“靜摩擦力”教學(xué)設(shè)計(jì)的兩種思路分析

陶勇

【內(nèi)容摘要】靜摩擦力是高中物理力學(xué)的難點(diǎn)之一，常見的教學(xué)思路有經(jīng)驗(yàn)導(dǎo)向與思維導(dǎo)向兩種：前者基于經(jīng)驗(yàn)，后者基于邏輯，目的則都是為了解決靜摩擦力存在與否及方向判斷的問題。本文分析了兩種思路的具體內(nèi)容、教學(xué)效果、形成原因及優(yōu)缺點(diǎn)等，并提出了循序漸進(jìn)、因材施教的思路。

【關(guān)鍵詞】高中物理 靜摩擦力 教學(xué)思路

靜摩擦力是高中物理力學(xué)的難點(diǎn)之一，難就難在靜摩擦力存在與否及方向的判斷。對(duì)于突破難點(diǎn)的思路，雖說是仁者見仁、智者見智，但總結(jié)下來，實(shí)際上可以歸結(jié)為兩種：一種是經(jīng)驗(yàn)導(dǎo)向，另一種是思維導(dǎo)向。哪種思路更好，既與思路本身有關(guān)，也與學(xué)生的實(shí)際有關(guān)。本文試對(duì)兩種思路作一分析。

一、 靜摩擦力存在與否及方向的判斷

從理論上來說，靜摩擦力存在與否除了與壓力及接觸面的粗糙程度有關(guān)之外，另一個(gè)關(guān)鍵就是相互接觸的兩物體之間有無“相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢”。但也就是這個(gè)“趨勢”，是學(xué)生難以理解的。于是就有了兩種教學(xué)思路：

經(jīng)驗(yàn)導(dǎo)向的思路是這樣的：讓學(xué)生進(jìn)行體驗(yàn)，如用手壓在桌子上并往前推，但是不能滑動(dòng)，感受桌子對(duì)手的阻礙作用。然后跟學(xué)生明確，此時(shí)手受到的“阻礙作用”就是摩擦力——學(xué)生是可以理解的，盡管高中物理強(qiáng)調(diào)“力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因”，但初中物理中“力是物體對(duì)物體的'作用'”仍然對(duì)學(xué)生理解“力”起著作用。至于靜摩擦力的方向，則與手推的方向相反。

思維導(dǎo)向的思路是這樣的：讓學(xué)生分析一個(gè)物體，如靜止在斜面上的物體。首先思考的問題是“為什么物體不往下滑”，然后推理出“物體受到斜面對(duì)它的摩擦力”；進(jìn)而思考的問題是“摩擦力的方向向哪里”，這里常用假設(shè)法，假設(shè)物體不受摩擦力作用，則物體會(huì)沿斜面下滑，這就說明靜摩擦力的方向是平行于斜面向上的。

在實(shí)際教學(xué)中，這兩種思路比較常見，但對(duì)于為什么選擇其中一個(gè)思路，教師往往說不出理由，或者說出的都是想當(dāng)然的理由，并非課堂上學(xué)生的真實(shí)體驗(yàn)與收獲。這樣的結(jié)果意味著教師對(duì)兩種思路的“無意識(shí)”，這樣的現(xiàn)狀是需要改變的。

二、 兩種思路的比較

必須承認(rèn)，兩種思路在實(shí)際教學(xué)中都是具有一定的效果的。這里需要思考的第一個(gè)問題是：為什么會(huì)有效果？

經(jīng)驗(yàn)導(dǎo)向的思路之所以有效果，是因?yàn)閷W(xué)生在體驗(yàn)中可以感知靜摩擦力的存在，可以感受到桌面在阻礙自己的手向前推，所以方向也就判斷出來了。思維導(dǎo)向的思路之所以有效果，是因?yàn)閷W(xué)生可以在思維中對(duì)斜面上的物體進(jìn)行加工——不受摩擦力時(shí)會(huì)下滑，受摩擦力時(shí)則能靜止，進(jìn)而推理出靜摩擦力的方向必然沿斜面向上。

要思考的第二個(gè)問題是：這兩個(gè)思路的形成邏輯是什么？

之所以想到經(jīng)驗(yàn)導(dǎo)向，是因?yàn)殪o摩擦力作為生活中普遍存在的力，學(xué)生是有經(jīng)驗(yàn)的，但這個(gè)經(jīng)驗(yàn)常常是無意識(shí)的，其只有在明確的問題驅(qū)動(dòng)之下，才能轉(zhuǎn)換為學(xué)習(xí)素材。因此，經(jīng)驗(yàn)導(dǎo)向?qū)嶋H上是讓學(xué)生在經(jīng)驗(yàn)中建立起對(duì)靜摩擦力存在及其方向的判斷依據(jù)。經(jīng)驗(yàn)從哪里來？在課堂上只可能從學(xué)生的體驗(yàn)中來，于是就有了相應(yīng)的體驗(yàn)過程；思維導(dǎo)向則不同，用“假設(shè)法”來判斷靜摩擦力，更多的實(shí)際上是教師問題解決經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，當(dāng)教師將解題經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)換為具體的方法之后，再教給學(xué)生這一方法，并讓學(xué)生學(xué)會(huì)這一方法，于是靜摩擦力存在與否及方向的判斷兩個(gè)問題，就迎刃而解了。

要思考的第三個(gè)問題是：兩種思路各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？

學(xué)生常常感覺到高中物理難，一個(gè)很重要的原因就是因?yàn)檫^多地運(yùn)用了思維導(dǎo)向的思路，當(dāng)學(xué)生的思維對(duì)象比較抽象，思維過程又以邏輯思維為主時(shí)，學(xué)習(xí)過程感覺到吃力是必然的。從這個(gè)角度講，經(jīng)驗(yàn)導(dǎo)向的教學(xué)思路更容易讓學(xué)生完成思維加工的過程；但高中物理的研究對(duì)象又不大可能完全是具體、形象的生活事物，比如說力學(xué)中的研究對(duì)象絕大多數(shù)時(shí)候都必然是“質(zhì)點(diǎn)”，因此抽象思維又必然是物理學(xué)習(xí)的常見思維方式。

那么是不是說經(jīng)驗(yàn)導(dǎo)向的思路就一定好呢？答案是否定的，經(jīng)驗(yàn)導(dǎo)向雖然降低了學(xué)生思維的難度，但如果只停留在經(jīng)驗(yàn)積累的水平，高中物理知識(shí)是建構(gòu)不出來的，更重要的是，經(jīng)驗(yàn)導(dǎo)向的結(jié)論往往不具有演繹功能，不能培養(yǎng)學(xué)生的演繹能力，比如說讓學(xué)生判斷勻速行駛的汽車上人是否受靜摩擦力的問題時(shí)，學(xué)生是無法體驗(yàn)的。這個(gè)時(shí)候，思維導(dǎo)向的思路往往更能發(fā)揮作用：只需要假設(shè)人受或不受靜摩擦力即可……

三、 循序漸進(jìn)、因材施教

那么，在實(shí)際教學(xué)中，這兩種思路應(yīng)當(dāng)如何取舍呢？筆者以為答案只有一個(gè)，那就是：循序漸進(jìn)，因材施教。

如果學(xué)生在建構(gòu)靜摩擦力概念起步之時(shí)就感覺到困難，那經(jīng)驗(yàn)導(dǎo)向的思路無疑可以幫他們建立一個(gè)“墊腳石”，這個(gè)起著墊腳石作用的例子還有可能成為后面相關(guān)實(shí)例分析的“錨點(diǎn)”，從而滿足了奧蘇伯爾“弄清學(xué)生已經(jīng)知道了什么，并據(jù)此進(jìn)行教學(xué)”的教學(xué)條件。這類學(xué)生通常是部分中等生及所有學(xué)困生，從這個(gè)角度講，經(jīng)驗(yàn)導(dǎo)向的思路在靜摩擦力教學(xué)中是必須的，是用來打前站的。

其后，思維導(dǎo)向的思路應(yīng)在復(fù)雜實(shí)例分析中引入并運(yùn)用，這里需要注意的是，思維導(dǎo)向的思路對(duì)于經(jīng)驗(yàn)導(dǎo)向的實(shí)例也是適用的，如果學(xué)生在運(yùn)用的時(shí)候感覺特別容易理解，那就說明兩者達(dá)到了一個(gè)很好的融合。

這里循序漸進(jìn)的思路，其實(shí)是對(duì)由易到難、由特殊到一般的教學(xué)思路的堅(jiān)持，至于兩種思路的時(shí)間分配，那要根據(jù)學(xué)生的具體情況來決定了：學(xué)生普遍思維快一點(diǎn)，則經(jīng)驗(yàn)導(dǎo)向的時(shí)間就可以短一點(diǎn)，這樣教學(xué)效益也就上去了。此是謂因材施教。

需要指出的是，經(jīng)驗(yàn)導(dǎo)向與思維導(dǎo)向的思路在高中物理的很多概念構(gòu)建中都可以使用，具體本文不再贅述。

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（作者單位：江蘇省如皋市搬經(jīng)中學(xué)）