陳學(xué)軍

（湖南工業(yè)大學(xué)理學(xué)院 湖南 株洲 412007）

黃國(guó)雄

（株洲市第二中學(xué) 湖南 株洲 412007）

畢 鋒

（邵陽(yáng)縣巖口鋪鎮(zhèn)初級(jí)中學(xué) 湖南 邵陽(yáng) 422106）

何 軍

（湖南工業(yè)大學(xué)理學(xué)院 湖南 株洲 412007）

1 設(shè)計(jì)思想

物理起于生活，于生活中學(xué)習(xí)物理，方能認(rèn)識(shí)自我、認(rèn)知外界.靜摩擦力在高中物理課程中作為力學(xué)部分的重要內(nèi)容，對(duì)部分學(xué)生也屬于難點(diǎn)內(nèi)容，尤其是靜摩擦力何時(shí)存在、其大小和方向等問(wèn)題確實(shí)較難掌握.本節(jié)課通過(guò)一系列常見(jiàn)的生活現(xiàn)象讓學(xué)生體會(huì)靜摩擦力的存在、產(chǎn)生與應(yīng)用，消除學(xué)生“物理知識(shí)與生活脫節(jié)”的原認(rèn)知，讓學(xué)生在靜摩擦力的認(rèn)知過(guò)程中培養(yǎng)物理思維與能力，感受真善美，樹(shù)立正確的人生觀、世界觀、價(jià)值觀［1～4］.

2 教材分析

“靜摩擦力”是高中物理必修1［人教版（2019年6月第1版）］第三章“摩擦力”一節(jié)的內(nèi)容，其編排在滑動(dòng)摩擦力之后，是對(duì)摩擦力知識(shí)的的重要延伸.該部分內(nèi)容以問(wèn)題驅(qū)動(dòng)——“推沙發(fā)”的實(shí)例引入，以二力平衡為紐帶，建立靜摩擦力的概念；最大靜摩擦力的內(nèi)容，教材以彈簧測(cè)力計(jì)、力傳感器的測(cè)量實(shí)驗(yàn)得出；“科學(xué)漫步”通過(guò)介紹流體阻力及影響因素，進(jìn)一步增長(zhǎng)學(xué)生見(jiàn)識(shí).

3 學(xué)情分析

（1）認(rèn)知層面

學(xué)生對(duì)滑動(dòng)摩擦力有一定理解，但相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向和運(yùn)動(dòng)方向混淆不清；何為靜摩擦力、靜摩擦力什么情況下存在，何為相對(duì)靜止、相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)是什么，均處于迷茫狀態(tài).

（2）知識(shí)與能力層面

較系統(tǒng)地學(xué)習(xí)過(guò)力的知識(shí)，包括畫(huà)力的示意圖、二力平衡等，學(xué)習(xí)了滑動(dòng)摩擦力，為此有一定的知識(shí)儲(chǔ)備；具備一定的現(xiàn)象觀察和分析能力、歸納總結(jié)能力，有一定的抽象思維和動(dòng)手能力，對(duì)未知的事物有較強(qiáng)的探究欲望.

4 教學(xué)目標(biāo)

（1）物理觀念

知道靜摩擦力的概念及產(chǎn)生條件；知道最大靜摩擦力.

（2）科學(xué)思維與探究能力

能對(duì)生活實(shí)例進(jìn)行分析，判斷摩擦力種類；會(huì)用二力平衡計(jì)算靜摩擦力、能利用相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)判斷其方向；會(huì)通過(guò)小組合作利用彈簧測(cè)力計(jì)或力傳感器探究靜摩擦力大小變化問(wèn)題，了解最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力的區(qū)別.通過(guò)探究過(guò)程讓學(xué)生意識(shí)到真理的探究需要多方面能力的配合，缺一不可.

（3）科學(xué)態(tài)度與責(zé)任

讓學(xué)生在除知識(shí)、能力以外還獲得真善美的成長(zhǎng)，正確樹(shù)立三觀.

鼓勵(lì)學(xué)生樂(lè)于觀察，去發(fā)現(xiàn)“美”：真理之美、德行之美；鼓勵(lì)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐，讓其在勞動(dòng)中體悟人生哲理，認(rèn)識(shí)自我、感知外界；鼓勵(lì)學(xué)生勤加思考，能在觀察、實(shí)踐之中發(fā)展思維，培養(yǎng)合作精神，鍛煉不屈意志，增強(qiáng)民族認(rèn)同，辨證看待萬(wàn)物.

5 教學(xué)重難點(diǎn)

教學(xué)重點(diǎn)：靜摩擦力的產(chǎn)生條件、方向的判斷及大小的計(jì)算.

教學(xué)難點(diǎn)：對(duì)物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的理解及判斷.

6 教法與學(xué)法

教法：講授法，實(shí)驗(yàn)法，問(wèn)答法.

學(xué)法：觀察法，討論法，合作學(xué)習(xí)法.

7 教學(xué)用具

多媒體設(shè)備（視頻）、毛巾、彈簧測(cè)力計(jì)（砝碼）、木板滑塊、力傳感器（配套）、爬繩小猴、細(xì)繩與水桶.

8 教學(xué)流程

趣味生活，觀察思考→聯(lián)系舊知，形成概念→觀察體會(huì)，探究?jī)?nèi)因→合作交流，加強(qiáng)理解→回歸生活，學(xué)以致用.

9 教學(xué)過(guò)程

9.1 趣味生活 觀察思考

觀看視頻1：點(diǎn)鈔人員花式點(diǎn)鈔，如圖1所示.

圖1 點(diǎn)鈔人員花式點(diǎn)鈔

【問(wèn)題驅(qū)動(dòng)】

師：他們的技術(shù)精湛嗎？精湛的背后你認(rèn)為潛藏著什么？

生：精湛；是日復(fù)一日，不畏艱難、始終如一的練習(xí).（堅(jiān)持和汗水）

師：思考點(diǎn)鈔借助了什么力？手指相對(duì)紙鈔動(dòng)了沒(méi)有？

生：點(diǎn)鈔人借助了手與紙幣表面間的摩擦力，二者間相對(duì)靜止.

觀看視頻2：物理老師手掰蘋(píng)果，如圖2所示.

圖2 手掰蘋(píng)果

師：老師掰蘋(píng)果時(shí)，手與蘋(píng)果間有沒(méi)有摩擦力？手掌相對(duì)蘋(píng)果表面動(dòng)了沒(méi)有？

生：有；手與蘋(píng)果表面相對(duì)靜止.

設(shè)計(jì)意圖：（1）激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)學(xué)生觀察與分析能力，發(fā)現(xiàn)“真理之美”.

（2）借點(diǎn)鈔人員苦練技術(shù)的事跡引發(fā)學(xué)生情感共鳴：不畏艱難、勇往直前.幫助學(xué)生樹(shù)立正確的人生觀.

9.2 聯(lián)系舊知 形成概念

教師展示滑動(dòng)摩擦力概念.

【問(wèn)題驅(qū)動(dòng)】

師：是不是摩擦力都發(fā)生在相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)物體之間？

生：手指與紙幣、手掌與蘋(píng)果表面間的摩擦力發(fā)生在相對(duì)靜止的兩個(gè)物體之間.

師：你能否給這種摩擦力起個(gè)貼切的名字？

生：靜摩擦力.

總結(jié)歸納：發(fā)生在相對(duì)靜止的兩個(gè)物體間的摩擦力叫靜摩擦力.

設(shè)計(jì)意圖：發(fā)揮學(xué)生主體作用，體驗(yàn)概念的形成過(guò)程；強(qiáng)化對(duì)靜摩擦力與動(dòng)摩擦力的理解.

9.3 觀察體會(huì) 探究?jī)?nèi)因

教師展示漫畫(huà)：引導(dǎo)學(xué)生思考靜摩擦力的產(chǎn)生條件.

圖3 漫畫(huà)展示

【問(wèn)題驅(qū)動(dòng)】

師：你能從物理的角度解釋阿衰摔倒的原因嗎？

學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生憑借感性認(rèn)識(shí)給出答案.如腳與地面間的摩擦力消失了，人重心不穩(wěn).

師：你認(rèn)為扔香蕉皮有哪些危害，假如你是阿衰，摔倒后你會(huì)怎么做？

學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生各抒己見(jiàn).如暗道一聲倒霉，隨意踢開(kāi)香蕉皮；拾起香蕉皮避免他人受傷害.

師：結(jié)合摔倒一事，分析靜摩擦力產(chǎn)生需要哪些條件？（引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)手推桌面或者腳蹭地面來(lái)感受靜摩擦力）

生甲：兩物體之間要有接觸且發(fā)生擠壓.

生乙：兩物體接觸面要粗糙且兩物體發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì).

學(xué)生通過(guò)分析能較全面了解踩香蕉皮摔倒的原因.

總結(jié)歸納：物體間相互接觸且擠壓；接觸面要粗糙；具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì).

設(shè)計(jì)意圖：漫畫(huà)極具宣傳與批判作用.通過(guò)將此知識(shí)點(diǎn)與漫畫(huà)結(jié)合，一方面可以加強(qiáng)學(xué)生對(duì)抽象知識(shí)的理解；另一方面強(qiáng)化社會(huì)公德教育，促進(jìn)學(xué)生核心價(jià)值觀的養(yǎng)成.

9.4 合作交流 加強(qiáng)理解

（1）靜摩擦力作用點(diǎn)

【問(wèn)題驅(qū)動(dòng)】

師：結(jié)合上述視頻與體驗(yàn)，你們認(rèn)為靜摩擦力的作用點(diǎn)在哪里？

生：在物體間的接觸面上.

設(shè)計(jì)意圖：進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生觀察、問(wèn)題分析能力.

（2）靜摩擦力的方向

演示：擰毛巾.

如圖4所示，讓學(xué)生擰毛巾，體會(huì)雙手在施力時(shí)，毛巾旋紋的形成過(guò)程.要求：左手保持不動(dòng)，右手施加力讓毛巾向右旋紋，但不發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng).

圖4 擰毛巾

【問(wèn)題驅(qū)動(dòng)】

師：右手端毛巾相對(duì)于左手端具有怎樣的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)？

生：向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì).

師：左手端毛巾向哪個(gè)方向旋轉(zhuǎn)？為什么？靜摩擦力方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向有什么關(guān)系？

生：向左，受到左手給的向左的靜摩擦力；靜摩擦力方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反.

師：通過(guò)剛才的實(shí)踐與分析，你如何看待勞動(dòng)一事？

生：勞動(dòng)不只是完成一件事那么簡(jiǎn)單，其背后更是潛藏著深刻的真理.

總結(jié)歸納：靜摩擦力總與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反.

設(shè)計(jì)意圖：“物理生活化”，一來(lái)借“擰毛巾”一事化抽象為直觀，二來(lái)強(qiáng)化學(xué)生勞動(dòng)意識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)看待勞動(dòng)，幫助學(xué)生樹(shù)立正確的勞動(dòng)價(jià)值觀.

【例題鞏固】試判斷如圖5所示靜止物體所受靜摩擦力的方向.

圖5 例題題圖

教師活動(dòng)：教師引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)用二力平衡、假設(shè)法來(lái)分析物體所受靜摩擦力方向.

設(shè)計(jì)意圖：加深理解，通過(guò)假設(shè)法強(qiáng)化學(xué)生科學(xué)思維與想象能力.

（3）靜摩擦力的大小

1）學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)

如圖6所示，學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，每3人一組，利用彈簧測(cè)力計(jì)，探究靜摩擦力大小隨拉力的變化.

圖6 學(xué)生實(shí)驗(yàn)

教師活動(dòng)：教師引導(dǎo)學(xué)生從靜摩擦力的產(chǎn)生和二力平衡去思考設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn).

2）教師演示實(shí)驗(yàn)

利用力傳感器演示.

教師活動(dòng)：教師借力傳感器演示所獲得的圖像（圖7）去激勵(lì)學(xué)生：人生很難，但咬咬牙也就挺過(guò)去了，一切都挺美好，所謂難關(guān)，不過(guò)如此.

圖7 教師演示實(shí)驗(yàn)

學(xué)生活動(dòng)：通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生更直觀地得出靜摩擦力隨拉力變化的規(guī)律，認(rèn)識(shí)到最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力的大小關(guān)系.

教師活動(dòng)：用力傳感器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)在哪里？先進(jìn)教學(xué)設(shè)備與科技發(fā)展的關(guān)系.

學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生開(kāi)拓思維，各抒己見(jiàn).

設(shè)計(jì)意圖：

①培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維、探究能力以及合作意識(shí)；借圖像引發(fā)學(xué)生對(duì)人生的思考.

②通過(guò)討論讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到科學(xué)技術(shù)對(duì)學(xué)習(xí)的重要性，更重要的是讓學(xué)生進(jìn)一步意識(shí)到教育也可促進(jìn)科技進(jìn)步.事物間是聯(lián)系和發(fā)展的，有利于學(xué)生樹(shù)立正確的世界觀.

9.5 回歸生活 學(xué)以致用

教師活動(dòng)：

（1）古人云“繩捆三道緊（圖8），賬算三遍穩(wěn)”.教師先講述內(nèi)涵及其深意，再鼓勵(lì)學(xué)生實(shí)踐分析.一來(lái)讓學(xué)生走出“靜摩擦力只能是阻力的誤區(qū)”，二來(lái)體會(huì)古人智慧的偉大.

圖8 繩捆三道緊

（2）教師一手提線一手拉動(dòng)繩的另一端，猴子竟然能自動(dòng)順著繩子往上爬，如圖9所示.

圖9 猴子爬繩

（3）鼓勵(lì)學(xué)生例舉生活中關(guān)于靜摩擦力的案例或者科技應(yīng)用.

學(xué)生活動(dòng)：動(dòng)手驗(yàn)證；解釋現(xiàn)象；例舉生活實(shí)例.

設(shè)計(jì)意圖：

（1）強(qiáng)化物理源自于生活的認(rèn)知，知曉靜摩擦力的利弊，培養(yǎng)學(xué)生辨證看待客觀事實(shí)的意識(shí).

（2）幫助學(xué)生增強(qiáng)民族認(rèn)同、文化自信.

10 板書(shū)設(shè)計(jì)

靜摩擦力板書(shū)設(shè)計(jì)如圖10所示.

圖10 靜摩擦力板書(shū)

11 教學(xué)反思

本節(jié)課以趣味視頻引入，在物理概念的形成過(guò)程中不斷融合生活情景，在學(xué)生已有認(rèn)知基礎(chǔ)、心理特征的前提下，讓學(xué)生體驗(yàn)靜摩擦力概念的形成，培養(yǎng)科學(xué)思維，要善于發(fā)現(xiàn)“美”；在靜摩擦力產(chǎn)生條件的學(xué)習(xí)中，融入漫畫(huà)；在探究靜摩擦力大小的問(wèn)題上，鼓勵(lì)學(xué)生積極開(kāi)展合作學(xué)習(xí)；利用“繩捆三道緊”與“猴子爬樹(shù)”增進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的運(yùn)用，對(duì)事物的辨證思考.本課試圖在各環(huán)節(jié)中適時(shí)融入思政影響，但對(duì)思政元素還缺乏更深入的挖掘，融入方式缺乏多樣性.