高中物理《摩擦力》教學的設計思考

劉洪鑫

高中物理人教版《摩擦力》一節，內容豐富，知識紛雜，常使老師感到不堪重負，學生聽完也是一頭霧水。筆者根據二十年的從教經驗，試從多個角度分析這節課的知識建構，提出教學建議。

教材分析

本節課包括三部分內容：摩擦力的定義、影響摩擦力大小的因素、增減摩擦的方法。

教材首先通過一些事例，使學生認識摩擦力的存在，并在此基礎上說明摩擦力是阻礙物體相對運動的，隨后研究摩擦力的大小跟哪些因素有關。為了使問題簡單化程序化，教材中先提出靜摩擦，再學滑動摩擦。教材對滾動摩擦也沒有單獨講述，而是作為減小摩擦的方法來介紹的。教材中沒有指明摩擦力產生的原因，學生有所了解即可，不必引申。摩擦在生活和生產中都有重要的意義，教材最后在“科學漫步”里介紹了流體阻力的，開闊學生的視野。

雖然教學的重點在于應用摩擦知識解釋實際現象，學會根據不同條件選擇增大或減小摩擦的方法，但這些應用都基于對影響摩擦力大小因素的理解，因此應充分重視研究影響摩擦力大小因素的實驗。

學情分析

學生在初中已經接觸過摩擦力的基礎知識，知道生活中若干摩擦的實例，高中階段應該從定性走向定量，但梯度不易太大。高一學生已具備了初步觀察實驗、分析實驗的能力，學習控制變量法更是能幫助他們在探究科學的路上更進一步，在設計實驗以及具體操作時，只需稍加引導即可。

摩擦力在具體問題中表現出“動中有靜，靜中有動”，尤其靜摩擦力在許多情形下似乎又是“若有若無”，使得學生在學習過程中難以理解。因此教師要高度重視，在生活經驗和課堂實驗的雙重引導下，讓學生真正理解并掌握摩擦力的規律。

根據內容，《摩擦力》應分為三個課時進行，第一課時以靜摩擦力為主，類比出滑動摩擦力的規律，內容涉及應該比較淺顯，以學生的感性認知為第一出發點。

教學目標

1.通過常見實例和實驗，認識摩擦力。

2.知道摩擦力的大小與什么因素有關。

3.知道增減摩擦力的方法。

4.能設計和完成實驗，科學探究影響摩擦力大小的因素。

5.能靈活運用物理學研究方法（如控制變量法）。

教學重點

1.摩擦的條件、方向、大小規律。

2.應用控制變量法設計實驗對猜想進行驗證。

教學難點

1.對“相對運動、相對運動趨勢”的理解。

2.形成假說“摩擦力大小可能與什么因素有關”的過程。

3.摩擦力方向判斷。

設計思路

我用一個故事引入，模擬大力士史蒂夫拉住大船的場景，創設了輕松愉悅的教學氛圍，并使學生對摩擦力的大小相關因素有了初步的認識。教師不介紹原理，只需要學生驚詫于摩擦力的巨大就可以。當學生對影響摩擦力大小的因素做出猜想的時候，自然而然地就會想起剛才親眼所見的情景，得出合理的猜想，教學環節前后呼應。

初中課本對摩擦力的定義是不完善的。我讓學生先回顧初中對摩擦力的定義，考慮其中比較模糊的字、詞、句，以便有針對性地學習。在概念的建立中和初中學過的知識相對比，怎么樣說才能更精簡縝密，并將思維延伸到了大學。不過本節課的主題是探究影響摩擦力的因素以及摩擦力的方向，為了突顯主題，摩擦力定義就不能占用較大篇幅。

我為學生提供了許多生活中的器材，讓他們充分感受摩擦力，使課堂生活化趣味化，既培養了學生創新思維和實踐能力，又激發了學生探究科學知識的興趣。要求學生做筷子提米的小實驗，體會靜摩擦力產生的條件、增大靜摩擦力的方法、靜摩擦力的方向，目的是根據實驗強化靜摩擦力的產生條件，并為研究摩擦力的大小做準備。學生多次體驗手摩擦桌面，把手壓在桌面，向各個不同方向推（但手仍不動），感覺靜摩擦力的方向和大小。

完整而深刻地學習了靜摩擦力之后，關于滑動摩擦力的條件、方向，我用類比法引領學生知識遷移，靜摩擦力和滑動摩擦力兩相對照。關于滑動摩擦力的大小，我讓甲乙兩個學生蹲下互相拉發現拉不動，說明摩擦力比較大，給乙同學腳下墊上一張紙，這個學生被拉動了。然后讓一個較重的男生丙替換乙同學且腳下墊紙，還是甲同學來拉，結果拉不動，讓學生體會到摩擦面粗糙情況和壓力均與滑動摩擦力大小有關。但本節課只讓學生體會和感悟滑動摩擦力大小，不給定量結論，把探究任務教給學生，要求學生獨立設計實驗，而后在進行小組內論證優化，擇優選出最佳方案進行探究，這樣既節省了課堂時間，又鍛煉了學生的實驗、交流、合作能力。

最后開放性的探究問題（水上覆杯、硬幣壓紙幣）把學生的探究學習由課堂引入課下，進一步培育學生的學科素養。生活中一些司空見慣的景象，很多都能夠用物理知識去解釋，所以物理學科本身就是一種從實踐中來、到實踐中去的嚴密的科學，與生活生產緊密相關。

學科素養

1.物理觀念：摩擦力是物體相互作用的具體體現，較好地體現了物質觀念、運動觀念、相互作用觀念、能量觀念，學生可以用摩擦力知識解釋不少自然現象和解決實際問題。

2.科學思維：“摩擦力”這節課完整地包括了模型建構、科學推理、科學論證、質疑創新等要素，從物理學視角探究客觀事物的本質屬性、內在規律及相互關系。

3.實驗探究：在學習摩擦力的過程中，學生完整經歷了問題、證據、解釋、交流等環節，學生的實驗探究意識得到滿足，還激發了設計實驗方案和獲取證據的熱情，在實驗過程中，其合作與交流的意愿與能力也得到了訓練和提高。

4.科學態度與責任：通過摩擦力的學習，學生能正確認識科學的本質，具有學習和研究物理的好奇心與求知欲，能主動與他人合作，能基于證據和邏輯發表自己的見解，實事求是，不迷信權威，增強保護環境、節約資源、促進可持續發展的責任感。