正确理解新课程教学理念——以高中物理必修一“静摩擦力”教学设计为例

（江苏省无锡市市北高级中学214000）

正确理解新课程教学理念
——以高中物理必修一“静摩擦力”教学设计为例

牛慧冲（江苏省无锡市市北高级中学214000）

新课程的实施，给高中物理课堂带来了深刻的变化。但笔者通过对近几年高中物理教学设计的研究发现，不少教师过分重视学生的感官体验，一定程度上忽视了对学生逻辑思维能力的培养。这其实是对新课程的误解。新课程为改变学生的被动式学习，提高学生自主获得知识的意识和能力，提出教学中要重视科学探究活动。但需要强调的是，科学探究活动是指通过自己的探索，变未知为已知，并非指单一的实验探究。学生在观察中发现问题，通过自己的理论分析、逻辑推理，最终归纳出物理规律，这种在大脑中运作的隐形的思维活动也是物理研究中不可或缺的一种探究活动。

本文以高中物理“静摩擦力”为例，探讨对新课程教学理念的理解。静摩擦力是一种常见力，学生有一定的生活经验，但又有很多错误的认识。对静摩擦力的产生条件、方向的探究，非常适合采用理论探究的方式。而对力大小的探究，则适合采用实验探究。在学生对静摩擦力有了较全面的认识后，概念自动生成，水到渠成。

一、新课引入

基于已有对静摩擦力的了解，让学生举出生活中产生静摩擦力的例子。并将这些情景归类抽象成几个典型的物理模型（如：水平面模型、斜面模型，竖直面模型、传送带模型等）。

以往教学常以某一个情景引入，这种做法容易禁锢学生的想象力，不利于学生的发散思维。

二、新课教学

（一）静摩擦力的产生条件

引导学生对四种模型中摩擦力产生过程进行逐一分析、对比、讨论，从而归纳出静摩擦力产生的四个必要条件。其中，竖直面模型可帮助学生突破“有正压力”这个难点；传送带模型则有助于学生体会“相对运动趋势”与“运动趋势”的区别。在分析过程中，教师帮助学生提炼出“相对运动趋势”的概念，并总结出判断“相对运动趋势”的方法——假设法。

学生易从某个或某几个模型中归纳出错误的产生条件（例如，静止），而笔者列出的四种模型恰好互补，从而促使学生不断修正自己的结论，最终找到产生摩擦力的必备条件。在这样的锻炼中，学生的思维会更加条理、严谨，看问题不片面。

以往教学，教师常常会创设一些物理情景或实验，让学生总结静摩擦力的产生条件。但由于物理情景单一，学生难免会得出片面结论。这时教师再创设另一个物理情景，意在反驳学生的片面结论，学生修正结论。若结论又出现问题，则教师再引入另一情景，直至学生得出正确的结论。这样的设计看似通过制造认知冲突促使学生思考，但实际上很容易让学生迷失方向，陷入逻辑混乱，搞不清研究目标，且可能挫伤学生的自信心和积极性。

（二）静摩擦力的方向

通过对摩擦力产生过程的分析，学生不难归纳出静摩擦力的作用效果——阻碍相对运动趋势。这也正是静摩擦力的方向。

为让学生直观看到静摩擦的方向，很多教师会采用“毛刷”这一道具。笔者认为，学生对“静摩擦力方向”的认识过程，正好能锻炼其抽象思维能力。过早地使用“毛刷”，会造成学生对实物的过分依赖，中断了抽象思维过程。实际上，学生根据生活经验和力的平衡的物理知识，完全可以在不借助外物的情况下推断出一般生活情境中静摩擦力的方向。只有在较复杂情形中（例如，传送带传送货物时突然加速），学生可能很难判断力的方向，此时教师再借助于“毛刷”或“果冻”等实物，能很好地帮助学生突破难点。

（三）静摩擦力的大小

关于静摩擦力大小的探究，可引导学生根据物理研究的一般步骤进行。首先可以设置一个体验活动，让学生用手掌在桌面上推但不推动，感受手的受力；改变手推的方向和力的大小，再次感受，并由此提出猜想——静摩擦力的大小和方向会随外力变化。然后学生自主设计实验验证。用力传感器拉物体直至将物体拉动，观察力随时间的变化曲线。由此得出静摩擦力的大小范围，理解最大静摩擦力的概念。

新课改指出，课程改革要“大力推进信息技术在教学过程中的普遍应用，促进信息技术与学科课程的整合”。笔者采用DIS实验设备完成学生实验，正是响应这一号召，对传统实验进行的改造和优化。力传感器的高灵敏度使实验现象更加明显，F-t图象则可以更直观地反映力变化的全过程，有利于学生发现规律，得出正确结论。

另外，提出问题——合理猜想——实验验证——得出结论的探究过程符合物理研究的一般步骤，是对学生的一种熏陶和指引。

（四）最大静摩擦力

在得到静摩擦力大小的规律之后，教师引导学生思考：最大静摩擦力的大小跟哪些因素有关？在生产生活中怎样增大/减小最大静摩擦力？这里可以让学生自己猜想，并自主设计实验验证猜想。经过探究之后，学生不难发现，改变正压力或改变接触面粗糙程度可以改变最大静摩擦力。还可以引导学生解释生活中的一些增大或减小最大静摩擦力的实例，体验物理“来源于生活”又“服务于生活”的学科特点。

（五）静摩擦力的定义

在学生对静摩擦力的产生条件、方向、大小有了全面认识之后，教师引导学生用物理语言描述“静摩擦力”，从而自然得到静摩擦力的定义。学生给出的定义只要能全面、正确描述“静摩擦力”这一概念即可，不必拘泥于课本定义。

物理概念是一类自然界客体和物理现象、物理过程的共同性质和本质特征在人脑中的反映，是对物理现象和物理过程抽象化和概括化的思维形式。在物理学发展过程中，一个物理概念的形成往往要经过人类漫长而艰难的智力活动历程，并非朝夕之功。同样，教师引导学生建立物理概念，也应遵循人的认识规律，循序渐进，不断渗透，让概念在学生的认知过程自然生成，并不断深化。基于这一理念，笔者没有将静摩擦力的定义在课堂一开始就给出，而是放到本堂课的最后，在学生对摩擦力的性质特征有了一定认识后意在让学生明白，物理概念的形成是人类认识事物本质特征后的必然结果，不是僵化的教条，更不需死记硬背。

（六）课堂小结

物理学是一门实验学科，但也同时是一门逻辑性很强的学科。如果说实验事实是物理学的基础，那么逻辑关系无疑构成了它的理论框架。而高中生正处在抽象逻辑思维开始由经验型转向理论型。因此，高中物理课堂必须肩负起锻炼学生的逻辑思维能力的重任。对于许多将来不会从事科学工作的学生，也许物理知识会逐渐忘记，但一次又一次的逻辑训练会在其成长中留下痕迹，成为他们的潜意识和价值观。

本着这样的初衷，根据本堂课贴近生活的特点，笔者在不同环节分别设计了理论探究和实验探究两种不同的探究方式。理论探究环节意在锻炼学生把现实问题转化为物理问题，并利用学过的物理知识解释物理现象，通过严密的逻辑分析、推理、总结物理规律的能力；实验探究环节则注重学生操作能力的培养，DIS实验能直观地反映力变化的全过程，顺应了时代发展的大趋势。对于物理概念的建立，笔者则坚持概念生成的思想，将这一问题在课堂最后提出，学生自主归纳，画龙点睛，水到渠成。

（责编 田彩霞）