物理課堂教學(xué)——讓學(xué)生的思維不斷走向深入

摘 要： 課堂教學(xué)是學(xué)生接受知識(shí)的主渠道，提高課堂教學(xué)質(zhì)量是永恒的主題。 課堂教學(xué)中，為了讓學(xué)生的思路清晰而有條理，教師不能只是機(jī)械的灌輸，而要有簡(jiǎn)短的點(diǎn)拔，使學(xué)生的思維更加明朗化、條理化，使思維由模糊走向清晰，由無(wú)序走向有序，由感性走向理性，由理性走向深入。本文案例說(shuō)明了如何在物理教學(xué)中讓學(xué)生的思維不斷走向深入。

關(guān)鍵詞：課堂教學(xué)；模糊；清晰；生成

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-6148(2007)6(S)-0011-3

人教版新課程《物理》共同必修（1）第三章“相互作用”第 3 節(jié)“摩擦力”。

學(xué)生在初中定性地學(xué)習(xí)過(guò)摩擦，包括滑動(dòng)摩擦和靜摩擦等內(nèi)容，并掌握了增大和減小摩擦的方法，還通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法定性地研究了滑動(dòng)摩擦力與表面狀況有關(guān)。高中物理《課標(biāo)》在這里的要求是：“通過(guò)實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)滑動(dòng)摩擦、靜摩擦的規(guī)律，能用動(dòng)摩擦因數(shù)計(jì)算摩擦力”。摩擦力大小的計(jì)算和方向的判斷對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)是個(gè)難點(diǎn)，而摩擦力又是高中力學(xué)三類常見(jiàn)的力之一，是受力分析的基礎(chǔ)。本節(jié)課學(xué)習(xí)的成敗對(duì)以后學(xué)習(xí)牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用、動(dòng)能定理的應(yīng)用以及摩擦力做功與產(chǎn)生熱能的關(guān)系等問(wèn)題都將帶來(lái)影響，所以本節(jié)課在物理教學(xué)中的地位和作用是非常重要的。

現(xiàn)取其中的一個(gè)教學(xué)片斷，談在物理教學(xué)中，如何讓學(xué)生的思維不斷走向深入。

1 讓學(xué)生的思維經(jīng)歷模糊階段

1.1 教學(xué)活動(dòng)

教師：將一方木塊放在水平木板上，如圖1讓學(xué)生分析其受力（順便復(fù)習(xí)有關(guān)力的知識(shí)）。

學(xué)生：根據(jù)力的示意圖作出重力和支持力。

教師：將木板一端逐漸抬起，學(xué)生想象的方木塊會(huì)滑下的情景并沒(méi)有出現(xiàn)。（給學(xué)生以意外，迫使學(xué)生思考）。

教師：提問(wèn)--是什么原因使方木塊沒(méi)有滑下，學(xué)生冷靜思考后都能答出是受到摩擦力的原故。教師進(jìn)一步提問(wèn)，方木塊受到摩擦力的方向？

學(xué)生回答：一般都能根據(jù)方木塊下滑的趨勢(shì)，指出摩擦力的方向與之相反。教師再根據(jù)方木塊雖受摩擦力但仍能保持靜止這一現(xiàn)象，說(shuō)明生活中除了存在滑動(dòng)摩擦、滾動(dòng)摩擦還存在靜摩擦。

教師：緊接著，將木板一端進(jìn)一步逐漸抬起，當(dāng)抬到一定高度時(shí)，方木塊開(kāi)始滑下，（這一情景雖不出學(xué)生意外，但教師可用提問(wèn)將學(xué)生的活動(dòng)由觀察引向思考）。

教師提問(wèn)：靜止的方木塊為什么開(kāi)始下滑？方木塊下滑時(shí)接觸面的粗糙程度同靜止時(shí)相比有無(wú)變化？方木塊下滑時(shí)受到的壓力同靜止在斜面上時(shí)相比有無(wú)變化？這一層層提問(wèn)目的是使學(xué)生清楚重力同壓力不是一回事，雖然有時(shí)候重力越大，壓力也越大。使學(xué)生意識(shí)到摩擦力同壓力有關(guān)同重力無(wú)關(guān)。

學(xué)生：方木塊從靜止到運(yùn)動(dòng)這一過(guò)程，學(xué)生對(duì)摩擦力的認(rèn)識(shí)實(shí)際上是一個(gè)模糊階段，摩擦力究竟與什么有關(guān)？合作、討論和思考，也許沒(méi)有正確的結(jié)果，但教師不要急于得出結(jié)論。

1.2 思考

由于學(xué)生初中時(shí)初步接觸過(guò)摩擦力的問(wèn)題，對(duì)摩擦力的知識(shí)有一定的了解，所以，本節(jié)課教師用了一個(gè)巧妙的實(shí)驗(yàn)，沒(méi)有任何鋪墊，直接放手讓學(xué)生去思考。自主學(xué)習(xí)，合作討論，自己去試一試。在對(duì)摩擦力的認(rèn)識(shí)上，思維遇到了障礙，這樣學(xué)生才會(huì)產(chǎn)生求知的欲望。因此，教學(xué)中，我們必須要讓學(xué)生的思維經(jīng)歷一個(gè)模糊的階段，不能把道路鋪得平平的，否則學(xué)生沒(méi)有探究知識(shí)過(guò)程的體驗(yàn)，思維又沒(méi)有挑戰(zhàn)性，對(duì)學(xué)習(xí)會(huì)感到索然無(wú)味。

2 讓學(xué)生的思維經(jīng)歷清晰階段

2.1 教學(xué)活動(dòng)

師生共同研究摩擦力的變化。

問(wèn)題：如圖2，設(shè)方木塊與平板間摩擦因數(shù)為μ，當(dāng)放著方木塊的平板被慢慢地繞著左端抬起，α角由0°增大到90°的過(guò)程中，滑塊受到的摩擦力將

A．不斷增大

B．不斷減少

C．先增大后減少

D．先增大到一定數(shù)值后保持不變

教師引導(dǎo)：要計(jì)算摩擦力，應(yīng)首先弄清屬滑動(dòng)摩擦力還是靜摩擦力。若是滑動(dòng)摩擦，可用f =μF_N計(jì)算，式中μ為滑動(dòng)摩擦因數(shù)，F(xiàn)_N是接觸面間的正壓力。若是靜摩擦，一般應(yīng)根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，利用物理規(guī)律（如F_合=0或F_合=ma）列方程求解。

學(xué)生：經(jīng)過(guò)老師的引導(dǎo)，學(xué)生有了一個(gè)思路，首先是要分析出是滑動(dòng)摩擦力還是靜摩擦力？合作、討論。知道認(rèn)真分析物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及其變化情況是解決問(wèn)題的關(guān)鍵。

學(xué)生甲回答：A答案是認(rèn)為物體一直靜止，簡(jiǎn)單地把物體受到的摩擦力當(dāng)作是靜摩擦力。

學(xué)生乙回答：B答案是簡(jiǎn)單地把物體受到的摩擦力當(dāng)作是滑動(dòng)摩擦力來(lái)處理。

學(xué)生丙回答：D答案認(rèn)為物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程的正壓力不變，實(shí)際上正壓力是隨著α的增大而不斷減小的。

教師與學(xué)生共同歸納：事實(shí)上，滑塊所受摩擦力的性質(zhì)隨著α角增大會(huì)發(fā)生變化。開(kāi)始時(shí)滑塊與平板將保持相對(duì)靜止，滑塊受到的是靜摩擦力；當(dāng)α角增大到某一數(shù)值α₀時(shí)，滑塊將開(kāi)始沿平板下滑，此時(shí)滑塊受到滑動(dòng)摩擦力的作用。當(dāng)α角由0°增大到α₀過(guò)程中，滑塊所受的靜摩擦力f的大小與重力的下滑力平衡，此時(shí)f = mgsinα，f隨著α增大而增大；當(dāng)α角由α₀增大到90°過(guò)程中，滑塊所受滑動(dòng)摩擦力f =μF_N = μmgcosα，f隨著α增大而減小。

經(jīng)過(guò)這一過(guò)程共同研究和討論，學(xué)生對(duì)摩擦力的認(rèn)識(shí)實(shí)際上是經(jīng)歷了一個(gè)清晰階段。學(xué)生雖然有多種不同的答案，但這是由模糊走向清晰的必然。

2.2 思考

摩擦力是物理教學(xué)中的難點(diǎn)，這節(jié)課突破難點(diǎn)的方法是利用我們身邊隨手可見(jiàn)的例子和簡(jiǎn)單的學(xué)生實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行的，一定要注意避免把知識(shí)點(diǎn)強(qiáng)加給學(xué)生，應(yīng)該讓學(xué)生自己去感受、去體會(huì)。滑動(dòng)摩擦力這個(gè)概念的難點(diǎn)在于滑動(dòng)摩擦力的方向和物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反，而不是和物體運(yùn)動(dòng)方向相反，滑動(dòng)摩擦力的計(jì)算等等。靜摩擦力則更是一個(gè)難點(diǎn)集中的知識(shí)點(diǎn)，包括靜摩擦力有無(wú)的判斷、靜摩擦力方向的判斷、靜摩擦力大小的判斷等等，這些問(wèn)題不可能在我們這一節(jié)課就能完全解釋清楚，讓學(xué)生全部了解，應(yīng)該讓學(xué)生先熟悉解決問(wèn)題的基本方法，然后在以后的學(xué)習(xí)中逐步解決這些問(wèn)題，因?yàn)殪o摩擦力不止一次地將會(huì)出現(xiàn)在以后的學(xué)習(xí)中。

可見(jiàn)，當(dāng)在學(xué)生的思維遇到困惑時(shí)，此時(shí)不需要教師的講解，學(xué)生也許能夠頓悟出其中的一些規(guī)律。然而，為了讓學(xué)生的思維清晰而有條理，作為教師不是機(jī)械地灌輸，而是簡(jiǎn)短的點(diǎn)拔，使學(xué)生的思維更加明朗化、條理化，使思維由模糊走向清晰，由無(wú)序走向有序，由感性走向理性，由理性走向深入。

3 讓學(xué)生的思維經(jīng)歷生成階段

3.1 教學(xué)活動(dòng)

小組合作探究自行車勻速前進(jìn)和自然滑行時(shí)，前后輪所受摩擦力的方向？

這是生活中的實(shí)際問(wèn)題，學(xué)生會(huì)出現(xiàn)若干種答案，但學(xué)生自己生成的內(nèi)容，最后要統(tǒng)一到正確的思維狀態(tài)下。

①勻速前進(jìn)時(shí)（教師提醒可用假設(shè)法）

由于人通過(guò)鏈條給后輪一個(gè)力，使后輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。設(shè)輪與地面接觸處光滑，則輪應(yīng)加速順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，說(shuō)明輪有相對(duì)地面向后轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢(shì)。由于靜摩擦力的方向與物體的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反，故后輪所受靜摩擦力f₁的方向向前，如圖3甲所示。前輪轉(zhuǎn)動(dòng)是由于前輪受到力的作用，若設(shè)前輪與地面接觸處光滑，則前輪就不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，故前輪相對(duì)地面有向前的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，其所受摩擦力f₂向后，如圖3甲所示。

②自行車自然滑行時(shí)

人不再給后輪施加力的作用，由于慣性人和車應(yīng)向前滑行，此時(shí)前、后輪的轉(zhuǎn)動(dòng)都是由于受到地面給它們施加了摩擦力作用，即前、后輪都有相對(duì)地面向前運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，前、后輪受的摩擦力都應(yīng)向后，如圖乙所示。 

3.2 思考

本片斷教師給學(xué)生提供的實(shí)例，完全建立在1.1和2.2的基礎(chǔ)上的，如果沒(méi)有這兩段經(jīng)歷，學(xué)生不會(huì)理解摩擦力的規(guī)律，不會(huì)有一波高過(guò)一波的新思維。然而，教師提供材料，如果學(xué)生沒(méi)有自己自主支配的時(shí)間，沒(méi)有靜思默想的時(shí)間，還是不會(huì)有自己的創(chuàng)造。本片斷中，教師只是旁敲側(cè)擊的幾句話，其余時(shí)間全部是學(xué)生自己“思考和合作研究摩擦力”，所以只有給足了學(xué)生的時(shí)間，學(xué)生才會(huì)奇思妙想，才會(huì)去浮想聯(lián)翩，才會(huì)去異想天開(kāi)，才會(huì)有精彩的生成。

總之，物理教學(xué)中， 要想讓學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中更多地獲益，物理教師自己必須對(duì)教材有一個(gè)透徹的理解，善于組織更多的資源來(lái)豐富自己的教學(xué)活動(dòng)。根據(jù)需要加強(qiáng)或削弱某些內(nèi)容，考慮知識(shí)點(diǎn)如何以怎樣的載體呈現(xiàn)，根據(jù)需要對(duì)某些內(nèi)容與練習(xí)重新整合。在尊重教材的基礎(chǔ)上，從生活實(shí)際出發(fā)，把物理問(wèn)題轉(zhuǎn)化為具體的生活場(chǎng)景圖，讓學(xué)生在“玩”、“做”、“想”、“動(dòng)”中，再輔之以教師恰當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生在解決現(xiàn)實(shí)的和富有挑戰(zhàn)性問(wèn)題的過(guò)程中了解物理問(wèn)題的生活原型，理解物理知識(shí)的內(nèi)涵，尋找解決問(wèn)題的一般規(guī)律，感受內(nèi)在的物理思想和方法，讓學(xué)生在猜想、探究和驗(yàn)證中理解知識(shí)形成和發(fā)展的規(guī)律，經(jīng)歷物理知識(shí)“再創(chuàng)造”的過(guò)程，抽象的物理知識(shí)無(wú)疑將在這一日常生活現(xiàn)象的支撐下得以生動(dòng)詮釋。在這樣的物理課上，不只是思維在涌動(dòng)，更有一種詩(shī)意在流淌。

(欄目編輯趙保鋼)