新課程改革反對傳統的“滿堂灌”“一言堂”的教學模式,旗幟鮮明地提出了“師生平等”“發揮學生的主體性”的口號,贏得了廣大教師的喝彩,于是問題教學應運而生。那么,我們在教學過程中上應該如何貫徹和實踐新課程提出的的這一現代教學理念,充分運用問題教學,從而調動學生學習的主動性和積極性,使學生真正成為學習的主人呢?現結合《摩擦力》一節的教學,談幾點個人的體會。
1 讓學生積極參與教學準備活動
《摩擦力》是高一物理必修模塊Ⅰ第三章《相互作用》的第三節,主要教學內容是:要求學生通過實驗認識滑動摩擦力、靜摩擦力的規律,能用動摩擦力公式計算摩擦力,并能用所學知識去分析、解釋與摩擦力有關的現象。這節內容既是本章的重點,又是以后學習牛頓運動定律、物體平衡、動量及能量等知識的基礎。因此,學生對本章內容學習的好壞將直接影響到許多力學問題的解決。
為了探究滑動摩擦力、靜摩擦力的規律,教師可以通過這樣一個演示實驗,如圖1所示創設問題情境,然后提出以下問題讓學生思考:

(1)木塊A受幾個力?
(2)拉力與摩擦力是什么關系?去掉B,摩擦力是否存在?
(3)摩擦力起什么作用?
以上問題,以學生自行回答為主,雖然表達可能不夠準確,但在師生互動中能得到較為圓滿的解決。學生在思考上述問題的過程中,結合各自的實際情況,回顧復習,從而為摩擦力的學習打下基礎。
2 讓學生積極參與實驗的探究
物理學是一門以觀察、實驗為基礎的自然科學,許多物理知識是通過觀察和實驗認真地總結和探索出來的,因此,在教學活動中應根據課標要求,結合物理學科特點,讓學生質疑問難,體會探究過程,了解科學研究的方法,從而鍛煉學生的實踐能力,增強學生的創新意識。培養學生解決問題的能力。因而在教學進程中設計了如下實驗探究:
實驗探究一:
靜摩擦力的大小和最大靜摩擦力

對于靜摩擦力的大小,教材上安排了這樣一個實驗,如圖2所示。把木塊放在水平長木板上,用彈簧測力計沿水平方向拉木塊,逐漸增加拉力,直到木塊運動為止。在實驗過程中學生會產生這樣的問題:
(1)木塊在水平桌面上,不用外力去拉,它有沒有受到摩擦力的作用?
(2)用彈簧測力計輕輕拉木塊,但它不動,木塊有沒有受到摩擦力的作用?如果有,其大小和方向如何?
(3)拉木塊后,它還受到摩擦力的作用嗎?如果有,其大小和方向又如何?
(4)靜摩擦力的大小是一個固定的值嗎?它與壓力有關嗎?如何確定其大小?
上述問題,學生在教師的引導下,經過實驗探究、小組討論,會得到結論:靜摩擦力的大小不
是一個固定的值,而是一個范圍。它的大小由外力的大小決定,并存在一個最大值,稱為最大靜摩擦力。教材中還提到,如果用力的傳感器代替彈簧測力計做這個實驗,能夠在計算機屏幕上直接得到拉力變化的圖線,如圖3所示。

若在實驗探究中,用力的傳感器代替彈簧測力計做實驗,得到的并非如圖3所顯示的圖像,而會出現以下圖像,如圖4所示。對此,學生會產生疑問:
(1)最大靜摩擦力會與哪些因素相關?
(2)若外力超過最大靜摩擦力,物體會滑動,此時為滑動摩擦力,則滑動摩擦力與最大靜摩擦力會有怎樣的關系?
(3)物體滑動以后的摩擦力隨拉力變化的圖像到底是直線還是折線?
對于前兩個問題,學生在教師的啟發引導下,通過重復實驗過程,適當改變實驗條件,仔細觀察實驗現象能得到最終結果。而對于第三個問題,教師可指導學生研究實驗中所用的細線,實際上還是存在著一定的伸縮性,因此,當拉力達到某一數值Fmax時木塊開始移動,拉力突然變小,繩子由于它的伸縮性拉動彈簧作微小的振動,于是產生了圖4所示圖像。在這個過程中,學生的質疑能力得到了進一步加強。
實驗探究二:
探究滑動摩擦力的大小和哪些因素有關
滑動摩擦力的大小跟哪些因素有關呢?教師提出問題后,安排一定的時間讓學生在小組內進行討論。學生根據已有的科學知識、經驗會做出猜想:摩擦力可能與接觸面的粗糙程度有關,可能與接觸面的大小有關,可能與運動速度有關,可能與接觸面之間的壓力有關,可能與運動方向有關……甚至會提出一些荒唐幼稚的猜測。不管學生提出何種猜想,教師都要努力發現和挖掘其中的合理因素,并及時予以贊賞、鼓勵和表揚。同時,進一步引導學生對其猜想的結果進行假設和預測。比如說學生如果猜想與“壓力有關”,那么就預測一下有什么樣的關系,正比、反比、平方正比或其他關系。在各種猜想均列出之后,然后確定兩個猜想讓大家在課堂內進行實驗探究。
在各項實驗操作完成之后,教師可以繼續提出問題:“你是用什么方法測出摩擦力大小的?”在學生回答之后,教師緊接著追問:“為什么要保持其他因素不變,只改變一個因素做實驗呢?”,最后教師根據學生的回答歸納:影響摩擦力大小的因素較多,在研究某一因素的變化怎樣影響摩擦力時,必須保持其他因素不變,這就是在研究多因素問題時必須注意的“控制變量法”。這樣,學生通過操作、觀察、分析,經歷了整個驗證過程,在獲得結論的同時,了解了一種科學研究的方法,從而逐步建立了控制變量法的初步意識。
教師在課堂教學中給予學生足夠時間發表他們的意見,討論制定實驗方案、實驗步驟。學生在討論過程中,相互啟發,積極發表自己的意見,也能指出他人的問題。在實驗操作中學生聚精會神地互相配合,表現出旺盛的求知欲和良好的合作精神,教師充分相信學生,給學生展示自己的機會,同時不失時機引導學生分析實驗數據。例如:學生在物體接觸面積、物體運動速度、接觸面性質一定的條件下,研究滑動摩擦力與接觸面間的壓力關系,得到下列一組數據:

教師在多媒體上向學生展示上述數據后,引導學生進一步思考:
(1)滑動摩擦力與壓力究竟存在怎樣的關系?(2)這個關系是不是簡單的正比關系?(3)能否通過一種簡便可行的方法來證實這種關系?
這時候教師可引導學生聯想探究小車速度隨時間變化的規律,探究過程中用計算機繪制v-t圖像的方法,借用常用的數表軟件,可以迅速、準確的作出圖5所示圖像。

根據圖像,最后得到結論:滑動摩擦力f的大小與相互之間的壓力FN成正比,還與接觸面的粗糙程度、材料有關。
3 讓學生積極參與問題的探究
牛頓說:“沒有大膽的猜想就做不出偉大的發現。”雖然學生對摩擦現象較為熟悉,但摩擦現象產生的機理和制約因素是很復雜的,有一些問題至今仍在探索之中,提倡和引導學生進行科學猜想,有利于激發學生直覺思維活動。因此,教
師可以在本堂課結束之前,留出以下問題讓學生課后進行思考:
(1)人走路的摩擦力是什么摩擦力?其方向如何?
(2)汽車在泥地里打滑怎么辦?
(3)自行車中的摩擦力問題。例如登車時情況如何?剎車時情況如何?自由前進時情況如何?為什么賽車比普通自行車行得更快?
(4)想象生活中一旦失去了摩擦力會變成什么樣子?
這些問題可以充分發揮學生的想象,學生的思維也會在這里被有效激活。
問題是教育的起點,也是教育的終點,知識是產生問題、解決問題的手段。讓學生帶著問題走進課堂,通過新知識學習,帶著更多的問題走出課堂, 這也是實施新課程標準的今天,課堂教學改革應該追求的目標。
(欄目編輯黃懋恩)