关于“摩擦力”教学的高端备课

田甜

摘 要 针对初中现行苏科版教材①中“摩擦力”一节内容编排存在的逻辑问题，遵從物理教学的逻辑规律和学生的认知规律，以教学流程图为导向，从高端备课的视角，对“摩擦力”一节内容的教学设计进行重构。

关键词 摩擦力 高端备课 教学逻辑 物理思想

中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2016.05.040

Abstract In view of the existing junior high Jiangsu Science version of teaching materials for "friction" section layout of the logical problem of and obey the teaching of physics logic rules and the students' cognitive rules， to teaching process oriented， from high-end preparation of the perspective of "friction" section teaching design meter for the reconstruction.

Key words friction； high end preparation； teaching logic； physical thought

长期以来，摩擦力作为物理学习中较难掌握的物理概念之一，一直是初中物理教学的困难课题，也是初中学生学习的重难点所在。鉴于此，本文立足高端备课的视野，探讨了关于摩擦力的高端备课，以期对这节课的教学改进有所裨益。

1 现行教材的逻辑问题

摩擦力是现行苏科版初中物理教材第八章“力”的第三节内容。本节在第一部分先给出了“滑动摩擦力”的概念，继而进行活动“探究影响滑动摩擦力大小的因素”；在第二部分探讨了“增大或减小摩擦的方法”，并通过活动“将滑动变为滚动”，总结结论；接着通过“读一读”介绍了“静摩擦”，最后通过“生活物理社会”介绍了减小摩擦对交通工具的影响。这种编排方式体现了教材突出重点、力求内容精简的思想，但是这种编排在本节内容的逻辑上存在一些缺陷。

本节内容在开篇引出摩擦力后，没有具体介绍摩擦力的概念，使学生不能对摩擦力有个清晰的认识，因此很难对生活中有关摩擦力的现象有更好的了解；也没有介绍摩擦力这种性质的力的方向，这是学生应该要掌握的知识点，但整节内容中都没有涉及；教材在第一部分只介绍了“滑动摩擦力”，而摩擦力并不仅有滑动摩擦力一种，教材忽视了在第一部分完整地介绍摩擦力的分类，完全没有提及静摩擦力和滚动摩擦力，这样不能给学生呈现一个完整的知识结构，很容易导致学生先入为主地认为摩擦力只有滑动摩擦力一种类型。

而教材在本节第二部分“增大或减小摩擦的方法”中，通过活动“将滑动变为滚动”，涉及到了滚动摩擦力，但是教材中并未对此进行任何的解释说明，仅将它作为减小滑动摩擦力的一种方法随意提及，完全不能引起学生对滚动摩擦力的认识。

接下来，教材又在此部分之后的“读一读”栏目中介绍了“静摩擦力”，这样会使学生对摩擦力的概念产生一种模糊的感觉，不能清楚地了解摩擦力究竟如何分类、分为几类，因而会感到逻辑混乱。最后，教材安排了“生活物理社会”栏目，此部分内容属于第二部分“增大或减小摩擦的方法”，但是在此之间又加入了关于“静摩擦力”的介绍，导致逻辑问题更加严重。

针对以上提出的种种逻辑问题，结合本节内容的知识特点，从物理教学的逻辑规律和学生的认知规律着手，以教学流程图为导向，从高端备课的视角，对摩擦力一节内容进行重构。

2彰显教学逻辑的高端备课

鉴于对以上问题的分析与思考，结合初中物理新课标的要求，针对本节内容的教学特点，首先，将摩擦力一节的主题内容分为三个部分，分别是摩擦力概念的建立、影响滑动摩擦力大小的因素的探究、摩擦力的应用与防止，进而对本节内容进行高端备课的探索。

2.1 导入课题

导入课题时，教师要想方设法激发学生的兴趣，驱动学生学习的问题情境。这就要求设计的问题情境能够联系学生的生活，能激发学生的兴趣，而且结果是未知的、有相应的教育价值，并且在学生、学校能实施的范围之内。就这节课而言，教师可以设计一个拉绳比赛游戏。把一条绳子分为红端和蓝端，给红端部分涂抹油类物质使其光滑，让力气较大的同学拉红端，而力气较小的同学则拉蓝端，使同学们观看比赛结果后，由结果生成问题：为什么力气大的同学拉不过力气小的同学？引导学生讨论并激活学生的相关生活经验，同时引导学生对问题用物理语言正确表述，激活学生已有的知识。

2.2 摩擦力概念的教学

2.2.1 摩擦力概念的建立

根据导入部分，可以顺利地引入摩擦力这一课题，此时，通过一个小实验帮学生们感受摩擦力的存在。让学生们把手掌压在桌面上，先用较小的力向上推但仍保持静止，再用较大的力向上推使手滑动，让他们感受桌面对手掌的阻碍作用，理解摩擦力的作用效果是阻碍相接触物体间的相对运动，初步体会摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反。同时，给出摩擦力的概念：摩擦力是指两个互相接触的物体，当它们做相对运动或有相对运动趋势时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力。在详细分析完概念后，让学生们自己举出生活中存在摩擦力现象的例子，帮助他们初步理解摩擦力的概念、作用效果、方向等。

2.2.2 摩擦力的分类

通过刚才手掌在桌面的运动实验，可以首先引出静摩擦力和滑动摩擦力的概念，再通过将滑动变为滚动，引出滚动摩擦力的概念。静摩擦力是两个相对静止的物体间产生的摩擦力。关于静摩擦力的介绍，可以直接将教材中“读一读”栏目的内容引入，让学生对静摩擦力有一个初步的认识。滑动摩擦力是一个物体在另一个物体表面上滑动时，会受到阻碍它运动的力。这部分可以让学生通过在桌面上拉动笔袋、推动书本等小实验再次感受滑动摩擦力的存在。那么，如果一个物体在另一个物体表面上滚动时，也会受到阻碍它运动的力，这种摩擦力就叫做滚动摩擦力。例如足球在地上滚动时就会受到地面给它的滚动摩擦力，人穿溜冰鞋可以快速滑行，此时的摩擦力也属于滚动摩擦，学生还能初步认识到滚动摩擦力较小。

了解完摩擦力的分类后，要告诉学生本节课主要学习的是滑動摩擦力，本节课的一大重点就是要探究影响滑动摩擦力大小的因素有哪些。

2.3 影响滑动摩擦力大小的因素

引入这个课题后，首先请学生们根据自己的经验，进行大胆地猜想，如接触面的粗糙程度、物体对接触面的压力大小、接触面积的大小等可能会影响滑动摩擦力的大小。接下来，通过一起思考教材中提出的问题，能够解决具体实验的操作问题和具体实验方法（控制变量法）的确定。由于二力平衡的知识还没有学习，因此，教材中给出“信息快递”小栏目，告知学生实验中如何测出滑动摩擦力的大小。接下来，进行分组实验探究来收集证据。

（1）接触面的粗糙程度对滑动摩擦力大小的影响。用弹簧测力计在长木板上匀速拉动小木块，使小木块在木板上匀速滑动，记录弹簧测力计示数稳定后的读数；在长木板上分别平铺固定好棉布、毛巾、玻璃板，分别按照相同的方法测定弹簧测力计的读数；比较小木块在不同物体表面所受摩擦力的大小关系，得出滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系，数据表明：接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。

（2）物体对接触面的压力大小对滑动摩擦力大小的影响。用弹簧测力计在水平桌面上匀速拉动小木块，使小木块匀速滑动，记录弹簧测力计示数稳定后的读数；在小木块上增加砝码后，再用同样的方法进行实验并记录读数。比较木块有无砝码时所受的摩擦力大小，得出滑动摩擦力大小与物体对接触面压力大小的关系，数据表明：接触面上的压力越大，滑动摩擦力越大。

（3）接触面积的大小对滑动摩擦力大小的影响。用同一长方体木块的不同侧面分别接触同一水平桌面，并分别用弹簧测力计将其匀速拉动，使其在水平桌面上匀速滑动，分别记录弹簧测力计示数稳定后的读数，并比较木块的不同侧面在同一桌面滑动时受到的摩擦力大小关系，得出滑动摩擦力大小与接触面积的大小关系，数据表明：接触面积的大小对滑动摩擦力没有影响。这一结果与多数学生的直觉经验相违背，由此，可以适度地帮学生进行理论分析。实验中，我们用同一木块的三个大小不同的侧面接触桌面，当接触面积大时，单位面积上承受的压力就比较小；当接触面积小时，单位面积上承受的压力就比较大，因此，这里结合了接触面积的大小对滑动摩擦力无影响、滑动摩擦力大小与压力有关这两个因素来考虑，这两个因素一增一减，可以相互抵消，使摩擦力大小保持不变。也就是说，滑动摩擦力大小与接触面积无关是在压力不变的条件下成立的。

可见，学生通过观察、实验等过程，对学习内容的认识仍然是感性的，而通过理论分析了解事物的本质后，认识才能理性并抽象。本实验现象与学生的经验不一致，从而引发学生的认知冲突，体现了科学实验在检验真理时的重要性，再结合理论分析，帮助学生更好地认识摩擦力的本质。

3对教学的启示

高端备课与一般的备课不同，它是在讲求教学逻辑的同时，把重点放在学生思维的培养上，力求在学生可以理解的基础上，对物理概念规律有更加全面的认识。通过本节的高端备课，可以得到以下启示。

3.1 重视实验出真知的原则

学生学习的过程一般是建立在已有的生活经验的基础上，再通过观察、实验等过程，对学习内容产生更具体的认识，而实验的结论并非总是与学生的生活经验吻合，这就需要教师在学生的认知出现冲突时，帮助学生去了解事物的本质，本文通过探究实验，使学生经历了科学探究的过程，并在实验中引发了学生的认知冲突，从而引起学生的思考，又经过理论分析，最终使学生对“影响滑动摩擦力大小的因素”实验的理解更加透彻，充分体现了实验出真知的原则。

3.2 展现科学的教学逻辑

教师在物理教学中不仅要教会学生物理知识、物理方法，更要向学生呈现物理教学的整个逻辑，让学生对物理学习过程有个清晰的认识。本文关于“摩擦力”一节内容的高端备课主要是由摩擦力概念的建立、影响滑动摩擦力大小的因素的探究、摩擦力的应用与防止等三个教学环节构成。每个教学环节内部也都是按照一定的逻辑顺序展开，这样才使整个高端备课的脉络清晰，环环相扣，从而达到循序渐进地促进学生的认知发展的目的。

注释

① 刘炳昇，李容.物理（八年级下册）[M].南京：江苏凤凰科学技术出版社，2013：1-2.

参考文献

[1] 邢红军.初中物理高端备课[M].中国科学技术出版社，2014：9.

[2] 刘锐，邢红军，郑珊.功的原理：一节初中物理规律课的高端备课[J].中学物理教学参考，2014：22-23.

[3] 邢红军，石尧，李静.“平抛运动”教学的高端备课[J].物理教师，2014.35：20.