包慧軍

摘 要：本文以“摩擦力”教學(xué)設(shè)計為例，基于物理核心素養(yǎng)導(dǎo)向，闡述了在物理教學(xué)中如何培養(yǎng)和提升學(xué)生的物理核心素養(yǎng)：物理觀念、科學(xué)思維、實驗探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。

關(guān)鍵詞：教學(xué)設(shè)計；摩擦力；物理核心素養(yǎng)

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148（2018）2-0031-3

1 學(xué)習(xí)目標

學(xué)習(xí)目標如表1所示：

2 教材分析

本節(jié)教材從靜摩擦力入手，然后介紹滑動摩擦力，這是考慮了學(xué)生的認知規(guī)律和實驗現(xiàn)象發(fā)生的先后順序。教科書首先通過“思考與討論”欄目讓學(xué)生認識靜摩擦力的變化規(guī)律；接著通過實驗認識滑動摩擦力、靜摩擦力以及最大靜摩擦力大小的關(guān)系，在實驗探究的基礎(chǔ)上得出滑動摩擦力的公式[1，2]。本節(jié)課教學(xué)過程可以按照體驗—猜想—實驗的順序進行知識建構(gòu)，重點是通過實驗認識摩擦力的規(guī)律。因此，教師在教科書提供的實驗基礎(chǔ)上應(yīng)進一步完善和改進實驗裝置，提升實驗的效果，引導(dǎo)學(xué)生進一步熟悉科學(xué)探究方法，逐步養(yǎng)成科學(xué)研究的習(xí)慣。

3 教學(xué)思路

教學(xué)思路如圖1所示：

4 教學(xué)過程

任務(wù)1：知道靜摩擦力的概念和產(chǎn)生條件。

情景：請一位學(xué)生站在教室前面，將手在肥皂水中浸濕，然后向同學(xué)們演示手拿空的玻璃杯，教師在一旁不斷地往杯子中倒水，其他同學(xué)仔細觀察思考。

問題1：請問杯子為什么不會掉下來？

問題2：在往杯子里不斷倒水的過程中，手的本能反應(yīng)是什么？為什么？

問題3：靜摩擦力的產(chǎn)生條件是什么？

教學(xué)建議：

（1）演示實驗時，可以讓學(xué)生說說實驗過程中自己的感受。

（2）教師盡量引導(dǎo)學(xué)生獨立思考后回答問題，不要替代學(xué)生回答。

（3）探究靜摩擦力的產(chǎn)生條件時，讓學(xué)生自主體驗，自我歸納。

任務(wù)2：學(xué)會判斷靜摩擦力的方向。

配合教材圖片（如圖2所示），教師用力推講臺，講臺紋絲不動。

問題1：講臺為什么推不動？

問題2：講臺受到幾個力？分別沿什么方向？

問題3：如何判斷靜摩擦力的方向？

問題4：什么是相對運動趨勢？如何判斷相對運動趨勢的方向呢？

教學(xué)建議：

（1）分析相對運動趨勢時，建議采用假設(shè)法。

（2）學(xué)生對于相對運動趨勢的理解感到非常抽象，可以通過用手在桌面上用力往前推，但不滑動，讓學(xué)生講講自己手指與桌面接觸面的感受。

（3）另外也可以采用板刷實驗，引導(dǎo)學(xué)生分析相對運動趨勢的方向，從而判斷靜摩擦力的方向（如圖3所示）。

任務(wù)3：通過實驗探究靜摩擦力的大小，能用二力平衡條件判斷靜摩擦力的大小和方向，掌握靜摩擦力的最大值及變化范圍。

情景：分組實驗探究靜摩擦力的大?。ㄈ鐖D4所示）。

問題1：彈簧測力計給木塊施加一定大小的力，木塊保持靜止，請問靜摩擦力的大小和方向。

問題2：緩慢增加彈簧拉力，木塊仍靜止，請問摩擦力大小如何變化？

問題3：拉力增加到一定值，木塊突然運動起來，這時的摩擦力大小就是靜摩擦力的最大值。所以，靜摩擦力大小的范圍是什么？

教學(xué)建議：

（1）演示實驗時，學(xué)生分組實驗操作討論，教師觀察引導(dǎo)。

（2）為了記錄摩擦力大小，要引導(dǎo)學(xué)生掌握摩擦力大小等于拉力大小的理論依據(jù)——二力平衡原理。

（3）靜摩擦力大小的數(shù)據(jù)記錄可以設(shè)計表格（如表2所示）。

（4）如果條件允許，可以利用力傳感器、教室一體機演示該實驗，將數(shù)據(jù)處理直接展示在大屏幕上，效果更好。

任務(wù)4：知道滑動摩擦力的產(chǎn)生條件，會判斷滑動摩擦力的方向。

情景：板刷實驗，手推板刷前進（如圖5所示）。

問題1：仔細觀察實驗，請問刷毛彎曲的原因是什么？

問題2：滑動摩擦力的產(chǎn)生條件有哪些？

問題3：如何判斷滑動摩擦力的方向？

教學(xué)建議：

（1）演示該實驗時，可以讓學(xué)生用手推桌面自己感受一下滑動摩擦力的方向；

（2）引導(dǎo)學(xué)生理解什么是相對運動方向以及“相對”兩字的含義。

任務(wù)5：知道滑動摩擦力的大小影響因素及其關(guān)系，得出滑動摩擦力的公式，知道最大靜摩擦力與滑動摩擦力的關(guān)系。

情景1：引導(dǎo)學(xué)生猜想生活當(dāng)中有關(guān)滑動摩擦力的現(xiàn)象。

情景2：演示實驗（如圖6所示）。

問題1：同學(xué)們，請猜想滑動摩擦力大小的影響因素有哪些？可能存在什么樣的關(guān)系呢？

問題2：演示實驗時緩慢增加拉動木塊的拉力大小，直到木板和木塊發(fā)生相對滑動，仔細觀察彈簧測力計的讀數(shù)變化，從中能得到什么結(jié)論？

問題3：逐漸增加木塊上所放砝碼的個數(shù)，改變壓力大小，重復(fù)以上實驗，記錄發(fā)生相對滑動后彈簧測力計的讀數(shù)（即為滑動摩擦力的大?。７治鰯?shù)據(jù)，你能得出滑動摩擦力和壓力的關(guān)系嗎？

教學(xué)建議：

（1）演示該實驗時，要引導(dǎo)學(xué)生分析拉動木板而不拉木塊的原因。

（2）采用表3記錄彈簧測力計的讀數(shù)。

（3）作出Ff-FN圖像，嘗試探究其中的規(guī)律。

任務(wù)6：會運用公式計算滑動摩擦力的大小。

情景：展示課本例題。

例題：在我國東北寒冷的冬季，雪橇是常見的運輸工具。一個鋼制滑板的雪橇，連同木料的總重量為4.9×104 N。在水平的冰道上，馬要在水平方向用多大的力，才能夠拉著雪橇勻速前進？

教學(xué)建議：引導(dǎo)學(xué)生仔細審題、獨立解決，可以適當(dāng)挖掘和拓展。

任務(wù)7：能夠分析生活中既常見又較簡單的問題中的摩擦力。

情景：用投影儀展示幾個圖片（如圖7所示），學(xué)生小組討論：哪幾種現(xiàn)象中含有靜摩擦力？哪幾種現(xiàn)象中含有滑動摩擦力？如何在生活中利用或者減小摩擦力？

教學(xué)建議：

（1）學(xué)生分組討論，各自發(fā)表見解，互相討論；

（2）運用所學(xué)知識，嘗試分析生活中利用或者減小摩擦力的實例。

5 設(shè)計點評

本教學(xué)設(shè)計通過課堂演示實驗引入摩擦力的概念，根據(jù)學(xué)生的心理認知規(guī)律逐漸理解靜摩擦力和滑動摩擦力，有利于學(xué)生通過實際現(xiàn)象歸納物理本質(zhì)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，充分體現(xiàn)了物理核心素養(yǎng)的導(dǎo)向。課堂的精彩之處在于演示實驗和學(xué)生實驗的課堂探究，通過實驗探究凸顯了學(xué)生的主體地位，開拓學(xué)生的思維，鍛煉動手能力，增強了學(xué)生合作交流的能力，達到了培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生物理核心素養(yǎng)的目的。同時，教學(xué)方法多樣，情景與問題的設(shè)計符合學(xué)習(xí)目標，知識的展開符合學(xué)生思維的發(fā)展規(guī)律。這樣的教學(xué)設(shè)計達到了預(yù)期效果，充分體現(xiàn)了概念課教學(xué)的特點和規(guī)律，具有很強的操作性和實效性。

改進之處：

（1）課堂引入時，注意正確運用引導(dǎo)語，使學(xué)生順利進入主題，清楚本節(jié)課要學(xué)習(xí)的內(nèi)容；

（2）教學(xué)各環(huán)節(jié)的銜接、問題的設(shè)置應(yīng)從學(xué)生的實際情況出發(fā)，認真分析學(xué)情，做到有的放矢；

（3）適當(dāng)多舉一些生活實例，使學(xué)生對相對運動趨勢和相對運動的認識更加清楚。

參考文獻：

[1]浙江省基礎(chǔ)教育課程改革專業(yè)委員會.浙江省普通高中學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)意見[M].杭州：浙江教育出版社，2014：11.

[2]課程教材研究所.普通高中課程標準實驗教科書 物理必修1教師教學(xué)用書[M].北京：人民教育出版社，2010：85-88.（欄目編輯 鄧 磊）