高中物理《摩擦力》教学的设计思考

刘洪鑫

高中物理人教版《摩擦力》一节，内容丰富，知识纷杂，常使老师感到不堪重负，学生听完也是一头雾水。笔者根据二十年的从教经验，试从多个角度分析这节课的知识建构，提出教学建议。

教材分析

本节课包括三部分内容：摩擦力的定义、影响摩擦力大小的因素、增减摩擦的方法。

教材首先通过一些事例，使学生认识摩擦力的存在，并在此基础上说明摩擦力是阻碍物体相对运动的，随后研究摩擦力的大小跟哪些因素有关。为了使问题简单化程序化，教材中先提出静摩擦，再学滑动摩擦。教材对滚动摩擦也没有单独讲述，而是作为减小摩擦的方法来介绍的。教材中没有指明摩擦力产生的原因，学生有所了解即可，不必引申。摩擦在生活和生产中都有重要的意义，教材最后在“科学漫步”里介绍了流体阻力的，开阔学生的视野。

虽然教学的重点在于应用摩擦知识解释实际现象，学会根据不同条件选择增大或减小摩擦的方法，但这些应用都基于对影响摩擦力大小因素的理解，因此应充分重视研究影响摩擦力大小因素的实验。

学情分析

学生在初中已经接触过摩擦力的基础知识，知道生活中若干摩擦的实例，高中阶段应该从定性走向定量，但梯度不易太大。高一学生已具备了初步观察实验、分析实验的能力，学习控制变量法更是能帮助他们在探究科学的路上更进一步，在设计实验以及具体操作时，只需稍加引导即可。

摩擦力在具体问题中表现出“动中有静，静中有动”，尤其静摩擦力在许多情形下似乎又是“若有若无”，使得学生在学习过程中难以理解。因此教师要高度重视，在生活经验和课堂实验的双重引导下，让学生真正理解并掌握摩擦力的规律。

根据内容，《摩擦力》应分为三个课时进行，第一课时以静摩擦力为主，类比出滑动摩擦力的规律，内容涉及应该比较浅显，以学生的感性认知为第一出发点。

教学目标

1.通过常见实例和实验，认识摩擦力。

2.知道摩擦力的大小与什么因素有关。

3.知道增减摩擦力的方法。

4.能设计和完成实验，科学探究影响摩擦力大小的因素。

5.能灵活运用物理学研究方法（如控制变量法）。

教学重点

1.摩擦的条件、方向、大小规律。

2.应用控制变量法设计实验对猜想进行验证。

教学难点

1.对“相对运动、相对运动趋势”的理解。

2.形成假说“摩擦力大小可能与什么因素有关”的过程。

3.摩擦力方向判断。

设计思路

我用一个故事引入，模拟大力士史蒂夫拉住大船的场景，创设了轻松愉悦的教学氛围，并使学生对摩擦力的大小相关因素有了初步的认识。教师不介绍原理，只需要学生惊诧于摩擦力的巨大就可以。当学生对影响摩擦力大小的因素做出猜想的时候，自然而然地就会想起刚才亲眼所见的情景，得出合理的猜想，教学环节前后呼应。

初中课本对摩擦力的定义是不完善的。我让学生先回顾初中对摩擦力的定义，考虑其中比较模糊的字、词、句，以便有针对性地学习。在概念的建立中和初中学过的知识相对比，怎么样说才能更精简缜密，并将思维延伸到了大学。不过本节课的主题是探究影响摩擦力的因素以及摩擦力的方向，为了突显主题，摩擦力定义就不能占用较大篇幅。

我为学生提供了许多生活中的器材，让他们充分感受摩擦力，使课堂生活化趣味化，既培养了学生创新思维和实践能力，又激发了学生探究科学知识的兴趣。要求学生做筷子提米的小实验，体会静摩擦力产生的条件、增大静摩擦力的方法、静摩擦力的方向，目的是根据实验强化静摩擦力的产生条件，并为研究摩擦力的大小做准备。学生多次体验手摩擦桌面，把手压在桌面，向各个不同方向推（但手仍不动），感觉静摩擦力的方向和大小。

完整而深刻地学习了静摩擦力之后，关于滑动摩擦力的条件、方向，我用类比法引领學生知识迁移，静摩擦力和滑动摩擦力两相对照。关于滑动摩擦力的大小，我让甲乙两个学生蹲下互相拉发现拉不动，说明摩擦力比较大，给乙同学脚下垫上一张纸，这个学生被拉动了。然后让一个较重的男生丙替换乙同学且脚下垫纸，还是甲同学来拉，结果拉不动，让学生体会到摩擦面粗糙情况和压力均与滑动摩擦力大小有关。但本节课只让学生体会和感悟滑动摩擦力大小，不给定量结论，把探究任务教给学生，要求学生独立设计实验，而后在进行小组内论证优化，择优选出最佳方案进行探究，这样既节省了课堂时间，又锻炼了学生的实验、交流、合作能力。

最后开放性的探究问题（水上覆杯、硬币压纸币）把学生的探究学习由课堂引入课下，进一步培育学生的学科素养。生活中一些司空见惯的景象，很多都能够用物理知识去解释，所以物理学科本身就是一种从实践中来、到实践中去的严密的科学，与生活生产紧密相关。

学科素养

1.物理观念：摩擦力是物体相互作用的具体体现，较好地体现了物质观念、运动观念、相互作用观念、能量观念，学生可以用摩擦力知识解释不少自然现象和解决实际问题。

2.科学思维：“摩擦力”这节课完整地包括了模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新等要素，从物理学视角探究客观事物的本质属性、内在规律及相互关系。

3.实验探究：在学习摩擦力的过程中，学生完整经历了问题、证据、解释、交流等环节，学生的实验探究意识得到满足，还激发了设计实验方案和获取证据的热情，在实验过程中，其合作与交流的意愿与能力也得到了训练和提高。

4.科学态度与责任：通过摩擦力的学习，学生能正确认识科学的本质，具有学习和研究物理的好奇心与求知欲，能主动与他人合作，能基于证据和逻辑发表自己的见解，实事求是，不迷信权威，增强保护环境、节约资源、促进可持续发展的责任感。