摘 要：以情境驅(qū)動為線索，以基于課程標(biāo)準(zhǔn)的教學(xué)理念為指導(dǎo)，設(shè)計了高中物理“摩擦力”一節(jié)源于課程標(biāo)準(zhǔn)的教學(xué)目標(biāo)、評價活動、教與學(xué)的活動.利用牙刷、橡皮頭等物品重點設(shè)計了一系列物理情境，突破教學(xué)難點.

關(guān)鍵詞：情境驅(qū)動；課程標(biāo)準(zhǔn)；摩擦力；教學(xué)設(shè)計

作者簡介：高岱亮（1991-），男，山東淄博人，研究生學(xué)歷，中教初級，主要研究方向為物理課程與教學(xué).

1 設(shè)計思想

情境教學(xué)是指在教學(xué)過程中，教師有目的地創(chuàng)設(shè)具有一定情緒色彩、以形象為主體的場景，引起學(xué)生一定的態(tài)度體驗，促使學(xué)生心理機(jī)能得到發(fā)展的教學(xué)方法.因此在物理教學(xué)中，情境創(chuàng)設(shè)顯得尤為重要.以情境創(chuàng)設(shè)驅(qū)動物理課堂，能促進(jìn)教師在教學(xué)過程中生成問題，幫助學(xué)生理解物理概念.對教師的教和學(xué)生的學(xué)具有指導(dǎo)性意義.

摩擦力是高中力學(xué)教材中的重點內(nèi)容之一，與生活聯(lián)系緊密，摩擦現(xiàn)象在我們?nèi)粘Ｉ钪刑幪庴w現(xiàn).因此教師在備本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計時，可以將靜摩擦、滑動摩擦的生活情境和實驗情境滲透到教學(xué)活動中，層層引導(dǎo)，既能拉近學(xué)生與物理的距離，又能促進(jìn)學(xué)生對“摩擦力”現(xiàn)象及本質(zhì)的理解，彰顯了《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)（實驗）》中“體現(xiàn)課程的時代性、基礎(chǔ)性和選擇性”的課程理念.

2 教學(xué)任務(wù)分析

“摩擦力”是高中物理力學(xué)部分中常見的力之一，在學(xué)習(xí)的過程中，既可以和之前學(xué)習(xí)過的“重力”、“彈力”相對比，加深學(xué)生對力的認(rèn)識；又為后面解決“牛頓運(yùn)動定律”、“動能定理”以及“摩擦力做功與產(chǎn)生熱能的關(guān)系”等問題打下知識基礎(chǔ).

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（實驗）》對該內(nèi)容的相關(guān)要求是“通過實驗認(rèn)識滑動摩擦、靜摩擦的規(guī)律，能用動摩擦因數(shù)計算摩擦力”.其中，“認(rèn)識”、“能用”是知識與技能維度的要求，“通過實驗”是過程性要求[1].

本節(jié)是人教版高中《物理·必修1》第3章第3節(jié)的內(nèi)容，教材首先從小孩推箱子出發(fā)引出靜摩擦力的產(chǎn)生條件，然后通過一個演示實驗引出靜摩擦力大小的確定，最后重點闡釋了滑動摩擦力及其大小的計算.綜上所述，摩擦力的產(chǎn)生條件和滑動摩擦力大小的計算是本節(jié)課的教學(xué)重點.

3 學(xué)情分析

學(xué)生在初中已經(jīng)初步學(xué)習(xí)過摩擦力，知道了靜摩擦和滑動摩擦的概念，為本節(jié)課的學(xué)習(xí)奠定了良好的知識基礎(chǔ).但對于摩擦力的方向，尤其是靜摩擦力的方向認(rèn)識還不夠全面，不能夠在復(fù)雜的物理情境中分析出摩擦力的方向，從而形成教學(xué)難點.

4 教學(xué)目標(biāo)

知識與技能

（1）了解靜摩擦力、滑動摩擦力的概念和產(chǎn)生條件.

（2）會判斷靜摩擦力和滑動摩擦力的方向.

（3）會用二力平衡判斷靜摩擦力的大小.

（4）會應(yīng)用公式f=μFN計算滑動摩擦力的大小.

過程與方法

在探究影響摩擦力因素的過程中，學(xué)習(xí)應(yīng)用歸納法、控制變量法.

情感態(tài)度與價值觀

知道生產(chǎn)生活中增大摩擦和減小摩擦的實例，有將物理知識應(yīng)用到生產(chǎn)生活中的意識.

5 評價活動設(shè)計

基于課程標(biāo)準(zhǔn)的教學(xué)設(shè)計要求評價活動設(shè)計優(yōu)先于教學(xué)活動設(shè)計，具體評價活動設(shè)計如下：

（1）通過教學(xué)事件1-3，作業(yè)題1檢測教學(xué)目標(biāo)（1）的達(dá)成.

（2）通過教學(xué)事件4，課堂練習(xí)1檢測教學(xué)目標(biāo)（2）的達(dá)成.

（3）通過教學(xué)事件5，課堂練習(xí)2，作業(yè)題2檢測教學(xué)目標(biāo)（3）的達(dá)成.

（4）通過教學(xué)事件6，課堂練習(xí)2，作業(yè)題3檢測教學(xué)目標(biāo)（4）的達(dá)成.

（5）通過教學(xué)事件3、6檢測教學(xué)目標(biāo)（5）的達(dá)成.

（6）通過教學(xué)事件7檢測教學(xué)目標(biāo)（6）的達(dá)成.

6 教與學(xué)活動設(shè)計[2]

6.1 創(chuàng)設(shè)生活情境，初步形成摩擦力的概念

教學(xué)事件1 從實驗情境出發(fā)，認(rèn)識摩擦現(xiàn)象

實驗1：教師演示“氣球提水杯”實驗，讓學(xué)生認(rèn)識摩擦現(xiàn)象.

實驗器材：氣球、塑料水杯.

準(zhǔn)備好氣球和空水杯，將氣球放到水杯中吹起來，慢慢地提起氣球，水杯也隨氣球提了起來.

教學(xué)設(shè)計說明 利用“氣球提水杯”小實驗，創(chuàng)設(shè)引發(fā)學(xué)生認(rèn)知的物理情境，直接引入本節(jié)課題.

教學(xué)事件2 布置“雙手滑動”體驗活動，形成摩擦力概念

根據(jù)生活中的一個常見現(xiàn)象布置思考與體驗活動：雙手用力有相對運(yùn)動的趨勢（想滑動但未滑動）和雙手相互滑動，如圖1所示，并提出思考問題.

問題1：在這兩種情況下，手分別受到了什么力？

形成概念：

（1）左手相對于右手有滑動趨勢，而沒有相對滑動，這時的摩擦力叫做靜摩擦力.

（2）左手在右手的表面上發(fā)生相對滑動，此時會受到阻礙左手滑動的力，這個力叫做滑動摩擦力.

教學(xué)設(shè)計說明 物理課程標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)“課程的時代性”，學(xué)生親身體驗手受到的靜摩擦力和滑動摩擦力，形成概念，既能拉近學(xué)生與物理的距離，又能對摩擦力概念進(jìn)行意義建構(gòu).

6.2 利用情境驅(qū)動問題，探究摩擦力的產(chǎn)生條件、方向與大小

教學(xué)事件3 利用“黑板擦擦黑板”生活情境，探究摩擦力產(chǎn)生的條件

利用“黑板擦”創(chuàng)設(shè)以下三個活動情境進(jìn)行演示，依次提出問題串，并適當(dāng)點撥.

情境A：手按黑板擦擦黑板.

情境B：讓黑板擦在黑板面上自由下落.

情境C：板擦放于水平木板上，將木板一端抬高板擦靜止，再繼續(xù)抬高板擦下滑.

問題2：上述情境中哪種情況下受到了摩擦力？

問題3：如果接觸面非常光滑會有摩擦力嗎？

問題4：通過上面的三個探究活動，思考摩擦力產(chǎn)生的條件有哪些？

總結(jié)條件：1.兩個物體相互接觸；2.要有壓力；3.要有相對運(yùn)動或相對運(yùn)動的趨勢；4.接觸面要粗糙.

教學(xué)設(shè)計說明 利用“黑板擦擦黑板”情境驅(qū)動課堂，學(xué)生能初步形成摩擦力產(chǎn)生的條件，教師再通過一系列問題對摩擦力產(chǎn)生的條件進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)，深化對摩擦力產(chǎn)生條件的理解，突出本節(jié)課的重點.

教學(xué)事件4 巧用“牙刷”、“橡皮頭”的生活情境，探究摩擦力的方向.

實驗2：學(xué)生分組利用牙刷、橡皮，探究摩擦力的方向（圖2）.

實驗器材：牙刷、帶有橡皮頭的鉛筆.

利用“牙刷”、“橡皮頭”創(chuàng)設(shè)情境引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行合作探究，提出導(dǎo)入的問題.

情境D：我們每天早晚都要刷牙，是否注意到刷毛彎曲的方向？

情境E：用鉛筆上的橡皮時，是否注意到橡皮頭彎曲的方向呢？

問題5：刷毛、橡皮頭受到的摩擦力方向與運(yùn)動的方向有什么關(guān)系？

得出結(jié)論：靜摩擦力和滑動摩擦力的方向總是沿著接觸面，靜摩擦力的方向與其相對運(yùn)動趨勢方向相反；滑動摩擦力的方向與其相對運(yùn)動的方向相反.

教學(xué)設(shè)計說明 利用“牙刷” 和“橡皮頭”進(jìn)行情境驅(qū)動，學(xué)生能直觀地理解靜摩擦力和滑動摩擦力的方向，突破教學(xué)難點.

教學(xué)事件5 生活情境和實驗情境的綜合運(yùn)用，探究靜摩擦力的大小.

創(chuàng)設(shè)情境，讓學(xué)生定性感知靜摩擦力的“巨大存在”，然后進(jìn)行Dislab演示實驗，定量分析靜摩擦力的大小.

情境F：找兩位最有力的男生上臺將教師課前準(zhǔn)備好的一頁一頁交叉迭放的兩本物理課本分開.如圖3所示.

實驗3：運(yùn)用Dislab實驗探究靜摩擦力的大小

實驗器材：Dislab拉力傳感器、數(shù)據(jù)線、計算機(jī)通用軟件、木塊、木板、鐵塊.

演示實驗：用Dislab拉力傳感器拉放于木板上的木塊（如圖4），拉力不斷增加直至拉動.觀察計算機(jī)屏幕顯示的拉力變化圖線（如圖5）.

圖線分析：拉力不斷增大，且增大到一定值時由靜摩擦變?yōu)榛瑒幽Σ?，示?shù)減小.

得出結(jié)論：由于木塊靜止，通過二力平衡可知，靜摩擦力的大小與拉力的大小相等.

教學(xué)設(shè)計說明 彈簧測力計的示數(shù)是實時顯示的，過程顯示時間短.Dislab拉力傳感器能“保存”過程中拉力的變化，形象直觀的情境能使學(xué)生直觀地理解靜摩擦力的大小.

教學(xué)事件6 利用實驗情境，合作探究滑動摩擦力的大小

實驗4：學(xué)生分組利用器材探究滑動摩擦力的大小

實驗器材：木板、木塊、不同質(zhì)量的砝碼、彈簧測力計、毛巾、砂紙、泡沫板、鐵架臺.

利用提出的問題串，指導(dǎo)學(xué)生通過給定的實驗器材進(jìn)行分組合作探究滑動摩擦力的大小.

問題6：初中已經(jīng)學(xué)習(xí)過滑動摩擦力，大家回憶一下，滑動摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)？

問題7：滑動摩擦力的大小與“壓力”和“接觸面的粗糙程度”有什么定量關(guān)系？

問題8：如果一個量與多個因素有關(guān)，要研究該物理量與某一個因素的關(guān)系，應(yīng)該用怎樣的方法？根據(jù)什么原理，進(jìn)行怎樣的操作才能使彈簧測力計顯示的是滑動摩擦力的大?。?/p>

學(xué)生利用給定的實驗器材，對教師提出的上述問題分組設(shè)計實驗方案，進(jìn)行合作探究，小組設(shè)計并完成實驗記錄表格（表1），對實驗結(jié)果歸納總結(jié)，得出結(jié)論.

教師總結(jié)歸納學(xué)生在探究活動中得出的實驗結(jié)論.得出滑動摩擦力大小的計算公式：f=μFN，并解釋說明物理量的含義.并且深挖該實驗中體現(xiàn)的“控制變量”的物理實驗方法.

教學(xué)設(shè)計說明 利用問題情境驅(qū)動，引出要進(jìn)行探究的問題.學(xué)生通過給定的實驗器材，運(yùn)用控制變量法設(shè)計實驗，得出結(jié)論，促進(jìn)了對滑動摩擦力大小的認(rèn)識，突出教學(xué)重點.

6.3 情境運(yùn)用，深化對摩擦力的理解

教學(xué)事件7 通過生活情境，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識解決實際問題.

情境G：油罐車在行走的過程中，車后為什么會有一條鐵鏈拖地？

情境H：我們穿的鞋子，鞋底為什么有很多花紋？

情境I：圖片——摩擦力產(chǎn)生的美

問題9：如何增強(qiáng)生活中的有益摩擦和減小有害摩擦？

教學(xué)設(shè)計說明 通過常見的生活情境，幫助學(xué)生了解如何增強(qiáng)生活中常見的有益摩擦和減小有害摩擦，突出了課程內(nèi)容的時代性、基礎(chǔ)性.

6.4 課堂練習(xí)——應(yīng)用知識解決實際問題，加深對知識的理解

練習(xí)1：關(guān)于靜摩擦的說法，下列正確的是

A.靜摩擦的方向總是與物體的相對運(yùn)動方向相反.

B.靜摩擦的方向總是與物體的相對運(yùn)動趨勢方向相反.

C.兩個相對靜止的物體之間一定有靜摩擦力的作用.

D.受靜摩擦力作用的物體一定是靜止的.

練習(xí)2：一個100N的物體放在水平地面上，至少要用35N的水平推力，才能使它從原地開始運(yùn)動.木箱從原地移動以后，用30N的水平推力，就可以使木箱繼續(xù)做勻速運(yùn)動.由此可知：木箱與地板間的最大靜摩擦力Fmax=；木箱所受到的滑動摩擦力f=.木箱與地板間的動摩擦因數(shù)μ=.如果用20N的水平推力推木箱，木箱所受的摩擦力是.

教學(xué)設(shè)計說明 該組課堂練習(xí)，包含了本節(jié)課的重點內(nèi)容，可以檢測學(xué)生對于靜摩擦力方向的判斷、最大靜摩擦力的判斷以及滑動摩擦力大小的計算等知識點掌握的情況，通過練習(xí)能進(jìn)一步鞏固本節(jié)課的重點知識.

6.5 課堂小結(jié)，深化提高

引導(dǎo)學(xué)生對這節(jié)課所學(xué)習(xí)的摩擦力產(chǎn)生的條件、方向的判斷、大小的計算以及實驗設(shè)計中控制變量法的使用等方面進(jìn)行系統(tǒng)回顧總結(jié).

教學(xué)設(shè)計說明 在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生回顧三維教學(xué)目標(biāo)對本節(jié)課所學(xué)習(xí)的內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)，既是對本節(jié)課內(nèi)容的深化，又能保持課程標(biāo)準(zhǔn)與教學(xué)的一致性.

6.6 布置作業(yè)，復(fù)習(xí)鞏固

作業(yè)題1：關(guān)于產(chǎn)生摩擦力的條件，下列說法正確的是.

A.相互壓緊的粗糙物體之間總有摩擦力存在

B.相對運(yùn)動的物體間一定有滑動摩擦力存在

C.只有相互擠壓和有相對運(yùn)動或相對運(yùn)動趨勢的粗糙物體之間才有摩擦力的作用

D.只有相互擠壓和發(fā)生相對運(yùn)動的物體之間才有摩擦力的作用

作業(yè)題2：如圖6所示，一木塊放在水平桌面上，在水平方向共受到3個力的作用，木塊處于靜止?fàn)顟B(tài).其中F1=10N，F(xiàn)2=2N.若撤去力F1，求木塊在水平方向受到的摩擦力的大小和方向.

作業(yè)題3：手壓著桌面向前移動，會明顯地感覺到有阻力阻礙手的移動，手對桌面的壓力越大，阻力越大，試一試，并說明道理.

教學(xué)設(shè)計說明 作業(yè)內(nèi)容要求做到對本節(jié)課所學(xué)的知識進(jìn)行理解與深化.前兩道作業(yè)題是關(guān)于本節(jié)課重點知識的應(yīng)用.第3道題是體驗性作業(yè)，既能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，又能通過體驗促進(jìn)學(xué)生對知識的理解.作業(yè)的設(shè)置起到了對摩擦力這一節(jié)復(fù)習(xí)與鞏固的作用.

7 教學(xué)反思

“摩擦力”一節(jié)的教學(xué)設(shè)計，以情境驅(qū)動為線索，以基于課程標(biāo)準(zhǔn)的教學(xué)為指導(dǎo)，設(shè)計了本節(jié)課的6條教學(xué)目標(biāo)，圍繞教學(xué)目標(biāo)設(shè)計了7個教學(xué)事件、11個教學(xué)活動.引導(dǎo)學(xué)生深入理解摩擦力概念的內(nèi)涵，讓學(xué)生體會到物理不是一門抽象的學(xué)科，而與生活聯(lián)系緊密相關(guān)[].利用黑板擦、牙刷、橡皮等常見物品創(chuàng)設(shè)情境，不僅有效地突破了教學(xué)難點，也能使學(xué)生體會到物理在生活中的存在，從而達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果.

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