“研究影响滑动摩擦力大小的因素”创新实验课说课赏析

谭冠毅 陆小燕

【摘要】本文以“研究影响滑动摩擦力大小的因素”创新实验课说课为例，阐述说课的过程，展示运用控制变量法设计实验探究影响滑动摩擦力大小的方法，以新型实验装置替代传统实验装置，使实验容易操作、现象明显，通过分析案例以期提升教师的说课能力。

【关键词】初中物理 滑动摩擦力 探究实验 控制变量法 说课赏析

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2020）02A-0080-03

在2019年南宁市中小学实验说课评选活动中，南宁市第三中学物理组陆小燕老师的“研究影响滑动摩擦力大小的因素”一课荣获一等奖。作为物理组的成员，笔者深入剖析陆老师的这节课，认为本节课的亮点在于实验装置的优化，学生使用创新实验装置进行实验探究，既掌握了控制变量法的研究方法，又能使实验现象更直观、实验数据更稳定，弥补了传统实验的不足;除此之外，陆老师的说课思路及设计也有不少值得我们学习的地方。下面，笔者结合陆老师说课的实践进行具体阐述。

一、说教材

（一）教材分析

“研究影响滑动摩擦力大小的因素”是人教版物理八年级下册第八章第3节《摩擦力》中的重要实验，这个实验是课标中规定的必做的测定性实验。做好实验对摩擦力的理解起到非常关键的作用。

（二）学情分析

1.知识层面：学生虽然对摩擦现象不陌生，甚至可以说有着丰富的感性认识，但他们不清楚滑动摩擦力大小与哪些因素有关。

2.能力层面：学生缺乏自主设计实验的能力。

（三）教学目标

1.知识目标

（1）知道如何测量滑动摩擦力、怎样研究影响滑动摩擦力大小的因素;

（2）通过实验探究了解控制变量法这种基本的实验研究方法。

2.能力目标

（1）在实验探究过程中，通过对现象的观察与思考，培养分析与归纳物理规律的能力;

（2）进一步了解利用“控制变量法”研究物理问题的基本思路和方法，培养设计实验的能力。

3.情感目标

（1）培养学习物理的兴趣和发现、探索问题的良好习惯;

（2）培养重视实践的精神，养成严谨的科学态度和敢于创新的品质。

（四）教学重难点

1.重点

（1）测量滑动摩擦力大小的方法;

（2）用控制变量法设计实验、进行实验并归纳实验结论。

2.难点

用控制变量法设计实验、进行实验并归纳实验结论。

【赏析】

说课要说明自己对教材的理解，能准确分析教材编写意图，确定学习内容的广度与深度，明确“教什么”，结合课标说出教材内容在章节乃至整本教材中的地位和意义。学生是学习的主体，说课要从学情分析入手，说学生的知识经验、技能态度、风格特点，才能精准定位教学目标，从知识、能力、情感三维目标上培养学生能力，提高学生的综合素质。该“实验教学目标”设计充分体现了说课者能很好地把握说课的核心要领，并能抓准本课教学的重难点、关键点。

二、说“实验改进及设计”

（一）实验改进的理念：让实验操作更容易、实验现象更直观、实验效果更明显

我们一般通过用弹簧测力计拉动木块，使得木块在毛巾或棉布上做匀速运动，进而测定滑动摩擦力，但是这样实验存在如下不足：第一，手动拉木块很难保证木块做匀速运动，导致弹簧测力计示数不稳定，读数困难，读数误差大;第二，拉动木块时，毛巾或者棉布容易起褶皱，导致木块不能平稳前进，不方便研究;第三，在研究滑动摩擦力是否与速度有关的实验中，很难控制两次匀速运动的速度大小是不相等的。

（二）实验装置的改进

把原来水平拉动的弹簧测力计改成竖直固定在支架上，用细线通过定滑轮连接到小木块上;把原来的毛巾、棉布换成質量几乎可以忽略不计的塑料纸、海绵片，用粘胶将其固定在木块底部，实验时就不会出现起褶皱的情况;传统实验需要我们拉动木块相对于地面做匀速运动，改进后，我们只需要把木块放在传送带上，让传送带转动就可以让小木块相对于传送带滑动产生滑动摩擦力，而又相对地面静止，满足二力平衡条件，当传送带转动时，弹簧测力计的示数很稳定。

【赏析】

教师针对传统实验装置中的问题进行了优化，利用传送带的转动就可以使木块相对传送带做匀速运动，在压力大小和接触面粗糙程度一定时，滑动摩擦力大小不变，所以弹簧测力计示数较稳定，容易读出相对准确的数值。关于拉动速度快慢是否影响滑动摩擦力的大小及如何解决毛巾（棉布）褶皱带来的问题，在新型实验装置中得以很好地解决，实验易操作，现象直观，效果明显。教师结合图像，从改进实验理念和改进实验装置两方面进行说课，有条理，生动形象，收获了不错的说课效果。

（三）实验设计

1.实验方法设计

运用控制变量法和二力平衡法。

2.实验内容设计

在实际教学中，引导学生对“滑动摩擦力与什么因素有关”进行猜想时，学生可能会说出压力大小、粗糙程度以外的影响因素，如速度大小、接触面积等，所以，我们还应该在原有实验的基础上至少增加2个实验。

实验1：探究滑动摩擦力大小与压力的关系

步骤一：如图3甲，把木块正放（有孔位的一面朝上）在传送带上，让传送带缓慢转动起来，读出弹簧测力计的示数F1;

步骤二：如图3乙，在木块上加1个钩码，让传送带以同一速度缓慢转动起来，并读出弹簧测力计的示数F2;

步骤三：如图3丙，在木块上加2个钩码，让传送带再次以同一速度缓慢转动起来，并读出弹簧测力计的示数F3。

利用新装置后，实验时弹簧测力计的示数很稳定。从甲图到丙图，弹簧测力计的示数越来越大，根据二力平衡原理，说明摩擦力越来越大，通过比较三次实验结果，容易得出第一个实验结论：当接触面的粗糙程度相同时，接触面受到的压力越大，滑动摩擦力越大。

实验2：探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系

步骤一：用粘胶将比较光滑的塑料纸固定在木块底部，把木块正放在传送带上（如图2甲），在木块上放一个钩码，让传送带缓慢转动起来，读出弹簧测力计的示数F1;

步骤二：去掉塑料纸，把较粗糙的木块正放在传送带上（如图4乙），木块上依然放一个钩码，让传送带以同一速度缓慢转动起来，读出弹簧测力计的示数F2;

步骤三：用粘胶将比木块表面粗糙的海绵片固定在木块底部，把木块正放在传送带上（如图4丙），木块上放一个钩码，让传送带再次以同一速度缓慢转动起来，读出弹簧测力计的示数F3。

三次实验弹簧测力计示数的变化也很明显，比较三次实验中弹簧测力计的示数，得出实验结论：当接触面受到的压力相等时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。

实验3：探究滑动摩擦力和运动速度大小的关系

步骤一：把木块正放（有孔位的一面朝上）在传送带上，让传送带做加速运动，读出弹簧测力计的示数F1;

步骤二：把木块正放（有孔位的一面朝上）在传送带上，让传送带做减速运动，读出弹簧测力计的示数F2。

利用改进后的装置进行该实验，操作起来非常的方便。从实验中看到不管传送带是做加速运动还是减速运动，弹簧测力计示数都不变，不难得出实验结论：滑动摩擦力的大小与速度的大小没有关系。

实验4：探究滑动摩擦力和接触面积大小的关系

步骤一：如图5甲，把木块正放（有孔位的一面朝上），让传送带缓慢转动起来，读出弹簧测力计的示数F1;

步骤二：如图5乙，把木块反放（有孔位的一面朝下），让传送带以同一速度缓慢转动起来，读出弹簧测力计的示数F2。

木块上的孔位具有两个作用，第一个作用：改变压力时，放置砝码;第二个作用：由于底面没有孔位，所以两面的面积是不同的，进行实验4时只需要将木块正反放置就可以改变接触面积的大小了。

比较两次实验中弹簧测力计的示数，得出实验结论：滑动摩擦力的大小与接触面积的大小无关。

【赏析】

教师引导学生猜想后，为了验证猜想，又引导学生结合课本设计实验。实验1是探究滑动摩擦力大小与压力的关系，学生通过讨论，得出必须要控制接触面的粗糙程度、运动速度、接触面积等因素相同，从而进一步了解控制变量法。同理，接下来的实验2、3、4的探究学生会类似地运用控制变量法和二力平衡法完成实验，对实验数据进行分析，归纳实验结论。滑动摩擦力的大小是否与运动速度大小及接触面积大小有关，是学生最为困惑的，一定要通过正确实验消除学生疑惑，让他们真正掌握影响滑动摩擦力大小的因素，这是本课的重点，也是难点。教师在说课时，结合图像，将四个实验分别标为实验一、实验二、实验三、实验四，分步骤说明实验过程，条理性强，一目了然。

三、说“反思与自我评价”

1.改进后实验装置的优点：实验很容易操作、现象直观、效果明显，弥补了传统实验的不足，对教师的“教”和学生的“学”都有很大的帮助，达到了预期的效果。

2.实验装置改进的创新亮点：一物多用。

3.实验装置可拓展的地方：在小木块下面装上轮子，可探究滑动摩擦与滚动摩擦的大小关系。

4.实验装置中的塑料纸、海绵片，用粘胶将其固定在木块底部，其实操作起来不是很理想，最好是能换用粗糙程度不同的传送带进行实验。

【賞析】

教学效果是教学目标的效值和体现。教学效果的预判，既是教师实现教学目标的期望，又是实现教学目标的自我把握程度。教师在说课时，要对学生的认知、智力开发、能力发展、思想品德的养成、身心发展等方面做出具体的、可能的预判。教学效果是否达成，需要教师在课后进行反思和自我评价，以促进自身专业成长。教师对器材的一物多用及换用粗糙程度不同的传送带进行实验等思考都能为日后的教学设计提供参考，随着对课本知识的深入挖掘，自然而然的就能提升自身的教学水平。

【总评】

教师说课时从教材分析入手，准确表明该实验是《义务教育物理课程标准》（2011年版）中规定的必做的测定性实验，结合学情及教学目标，为学生定制了实验内容，准确、具体、恰当地说出教学重难点、关键点，根据物理实验的特性，运用了大量的图片辅助说明，说课过程完整且流畅。

在25分钟的说课时间里，陆老师将说课的重点放在“提出问题”“猜想和实验”“学生小结”上，3分钟的时间用于讲述亲身体验、提出问题，引发学生思考;黄金时间（15分钟）利用在说“猜想和实验”上：在教师的引导下，学生根据自己的猜想运用控制变量法设计实验，经过讨论和修改后，形成方案，然后进行分组实验、得出结论，学生实验探究过程中教师巡视、个别指导;2分钟用于说“实验小结”;5分钟的时间说“练习检测”。本课的创新点是对实验装置进行了改进，从激发学生对影响摩擦力大小的因素进行猜想，到学生参与设计实验，利用新的实验装置采用控制变量法进行实验，最后进行实验数据分析，归纳实验结论，体现了以学生为主体，培养了学生学习物理的兴趣和发现、探索问题的良好习惯。通过实验教学环节设计、反思与自我评价阐述，把整节课内容进行了浓缩提炼，得到有效概括，内容完整，不失为一节好课。

（责编 刘小瑗）