體現“從生活走向物理”的教學設計

摘要：通過物理學習的過程，學生能夠將物理知識與自身經驗結合起來，形成對周圍世界進行解釋和分析的科學的視角。在教學中如何實現這一目標是教師在進行教學設計時需要思考的問題。本文以初中物理摩擦力一節的教學為例，展示了如何從學生的經驗出發，通過概念建立、實驗探究、討論應用等環節，使學生最終可以用科學的語言對與摩擦力相關的問題進行描述，并用科學的理論和方法分析和解決實際問題，從而真正實現課程標準提出的“從生活走向物理”的教育理念。

關鍵詞：教學設計；摩擦力；從生活走向物理；物理教學

中圖分類號：G633.7

文獻標識碼：A

文章編號：1003-6148（2013）11（S）-0030-4

1問題的提出

物理學是自然科學的重要分支，它的發展對于人類在生產技術上的進步、思想方法的發展乃至整個人類文明的發展都有著重要的推動作用。對于個人來說，對物理學的學習和探索又是一項極為豐富而且充滿挑戰性的活動，是培養學生實踐、創新能力，提高個人科學素養的重要方法。越來越多的物理教師意識到物理教學已經不能單純將注意力放在學生對知識的復述上，而更重要的是培養其用科學的眼光來分析周圍的世界，使學生在學習的過程中經歷從生活到物理的過程，使學生們形成相應的能力。但是在教學過程中如何實施。教師怎樣通過自己一點一滴的教學實踐將理念轉變為現實？在教學過程中學生的思維發生了哪些變化？這些問題的研究對于教師更好地進行教學設計。實現課程標準提出的理念是非常必要而且有益的。本文以對初中物理“摩擦力”（義務教育課程標準實驗教科書《物理》（8年級），上海科學技術出版社）一節的教學設計為例來說明有關的問題。

2“摩擦力”的教學設計

2.1教材分析

摩擦力是常見的三種基本力之一，學好本節，為學生接下來學習物體受力分析部分的知識打下基礎。此外，摩擦力與日常生活緊密聯系，知識來源于生活而且又服務于生活。因此這節是中學物理的重點內容之一。本文所選教材為滬科版初中8年級物理實驗教科書。本書編寫重點突出了知識與生活及生產實踐的聯系。體現了新課程“從生活走向物理，從物理走向社會”的理念。同時，教材安排學生經歷猜想、設計實驗、實驗探究、合作交流等教學過程，讓學生通過科學探究滑動摩擦力與壓力、接觸面粗糙程度關系的過程。學習科學探究方法，發展初步的科學探究能力，形成尊重事實、探索真理的科學態度。

2.2教學目標

根據課程標準及學生的學習狀況，制定本節課的教學目標如下：

知識與技能

（1）理解滑動摩擦力的概念，了解一些常見的摩擦現象。

（2）知道滑動摩擦力的大小與哪些因素有關。

（3）認識摩擦的利與弊以及掌握增大和減小摩擦的方法。

過程與方法

（1）通過觀察和實驗感知摩擦力的普遍存在，并學習用科學的語言描述生活及實驗現象。

（2）經歷探究影響滑動摩擦力大小因素的實驗，鼓勵學生在學習中要進行大膽地猜想與假設。理解在研究多因素問題中怎樣運用“控制變量”的方法。

情感、態度與價值觀

（1）通過探究活動培養學生對科學文化的興趣激發強烈的求知欲，認識科學知識和技術對人類社會的發展和生活的影響。

（2）通過小組合作實驗培養學生團結協作精神以及實事求是進行實驗的科學態度和科學精神。

（3）通過對生活生產實例的分析，培養將科學技術應用于日常生活、社會實踐的意識。

2.3課程設計流程圖

2.4教學過程設計說明

1.創設情境，游戲引入

事件1 教師展示塑料繩（其中一端被涂了護手霜，但是從表面并看不出來），請兩名同學分別握住繩的兩端用力拉，通過揭秘勝負的原因而引出對“摩擦力”的相關問題的思考。

點評 通過參與和觀察游戲激發學生的學習興趣，同時引出了課題。

2.滑動摩擦力的概念的建立

事件2 展示如下圖片：手拿瓶，用力才能拿穩；球在地上滾，一段距離后停下；運動鞋鞋底。有凹凸不平的紋路；車輪裹上鏈子的汽車在雪地上順利前進。學生觀察并回憶與之相應的生活經歷。師生共同得出“摩擦力無處不在”的結論。

點評 回顧生活經歷。使學生把相關類型的事件聯系起來，將物理與生活聯系起來。

事件3 教師請學生將手心向下。將手平按于桌面上，來回推拉，提問手的感覺。并回顧事件2中的諸現象，說明摩擦力的含義，即一個物體在另一個物體表面上滑動時所受到的阻礙物體間相對滑動的力。

點評 感知摩擦力的基本特征，明確摩擦力的含義，同時為下一步的討論提供基礎。

事件 4教師手握長毛刷在水平抬起的手臂上緩慢地來回拖動并提問：1.刷毛為什么會彎曲變形？2.這個阻礙刷毛運動的力在什么條件下產生？3.這個力產生在什么地方？效果如何？學生仔細觀察并做出回答。

點評直觀的現象使學生能形象直觀地理解滑動摩擦力的作用效果，形成表述與現象的一致。

3.探究滑動摩擦力的大小與哪些因素有關

事件5 教師進一步提出研究滑動摩擦力的大小的任務。請學生回顧剛才的體驗及展示的圖片，并思考要增大摩擦力的方法。從而提出摩擦力大小與哪些因素有關的問題。學生再次感受手在桌面上滑動的情況，提出猜想，如摩擦力可能與接觸面的粗糙程度、接觸面的大小、速度大小、運動方向、物體問的壓力等因素有關。

點評 學生積極思考，基于已有的證據提出猜想，并將自身的感受、現實的情境轉化為科學的問題，也明確了科學探究的任務。

事件6 教師引導學生思考如下的問題：1.用什么器材來測量滑動摩擦力的大小？2.為什么可以這樣做？在測量時要注意些什么？3.影響滑動摩擦力大小的因素很多，那我們要使用什么方法設計實驗才能知道滑動摩擦力的變化是由這個因素引起的，而不是由其它因素引起的？

學生通過思考。對上述問題的討論要有這樣的幾個要點：首先。可以用間接的方式用彈簧秤來測量摩擦力：其次。彈簧測量力計應拉著木塊在水平桌面上做勻速直線運動：再次。在多因素都有影響的情況下應對變量進行控制。

點評 以問題為中心對學生進行層層引導，學生在回答問題的基礎上通過討論得到方案，在鍛煉了設計實驗方案能力的同時也培養了學生間的交流協作精神。

事件7 學生分組實驗，并將結果填入表格，通過分析得到：滑動摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度及壓力大小的關系。

點評 通過對實驗數據的分析得到了影響摩擦力大小的因素及大小關系，這是本節知識的重點所在。在觀察和實驗的同時讓學生的比較、分析、概括能力得到進一步提升。

4.討論分析

事件8 播放事件2中展示的畫面，請學生用剛才的結論分析這些情境。

點評 將新的實例同化于剛剛學習的物理規律，擴大了對物理規律的外延的理解。同時也使得整節課首尾呼應，提升了教學效率。

事件9 提出問題：在生活中，是不是摩擦力越大越好呢？請學生們闡明自己的觀點，并用恰當例證來說明。學生們通過反思自己的生活經歷，發現摩擦力對人們的生產生活有利有弊，因此要根據實際情況通過調整壓力的大小及接觸面的粗糙程度，來增大有益的摩擦和減小有害的摩擦。

點評 進一步學習增大或減小摩擦的方法，培養學生將科學技術應用于日常生活、社會實踐的意識。同時，通過爭論摩擦是好是壞來引發學生的思考。培養學生“一分為二”看待事物的辯證的科學態度。

5.總結回顧，布置作業

事件10 利用板書引導學生回顧本節課學到了哪些知識，運用了哪些研究方法。

點評 在教師的引導下，學生的知識得到梳理，形成了完善的知識體系。

布置作業

事件11 以小組為單位，設計實驗方案和實驗記錄表格來探究滑動摩擦力大小與其它因素的關系，如接觸面的大小、速度等。教師可以提供如斜面、立方體木塊、長方體木塊、長木板、彈簧秤等家庭不常備的器材。

點評 將對物理規律的探究延伸到課外，提升學生進行探究的技能。并在探究的過程中達到物理規律與現象的統一。

3

設計理念

本節課是在學習了力的基本概念及二力平衡知識的基礎上對力的概念外延上的拓展。摩擦力雖然是學生常見的一種基本的力，而且學生也可以處理一些與此有關的問題。但之前學生僅僅是利用生活的語言來進行描述和分析，比如要拿起比較滑的瓶子必須要“使用更大的力”來握住瓶子，在冰面上滑可以滑出去很遠而在水泥路上則不可以，因為冰比較“滑”……如何使學生由生活走向物理。從對生活的感性認識上升到能夠利用物理概念和物理知識來分析問題，即課程標準倡導的“從生活走向物理”，再從“物理走向生活”，從“物理走向社會”？這是這節課，也是整個物理教學的任務和目標。

本課從“拔河比賽”開始。這樣通過制造懸念的設計既可以提高學生學習的積極性，激發學生的好奇心和求知欲。更是為學生設置了一個問題的情境——如何來描述、分析和解釋這種現象？通過接下來的各個環節，學生逐漸從感性到理性，從生活走向了物理。

首先。在對事物的描述上，科學語言替代了生活語言。學生由繩的兩端有油無油時手的感受，地板的質地等可以聯想到發生滑動摩擦的接觸面的性質。在教師的引導下，用“接觸面的粗糙程度”這個概念是可以對各種質地和情景的接觸面進行說明的。同樣，對于抓、握、擠、壓等情景，在教師的引導下可以用“接觸面之間的壓力”這個概念來概括，物體運動的快慢可以用速度來說明……在充分分析情景的基礎上學生開始利用物理學的概念來分析問題，并以此作為他們分析問題的出發點。

其次。對相關現象進行建模，并選擇了標準情境進行分析。學生要從豐富的生活表象中抽取出一個簡單但又能較為完整地說明問題的理想化的物理情景，即所有與滑動摩擦力有關的問題都可以簡化成用彈簧秤水平拉著在水平面上做勻速直線運動的木塊的行為。

第三，利用精確的測量數據替代感覺。在學習中學生認識到感覺不能進行客觀的交流。而通過測量獲得的數據更能說明事物的屬性。所以，應利用實驗來進行定量或半定量的測量（但對于初中的學生。他們只需對數據的大小進行比較即可）。這樣他們就要選擇合適的儀器并設計相應的實驗步驟。在討論中方案也會越來越集中：彈簧秤無疑是測量力的首選，但卻不能直接測量摩擦力。于是考慮間接測量；被測量的物體除受摩擦力，其它受力相對簡單且易于控制……

這樣在進行實驗設計的過程中學生已逐漸完成了從生活語言到科學描述的轉化，如“科學家一樣”地利用科學的語言和概念進行物理規律的探索。所以科學探究的作用不僅僅是為了提高學生的學習興趣，為“實驗”而實驗，而是從生活到物理必須經過的一個環節，對學生學習物理知識，掌握物理學描述認識客體的方式方法，體味其中的思維過程等等。都具有更為深刻的意義。

此后，學生能夠將生活中各種豐富的與摩擦力相關的現象都歸結到“滑動摩擦力”、“接觸面的粗糙程度”、“壓力”等幾個物理概念之間的關系上去。由此，科學理論為其思考問題提供了一個有效的工具。他們不斷將相關經歷、感受容納于此框架，并使其外延得到豐富。此時，學生的思維方式已發生了根本的改變，他們利用新的范式來解釋原來的問題。這對學生而言是具有革命性的，恰如庫恩所說。“在革命以前在科學界中的鴨子，在革命之后成了兔子”。

本節課就是這樣由教師創設的情境入手，學生們圍繞問題的解決展開討論，利用各種方式（生活經驗、科學實驗）進行證據的搜集和整理，通過論證和討論，真正經歷了“從生活到物理”的過程。并且伴隨著討論的展開和這個問題的解決。學生可以提出新的問題：如產生摩擦力的原因，摩擦力與生活生產實際的聯系等等。這為學生進行更為深入的學習和探究打下了基礎，甚至超出了教材或課程標準的要求的范圍，但這對培養學生的探索和創新精神具有重要的意義。

4

總結

以上我們展示了“摩擦力”這節課是如何從學生的生活經驗逐步走向物理學的過程。其實在其他的教學設計中，也應該如這節課這樣，充分考慮到學生學習起點的豐富性和生動性，并充分利用這一特點將學生吸引到教學情景中來。在對現象有所領悟的情況下，規范其表達，用科學語言提出問題，并在對研究對象進行操作的過程中。使得問題最終得到解釋或者是解決，達到了理論表述與現實情境的統一，學生也隨之完成了對科學知識的建構。

綜上所述，我們初中的物理及其他自然科學的教學，目的之一就是要學生從日常現象及自身經歷出發，通過課堂上的教學和學習活動，使得他們從最終能夠超越生活，站在更高的角度來重新看待生活，使得他們無論在思維方式還是描述問題的方式都發生革命性的變化。

（欄目編輯 李富強）