基于情境 立足实践 强化思维 发展素养——以“摩擦力”教学为例

(江苏省泰兴市教师发展中心,江苏 泰州 225400)

作为一名高中物理教研员，笔者经常深入课堂去听课、评课，近期听了一节高一物理新授课“摩擦力”，授课教师对新课程的理解及一些做法引发了笔者对高一物理新课教学的思考，与各位同仁交流。

1 基于情境，建构物理概念

在本节课的引入环节，课前授课教师播放了《捉泥鳅》的儿歌，学生都能够哼唱，在哼唱的过程中，学生会快速进入学习状态，而且会不自觉地思考这首歌与本节课的关联。上课铃响了之后，老师提问：“今天我们为什么要播放这首歌呢？”学生刚才的想法得到了释放的通道，回答非常踊跃，也很到位。

为了让学生对摩擦力有更加真实的切身体验，老师带领学生在课桌上推手，通过体验和感悟，让学生明白摩擦力就是一种阻碍作用。紧接着又引导学生列举生活中存在的摩擦力的例子，强化学生对摩擦力的感性认识。通过切身的体验，结合已有的经验，学生很快就能概括出摩擦力的定义、产生的条件、作用效果。

在得到摩擦力定义之后，该教师并没有刻意强调“相对”二字，而是通过如砂轮打磨工件和顾客乘超市电梯两个实例(图1)，引导学生思考：课桌和乘电梯的人有没有受到摩擦力的作用？什么摩擦力？为什么？让学生自己在实际问题的解决中发现：区分滑动摩擦力和静摩擦力时要特别注意“相对”二字。

图1

点评：在摩擦力概念建构的过程中，基于学生的前概念和课堂的体感实验，通过分析推理、概括凝练，从感性到理性，从粗糙到精细，循序渐进，逐步深入，引领学生自主建构、完善概念体系。新授课的概念教学要特别重视“尊重学生的体验和感悟”，令学生产生“认同感”，并且要做到“润物细无声”，要创设恰当的情境，让学生在具体的情境中解决问题，在问题解决的过程中建构、完善概念体系。

2 强化思维，着力提升思维品质

基于对摩擦力概念的理解，以及上节课中弹力的概念认知，学生从摩擦力作用的效果很快就想到：摩擦力的方向应该与物体间相对运动或相对运动趋势方向相反，但该教师并没有就此结束该教学环节，而是引导学生先体验，再设计实验检验自己的猜想。学生提出了很多方案：用手在桌上推动，感受到的阻碍方向就是手受到摩擦力的方向；用一只手贴着另一只胳膊轻轻推动，明显可以看到胳膊肌肉运动了，这个方向就是胳膊受到摩擦力的方向；用手在头发上抹一下，头发顺势运动的方向就是其受到摩擦力的方向……

学生的思维分析此时还处于表象化阶段，还不够深刻和全面。该教师并没有直接给出所缺的情形，而是有意识地启发学生思考：物体间什么样的运动是相对运动？学生结合刚才的设计方案很快就明白了还缺少一种情形：两者运动方向相同，但速度大小不同。紧接着，各小组进行讨论，设计方案、验证猜想，小组之间再互相评价，优化方案，最终形成如图2所示的实验方案：在长木板的中部的侧面做上标记，再将长毛刷置于长木板上，使其左端与标记对齐，突然水平拉动长木板，让两者都同向运动，但存在相对运动。通过标记相对长毛刷左端位置的变化，判断长毛刷与长木板之间相对运动的方向。用手机的慢动作功能录像，便于回放时观察长毛弯曲的方向。再由学生完成实验，分析图3所示的现象，得出结论。

图2

图3

基于学生的理性认知，再让学生回归实际，依然是运用前面所举的砂轮打磨工件和顾客乘超市电梯两个实例，分析各自摩擦力的方向，让学生在实际问题的解决中加深对摩擦力方向的理解。

点评：对于摩擦力方向的得出，很多老师只是让学生从摩擦力的作用效果入手，由理论分析得到结论，这对刚升入高中、抽象思维能力还有待提高的高一新生来讲，并不有利于他们准确建构概念。我们还是要将理论推导和实验探究相结合，用实验来验证猜想。在理论推导的过程中，培养学生的推理、归纳能力；在自主设计方案的过程中，提升学生思维的深刻性、全面性、开放性、灵活性；在实验过程中，培养学生的动手能力，同时培养学生实事求是、严谨认真的科学态度。

3 立足实践，全面发展核心素养

探究摩擦力的大小分成两部分完成，首先，设计实验，测量摩擦力的大小；然后，再去探究影响滑动摩擦力大小的因素。

在第一部分引导学生自主设计实验方案，经历了从图4所示原始方案到图5所示实验方案的改进，让学生认真观察实验现象，通过对大量现象的分析和归纳发现：静摩擦力的大小有一个范围，最大静摩擦力略大于滑动摩擦力；动起来之后，滑动摩擦力就不再变化。在交流讨论中学生发现每组测得的滑动摩擦力大小却又不一样，自然就提出下一个问题：滑动摩擦力的大小与哪些因素有关？

图4

图5

因为有初中学习的基础，学生已经知道滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度、压力大小有关，但对其中定量关系还不清楚，这就是我们这节课要探究的重点。另外，大多数学生也听说过，滑动摩擦力与接触面积的大小、相对运动的快慢无关，但都没有真正做过实验，甚至也没看到老师演示过，这些内容就留待学生自主实验验证。

该老师依然让学生自主设计方案，在设计的过程中体会控制变量的思想，基于制定的方案，再设计并完善表格。

在探究的过程中，学生分工明确，操作、数据记录、描点画图，各司其职，最后将各组图像通过实物展台展示，让学生分析其异同，得出结论：滑动摩擦力的大小与压力成正比，与接触面积的大小、相对运动的快慢都无关。

点评：在此环节，老师没有刻意区分滑动摩擦力和静摩擦力大小的探究，而是将他们作为一个整体来研究，让学生从一个更高、更广的视角审视问题。将摩擦力的大小的探究分成了两个环节，第一个环节的主要目的还是测量方法的设计，兼顾静摩擦力和滑动摩擦力大小特点的探究，第二个环节是本节课的重点，学生全员参与，有方案设计的理论推演，有合作探究的实验操作，在这样全面的思维和实践训练中提升了学生的核心素养。

4 结语

物理教学的目的是要发展学生的核心素养，为学生的终生发展服务。这就意味着我们的教学不能一味地为考而教，要在“考”与“不考”之间寻求平衡，既提升考试能力，又发展核心素养。这就需要教师转变观念，始终坚持以学生为中心，以思维能力的发展为核心。在教学过程中，立足实际，创设情境，激发学生的认知冲突，引导学生自主建构物理概念，适时监控和调节，并在迁移应用中发展学生的思维能力，提升他们的核心素养。