩擦力在許多情形下似乎又是“若有若無(wú)”，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中難以理解。因此教師要高度重視，在生活經(jīng)驗(yàn)和課堂實(shí)驗(yàn)的雙重引導(dǎo)下，讓學(xué)生真正理解并掌握摩擦力的規(guī)律。

根據(jù)內(nèi)容，《摩擦力》應(yīng)分為三個(gè)課時(shí)進(jìn)行，第一課時(shí)以靜摩擦力為主，類比出滑動(dòng)摩擦力的規(guī)律，內(nèi)容涉及應(yīng)該比較淺顯，以學(xué)生的感性認(rèn)知為第一出發(fā)點(diǎn)。

教學(xué)目標(biāo)

1.通過(guò)常見(jiàn)實(shí)例和實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)摩擦力。

2.知道摩擦力的大小與什么因素有關(guān)。

3.知道增減摩擦力的方法。

4.能設(shè)計(jì)和完成實(shí)驗(yàn)，科學(xué)探究影響摩擦力大小的因素。

5.能靈活運(yùn)用物理學(xué)研究方法（如控制變量法）。

教學(xué)重點(diǎn)

1.摩擦的條件、方向、大小規(guī)律。

2.應(yīng)用控制變量法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對(duì)猜想進(jìn)行驗(yàn)證。

教學(xué)難點(diǎn)

1.對(duì)“相對(duì)運(yùn)動(dòng)、相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)”的理解。

2.形成假說(shuō)“摩擦力大小可能與什么因素有關(guān)”的過(guò)程。

3.摩擦力方向判斷。

設(shè)計(jì)思路

我用一個(gè)故事引入，模擬大力士史蒂夫拉住大船的場(chǎng)景，創(chuàng)設(shè)了輕松愉悅的教學(xué)氛圍，并使學(xué)生對(duì)摩擦力的大小相關(guān)因素有了初步的認(rèn)識(shí)。教師不介紹原理，只需要學(xué)生驚詫于摩擦力的巨大就可以。當(dāng)學(xué)生對(duì)影響摩擦力大小的因素做出猜想的時(shí)候，自然而然地就會(huì)想起剛才親眼所見(jiàn)的情景，得出合理的猜想，教學(xué)環(huán)節(jié)前后呼應(yīng)。

初中課本對(duì)摩擦力的定義是不完善的。我讓學(xué)生先回顧初中對(duì)摩擦力的定義，考慮其中比較模糊的字、詞、句，以便有針對(duì)性地學(xué)習(xí)。在概念的建立中和初中學(xué)過(guò)的知識(shí)相對(duì)比，怎么樣說(shuō)才能更精簡(jiǎn)縝密，并將思維延伸到了大學(xué)。不過(guò)本節(jié)課的主題是探究影響摩擦力的因素以及摩擦力的方向，為了突顯主題，摩擦力定義就不能占用較大篇幅。

我為學(xué)生提供了許多生活中的器材，讓他們充分感受摩擦力，使課堂生活化趣味化，既培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力，又激發(fā)了學(xué)生探究科學(xué)知識(shí)的興趣。要求學(xué)生做筷子提米的小實(shí)驗(yàn)，體會(huì)靜摩擦力產(chǎn)生的條件、增大靜摩擦力的方法、靜摩擦力的方向，目的是根據(jù)實(shí)驗(yàn)強(qiáng)化靜摩擦力的產(chǎn)生條件，并為研究摩擦力的大小做準(zhǔn)備。學(xué)生多次體驗(yàn)手摩擦桌面，把手壓在桌面，向各個(gè)不同方向推（但手仍不動(dòng)），感覺(jué)靜摩擦力的方向和大小。

完整而深刻地學(xué)習(xí)了靜摩擦力之后，關(guān)于滑動(dòng)摩擦力的條件、方向，我用類比法引領(lǐng)學(xué)生知識(shí)遷移，靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力兩相對(duì)照。關(guān)于滑動(dòng)摩擦力的大小，我讓甲乙兩個(gè)學(xué)生蹲下互相拉發(fā)現(xiàn)拉不動(dòng)，說(shuō)明摩擦力比較大，給乙同學(xué)腳下墊上一張紙，這個(gè)學(xué)生被拉動(dòng)了。然后讓一個(gè)較重的男生丙替換乙同學(xué)且腳下墊紙，還是甲同學(xué)來(lái)拉，結(jié)果拉不動(dòng)，讓學(xué)生體會(huì)到摩擦面粗糙情況和壓力均與滑動(dòng)摩擦力大小有關(guān)。但本節(jié)課只讓學(xué)生體會(huì)和感悟滑動(dòng)摩擦力大小，不給定量結(jié)論，把探究任務(wù)教給學(xué)生，要求學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，而后在進(jìn)行小組內(nèi)論證優(yōu)化，擇優(yōu)選出最佳方案進(jìn)行探究，這樣既節(jié)省了課堂時(shí)間，又鍛煉了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)、交流、合作能力。

最后開(kāi)放性的探究問(wèn)題（水上覆杯、硬幣壓紙幣）把學(xué)生的探究學(xué)習(xí)由課堂引入課下，進(jìn)一步培育學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)。生活中一些司空見(jiàn)慣的景象，很多都能夠用物理知識(shí)去解釋，所以物理學(xué)科本身就是一種從實(shí)踐中來(lái)、到實(shí)踐中去的嚴(yán)密的科學(xué)，與生活生產(chǎn)緊密相關(guān)。

學(xué)科素養(yǎng)

1.物理觀念：摩擦力是物體相互作用的具體體現(xiàn)，較好地體現(xiàn)了物質(zhì)觀念、運(yùn)動(dòng)觀念、相互作用觀念、能量觀念，學(xué)生可以用摩擦力知識(shí)解釋不少自然現(xiàn)象和解決實(shí)際問(wèn)題。

2.科學(xué)思維：“摩擦力”這節(jié)課完整地包括了模型建構(gòu)、科學(xué)推理、科學(xué)論證、質(zhì)疑創(chuàng)新等要素，從物理學(xué)視角探究客觀事物的本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律及相互關(guān)系。

3.實(shí)驗(yàn)探究：在學(xué)習(xí)摩擦力的過(guò)程中，學(xué)生完整經(jīng)歷了問(wèn)題、證據(jù)、解釋、交流等環(huán)節(jié)，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究意識(shí)得到滿足，還激發(fā)了設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案和獲取證據(jù)的熱情，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，其合作與交流的意愿與能力也得到了訓(xùn)練和提高。

4.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：通過(guò)摩擦力的學(xué)習(xí)，學(xué)生能正確認(rèn)識(shí)科學(xué)的本質(zhì)，具有學(xué)習(xí)和研究物理的好奇心與求知欲，能主動(dòng)與他人合作，能基于證據(jù)和邏輯發(fā)表自己的見(jiàn)解，實(shí)事求是，不迷信權(quán)威，增強(qiáng)保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源、促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的責(zé)任感。