基于情境 立足實踐 強化思維 發(fā)展素養(yǎng)
——以“摩擦力”教學為例

(江蘇省泰興市教師發(fā)展中心,江蘇 泰州 225400)

作為一名高中物理教研員，筆者經(jīng)常深入課堂去聽課、評課，近期聽了一節(jié)高一物理新授課“摩擦力”，授課教師對新課程的理解及一些做法引發(fā)了筆者對高一物理新課教學的思考，與各位同仁交流。

1 基于情境，建構(gòu)物理概念

在本節(jié)課的引入環(huán)節(jié)，課前授課教師播放了《捉泥鰍》的兒歌，學生都能夠哼唱，在哼唱的過程中，學生會快速進入學習狀態(tài)，而且會不自覺地思考這首歌與本節(jié)課的關(guān)聯(lián)。上課鈴響了之后，老師提問：“今天我們?yōu)槭裁匆シ胚@首歌呢？”學生剛才的想法得到了釋放的通道，回答非常踴躍，也很到位。

為了讓學生對摩擦力有更加真實的切身體驗，老師帶領(lǐng)學生在課桌上推手，通過體驗和感悟，讓學生明白摩擦力就是一種阻礙作用。緊接著又引導學生列舉生活中存在的摩擦力的例子，強化學生對摩擦力的感性認識。通過切身的體驗，結(jié)合已有的經(jīng)驗，學生很快就能概括出摩擦力的定義、產(chǎn)生的條件、作用效果。

在得到摩擦力定義之后，該教師并沒有刻意強調(diào)“相對”二字，而是通過如砂輪打磨工件和顧客乘超市電梯兩個實例(圖1)，引導學生思考：課桌和乘電梯的人有沒有受到摩擦力的作用？什么摩擦力？為什么？讓學生自己在實際問題的解決中發(fā)現(xiàn)：區(qū)分滑動摩擦力和靜摩擦力時要特別注意“相對”二字。

圖1

點評：在摩擦力概念建構(gòu)的過程中，基于學生的前概念和課堂的體感實驗，通過分析推理、概括凝練，從感性到理性，從粗糙到精細，循序漸進，逐步深入，引領(lǐng)學生自主建構(gòu)、完善概念體系。新授課的概念教學要特別重視“尊重學生的體驗和感悟”，令學生產(chǎn)生“認同感”，并且要做到“潤物細無聲”，要創(chuàng)設(shè)恰當?shù)那榫?，讓學生在具體的情境中解決問題，在問題解決的過程中建構(gòu)、完善概念體系。

2 強化思維，著力提升思維品質(zhì)

基于對摩擦力概念的理解，以及上節(jié)課中彈力的概念認知，學生從摩擦力作用的效果很快就想到：摩擦力的方向應該與物體間相對運動或相對運動趨勢方向相反，但該教師并沒有就此結(jié)束該教學環(huán)節(jié)，而是引導學生先體驗，再設(shè)計實驗檢驗自己的猜想。學生提出了很多方案：用手在桌上推動，感受到的阻礙方向就是手受到摩擦力的方向；用一只手貼著另一只胳膊輕輕推動，明顯可以看到胳膊肌肉運動了，這個方向就是胳膊受到摩擦力的方向；用手在頭發(fā)上抹一下，頭發(fā)順勢運動的方向就是其受到摩擦力的方向……

學生的思維分析此時還處于表象化階段，還不夠深刻和全面。該教師并沒有直接給出所缺的情形，而是有意識地啟發(fā)學生思考：物體間什么樣的運動是相對運動？學生結(jié)合剛才的設(shè)計方案很快就明白了還缺少一種情形：兩者運動方向相同，但速度大小不同。緊接著，各小組進行討論，設(shè)計方案、驗證猜想，小組之間再互相評價，優(yōu)化方案，最終形成如圖2所示的實驗方案：在長木板的中部的側(cè)面做上標記，再將長毛刷置于長木板上，使其左端與標記對齊，突然水平拉動長木板，讓兩者都同向運動，但存在相對運動。通過標記相對長毛刷左端位置的變化，判斷長毛刷與長木板之間相對運動的方向。用手機的慢動作功能錄像，便于回放時觀察長毛彎曲的方向。再由學生完成實驗，分析圖3所示的現(xiàn)象，得出結(jié)論。

圖2

圖3

基于學生的理性認知，再讓學生回歸實際，依然是運用前面所舉的砂輪打磨工件和顧客乘超市電梯兩個實例，分析各自摩擦力的方向，讓學生在實際問題的解決中加深對摩擦力方向的理解。

點評：對于摩擦力方向的得出，很多老師只是讓學生從摩擦力的作用效果入手，由理論分析得到結(jié)論，這對剛升入高中、抽象思維能力還有待提高的高一新生來講，并不有利于他們準確建構(gòu)概念。我們還是要將理論推導和實驗探究相結(jié)合，用實驗來驗證猜想。在理論推導的過程中，培養(yǎng)學生的推理、歸納能力；在自主設(shè)計方案的過程中，提升學生思維的深刻性、全面性、開放性、靈活性；在實驗過程中，培養(yǎng)學生的動手能力，同時培養(yǎng)學生實事求是、嚴謹認真的科學態(tài)度。

3 立足實踐，全面發(fā)展核心素養(yǎng)

探究摩擦力的大小分成兩部分完成，首先，設(shè)計實驗，測量摩擦力的大?。蝗缓?，再去探究影響滑動摩擦力大小的因素。

在第一部分引導學生自主設(shè)計實驗方案，經(jīng)歷了從圖4所示原始方案到圖5所示實驗方案的改進，讓學生認真觀察實驗現(xiàn)象，通過對大量現(xiàn)象的分析和歸納發(fā)現(xiàn)：靜摩擦力的大小有一個范圍，最大靜摩擦力略大于滑動摩擦力；動起來之后，滑動摩擦力就不再變化。在交流討論中學生發(fā)現(xiàn)每組測得的滑動摩擦力大小卻又不一樣，自然就提出下一個問題：滑動摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)？

圖4

圖5

因為有初中學習的基礎(chǔ)，學生已經(jīng)知道滑動摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度、壓力大小有關(guān)，但對其中定量關(guān)系還不清楚，這就是我們這節(jié)課要探究的重點。另外，大多數(shù)學生也聽說過，滑動摩擦力與接觸面積的大小、相對運動的快慢無關(guān)，但都沒有真正做過實驗，甚至也沒看到老師演示過，這些內(nèi)容就留待學生自主實驗驗證。

該老師依然讓學生自主設(shè)計方案，在設(shè)計的過程中體會控制變量的思想，基于制定的方案，再設(shè)計并完善表格。

在探究的過程中，學生分工明確，操作、數(shù)據(jù)記錄、描點畫圖，各司其職，最后將各組圖像通過實物展臺展示，讓學生分析其異同，得出結(jié)論：滑動摩擦力的大小與壓力成正比，與接觸面積的大小、相對運動的快慢都無關(guān)。

點評：在此環(huán)節(jié)，老師沒有刻意區(qū)分滑動摩擦力和靜摩擦力大小的探究，而是將他們作為一個整體來研究，讓學生從一個更高、更廣的視角審視問題。將摩擦力的大小的探究分成了兩個環(huán)節(jié)，第一個環(huán)節(jié)的主要目的還是測量方法的設(shè)計，兼顧靜摩擦力和滑動摩擦力大小特點的探究，第二個環(huán)節(jié)是本節(jié)課的重點，學生全員參與，有方案設(shè)計的理論推演，有合作探究的實驗操作，在這樣全面的思維和實踐訓練中提升了學生的核心素養(yǎng)。

4 結(jié)語

物理教學的目的是要發(fā)展學生的核心素養(yǎng)，為學生的終生發(fā)展服務。這就意味著我們的教學不能一味地為考而教，要在“考”與“不考”之間尋求平衡，既提升考試能力，又發(fā)展核心素養(yǎng)。這就需要教師轉(zhuǎn)變觀念，始終堅持以學生為中心，以思維能力的發(fā)展為核心。在教學過程中，立足實際，創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學生的認知沖突，引導學生自主建構(gòu)物理概念，適時監(jiān)控和調(diào)節(jié)，并在遷移應用中發(fā)展學生的思維能力，提升他們的核心素養(yǎng)。