李佩寧

在現(xiàn)實(shí)生活中，人們會(huì)經(jīng)常遇到如何選擇材料的問題。低齡段的學(xué)生對(duì)各種材料的不同性質(zhì)已經(jīng)形成了一些感性認(rèn)識(shí)，但并不是每個(gè)學(xué)生都會(huì)仔細(xì)觀察各種材料，辨析材料間的異同。

摩擦力是生活中最常見的一種力。不同材料的表面性質(zhì)不同，所產(chǎn)生的摩擦力也不同。因此，通過觀察和測(cè)定不同材料的摩擦現(xiàn)象，可以鍛煉學(xué)生形成正確解決問題的思路，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)世界。

一、課程重點(diǎn)

本節(jié)課通過讓學(xué)生觀察“玻璃球滾下坡”這一簡(jiǎn)單物理現(xiàn)象和測(cè)定不同材料對(duì)小球滾動(dòng)距離的影響，培養(yǎng)學(xué)生的觀察、類比、歸納總結(jié)、科學(xué)思維和設(shè)計(jì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的初步能力。

【涉及領(lǐng)域】工程、設(shè)計(jì)、數(shù)學(xué)、物理

【建議年級(jí)】小學(xué)低年級(jí)

【建議時(shí)間】80分鐘

【材料】卷尺、木板、玻璃球、雙面膠或膠帶、圖釘或曲別針，泡泡紙、砂紙、毛巾、鋁箔紙、蠟紙、瓦楞紙等表面材料

二、課程任務(wù)

首先，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)生活中的摩擦力進(jìn)行辨認(rèn)和解釋，產(chǎn)生對(duì)摩擦力的直觀認(rèn)識(shí)。然后，將學(xué)生分組，讓各組對(duì)所提供的材料進(jìn)行感知，并判斷哪一種材料能夠讓玻璃球在最短的距離停下來，或?qū)Ω鞣N材料的摩擦力進(jìn)行排序。接著，要求各組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案和記錄表格，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。最后，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)摩擦力進(jìn)行更進(jìn)一步的探討和想象，加深認(rèn)識(shí)。

三、課程步驟

1.導(dǎo)入（10分鐘）

教師播放一段視頻，如玩滑板的人在U型道上的表演，并讓學(xué)生思考以下問題。

（1）為什么滑板的速度逐漸減慢？

（2）滑板從U型道的一頭滑下去，在沒有其他外力情況下，能否滑到對(duì)面同樣高的地方？

（3）從斜坡上下來的汽車能在平地上滑行多遠(yuǎn)？

（4）其他條件不變的情況下，較重和較輕的車，哪個(gè)滑行更遠(yuǎn)？

教師可以借助一些教具，如單擺、有軌道的小球等，來向?qū)W生展示這一現(xiàn)象。部分學(xué)生可能會(huì)提出觀點(diǎn)：因?yàn)槟Σ亮Φ拇嬖?，物體的運(yùn)動(dòng)會(huì)逐漸慢下來。

2.宣布任務(wù)及評(píng)價(jià)量規(guī)（5分鐘）

【宣布任務(wù)】在玻璃球行進(jìn)的軌道上安裝一段減速裝置，使小球在滾動(dòng)一段距離后停下來。實(shí)驗(yàn)前，各組要考察各種材料的性質(zhì)，對(duì)小球滾動(dòng)距離的遠(yuǎn)近作出預(yù)測(cè)并給出理由，然后通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。在最后的總結(jié)報(bào)告中應(yīng)該對(duì)“準(zhǔn)確預(yù)測(cè)的原因”或“沒有預(yù)測(cè)準(zhǔn)確的因素”作出詳細(xì)分析。宣布任務(wù)后，呈現(xiàn)評(píng)價(jià)量規(guī)（見表1）。

3.材料排序（10分鐘）

教師將各種材料發(fā)給各組，讓學(xué)生逐一進(jìn)行觀察，并把特征記錄下來（見表2）。

各組可以討論，對(duì)不同材料的摩擦力進(jìn)行預(yù)測(cè)。在每組都完成后，邀請(qǐng)一兩個(gè)組進(jìn)行分享，并給出排序的理由。其他組可以提出不同意見。教師可以用以下問題對(duì)學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)。

（1）你是否觸摸過材料？

（2）材料的重量如何？對(duì)摩擦力有無影響？

（3）材料表面有什么特點(diǎn)？對(duì)摩擦力有無影響？

（4）用不同方式感受材料，比如用手、筆在材料上推動(dòng)，能感覺到什么？

注意預(yù)測(cè)不要求精確，但要有足夠的依據(jù)和分析。

4.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案（10分鐘）

教師出示沒有放置表面材料的坡道和玻璃球，將玻璃球放在坡道上，向?qū)W生演示玻璃球的滑行。演示三次，記錄滑出的距離，取平均值作為最后結(jié)果。

讓各組設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，以測(cè)試并記錄不同材料表面情況下玻璃球的滑行距離。各種表面的材料應(yīng)該平整地安裝在坡道剛結(jié)束、水平滾動(dòng)剛開始的位置，這樣可以保證玻璃球的初始速度大致相同。每種材料的測(cè)試都應(yīng)該重復(fù)進(jìn)行三次，記錄數(shù)據(jù)（見表3），取平均值。

記錄完成后，各組接受教師的檢查并領(lǐng)取坡道材料和玻璃球?？梢赃x擇圖釘、膠帶、雙面膠等，將材料安裝在小球滑行軌道上。

5.開始測(cè)試（15分鐘）

在教室中心分配各組的實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)。注意提醒學(xué)生不要踩到玻璃球上而滑倒。

6.總結(jié)和展示（20分鐘）

在實(shí)驗(yàn)完成后，給每組至少5分鐘的時(shí)間，到講臺(tái)上分享實(shí)驗(yàn)結(jié)果。小組分享完成后，接受其他組的提問并作出回答。教師可以用以下問題進(jìn)行引導(dǎo)。

（1）在哪種材料上的滑行距離最遠(yuǎn)？最近？

（2）和預(yù)測(cè)一致嗎？如果不一致，哪些地方是最初沒有預(yù)見到的？

（3）是什么因素導(dǎo)致了不同材料產(chǎn)生大小不同的摩擦力？

（4）仔細(xì)觀察每一種材料的表面，嘗試總結(jié)影響摩擦力大小的因素。

7.拓展思考（10分鐘）

最后，教師可以引導(dǎo)學(xué)生拓展思考：如果我們的世界沒有摩擦力，會(huì)是什么樣子？之后，教師總結(jié)：“在我們的生活中，只要物體相互接觸，都會(huì)產(chǎn)生摩擦力。玻璃球停下來是因?yàn)槟Σ亮?，但是我們能夠向前走路，也是因?yàn)槟Σ亮??！碧貏e要指出的是，摩擦力和“阻止物體前進(jìn)的力”是兩個(gè)不同的概念。教師可以嘗試讓學(xué)生列舉哪些摩擦力將產(chǎn)生助力，哪些摩擦力會(huì)產(chǎn)生阻力。

（責(zé)任編輯 張慧籽）