深度學(xué)習(xí)下初中物理滑動(dòng)摩擦力實(shí)驗(yàn)教學(xué)問(wèn)題設(shè)計(jì)

呂燕云

【摘 要】契合深度學(xué)習(xí)理念的教學(xué)方式，引導(dǎo)學(xué)生以理由打開(kāi)思維，避免進(jìn)入機(jī)械化的學(xué)習(xí)模式，有利于促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的習(xí)慣養(yǎng)成。

【關(guān)鍵詞】滑動(dòng)摩擦力;條件;裝置對(duì)比;深度學(xué)習(xí);相對(duì)運(yùn)動(dòng)

八年級(jí)的學(xué)生在滬科版物理教材的第六章第5節(jié)中認(rèn)識(shí)到摩擦力的存在，并在該節(jié)課上完成了“滑動(dòng)摩擦力與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)探究，但在完成后續(xù)的習(xí)題或試題上暴露了大部分八年級(jí)學(xué)生學(xué)習(xí)的淺表性，不具有系統(tǒng)且層次性的理解過(guò)程，而是機(jī)械化的照搬照套。筆者從長(zhǎng)期的執(zhí)教中深刻感受到，為了防止學(xué)生進(jìn)入淺表性學(xué)習(xí)的誤區(qū)，應(yīng)該以理由打開(kāi)思維，構(gòu)建學(xué)生系統(tǒng)的理解過(guò)程。引領(lǐng)學(xué)生走向深度學(xué)習(xí)。深度學(xué)習(xí)與淺表學(xué)習(xí)的區(qū)別如表1所示。

1.滑動(dòng)摩擦力實(shí)驗(yàn)的兩種裝置對(duì)比

當(dāng)一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面上滑動(dòng)時(shí)所受到的阻礙物體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力叫做滑動(dòng)摩擦力。在這個(gè)定義中明確了物體受到摩擦力的條件：在另一物體表面上發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。故在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，我們既可以如圖1所示向右拉動(dòng)木塊使其相對(duì)于木板向右滑動(dòng)，也可以如圖2所示向右拉動(dòng)木板使木塊相對(duì)木板向左滑動(dòng)，本質(zhì)是一樣的，都只是為了實(shí)現(xiàn)木塊受到木板的摩擦力的這個(gè)目的，至于如何拉動(dòng)，在設(shè)計(jì)此步驟中是沒(méi)有要求的，因?yàn)槎x中體現(xiàn)只要木塊和木板發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)就會(huì)在它們的接觸擠壓面上產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦力，并沒(méi)有規(guī)定要發(fā)生何種相對(duì)運(yùn)動(dòng)。在后續(xù)的學(xué)生解題過(guò)程中，筆者發(fā)現(xiàn)很多學(xué)生不愿意去理解為什么要拉動(dòng)木塊或木板，而只是機(jī)械性的記住要?jiǎng)蛩倮瓌?dòng)，不知其中意義，這是極不可取的。

如何測(cè)出滑動(dòng)摩擦力的大小，這就涉及到如何拉動(dòng)才能幫助初中階段的我們測(cè)出滑動(dòng)摩擦力的大小，無(wú)論是圖1所示的木塊還是圖2所示的木塊在水平方向都只受到兩個(gè)力的作用：彈簧測(cè)力計(jì)所施加的拉力和木板對(duì)木塊的滑動(dòng)摩擦力;初中階段的學(xué)生不具有高中的定量公式關(guān)系來(lái)求出滑動(dòng)摩擦力的大小，故我們需要構(gòu)建出木塊的平衡狀態(tài)，使我們能夠利用二力平衡的條件測(cè)出滑動(dòng)摩擦力大小，在圖1中，如何構(gòu)建出木塊的平衡狀態(tài)？勻速水平拉動(dòng)木塊即可;在圖2中，木塊本身就是相對(duì)地面靜止，處在平衡狀態(tài)，無(wú)需我們構(gòu)建，故在圖2如何拉動(dòng)木板都不會(huì)影響滑動(dòng)摩擦力的大小，此問(wèn)題也可在完成圖1所示裝置的實(shí)驗(yàn)后，得出滑動(dòng)摩擦力大小只與壓力大小和接觸面的粗糙程度有關(guān)的結(jié)論的情況下，再來(lái)分析圖2所示的實(shí)驗(yàn)裝置如何拉動(dòng)木板的問(wèn)題，木塊和木板是通過(guò)力的作用（豎直方向上的壓力和支持力和水平方向上的摩擦力）感知彼此的存在，當(dāng)它們之間的作用力（木塊和木板之間的壓力和滑動(dòng)摩擦力）的大小沒(méi)有發(fā)生變化時(shí)，作為物體的它們是不會(huì)感知彼此的變化，所以無(wú)論木板如何被拉動(dòng)，對(duì)于木塊而言，都是相同的。若未經(jīng)歷這種深度思考的過(guò)程，就會(huì)落入按照既定的實(shí)驗(yàn)（如圖1）內(nèi)容硬套或是按照生活直觀感覺(jué)來(lái)判斷的陷阱。那么以理由打開(kāi)思維就顯得至關(guān)重要，設(shè)計(jì)每個(gè)步驟的理由得能明確給出且解釋到位，此過(guò)程就是思維養(yǎng)成的過(guò)程。

2.傳送帶（足夠長(zhǎng)）上的物體A是否受到滑動(dòng)摩擦力的判斷

判斷物體A是否受到傳送帶的滑動(dòng)摩擦力，要從定義入手，不能靠直觀感覺(jué)下意識(shí)進(jìn)行判斷，想解決此問(wèn)題，就必須明確物體A從放到傳送帶上的那瞬間開(kāi)始發(fā)生什么變化。

過(guò)程分析：①物體A放上傳送帶的瞬間，以向右運(yùn)動(dòng)的傳送帶為參照物，物體A向左運(yùn)動(dòng)，故受到傳送帶的水平向右的滑動(dòng)摩擦力，如圖3所示，該滑動(dòng)摩擦力f滑使物體A向右加速運(yùn)動(dòng);②直到物體A的速度到達(dá)與傳送帶的速度相同時(shí)，如圖4所示，在此瞬間它們相對(duì)靜止，滑動(dòng)摩擦力消失，至此后，物體A和傳送帶一起向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，它們之間無(wú)滑動(dòng)摩擦力。

綜上分析：傳送帶（足夠長(zhǎng)）上的物體A是否受到滑動(dòng)摩擦力的問(wèn)題，應(yīng)該關(guān)注所問(wèn)的階段，是啟動(dòng)階段（剛放上）還是一起勻速直線運(yùn)動(dòng)階段，即所問(wèn)的過(guò)程是否存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，若存在，則有;若不存在，則無(wú)。

3.結(jié)束語(yǔ)

物理的實(shí)驗(yàn)課堂若無(wú)層次性的引導(dǎo)，極易墮入淺表性學(xué)習(xí)的誤區(qū)，導(dǎo)致學(xué)生被動(dòng)的機(jī)械學(xué)習(xí)，缺乏思辨討論，導(dǎo)致學(xué)生低階認(rèn)知和照搬照套，這樣的學(xué)習(xí)必將帶來(lái)消極負(fù)面的學(xué)習(xí)效果。故在實(shí)驗(yàn)課堂中，問(wèn)題設(shè)計(jì)重在每個(gè)步驟的理由，以理由打開(kāi)思維，引導(dǎo)學(xué)生走向深度學(xué)習(xí)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]祝智庭，彭紅超.深度學(xué)習(xí)：智慧教育的核心支柱[J].中國(guó)教育學(xué)刊，2017（5）：44-53.

（本文系2019年福州市教育科學(xué)研究“十三五”規(guī)劃課題“指向深度學(xué)習(xí)的課堂問(wèn)題設(shè)計(jì)策略研究”（項(xiàng)目編號(hào)：FZ2019GH013）階段性研究成果）