“生活情境”是“问题式教学”的催化剂

朱焱

摘 要：物理来源于生活，物理教学理应将物理知识与生活密切交融，让学生真正地感受到生活中的物理无处不在、无时不在。“生活情境”是高中物理的问题基地。“问题式教学”中，教师引导学生在自己发现问题和解决问题的过程中学习理论知识并训练解决问题的能力。

关键词：生活情境；高中物理；问题式教学

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2016）1-0067-4

“问题式教学”把学习设置到复杂的、有意义的问题情境中，通过让学习者合作解决真实性问题，来学习隐含于问题背后的科学知识，形成解决问题的技能，并形成自主学习的能力。“问题式教学”的一般模式是“提出问题—分析问题—解决问题”。教学中，教师引导学生在发现问题和解决问题的过程中学习理论知识和训练解决问题的能力。也就是说，通过学生心理认知结构的变化，促进学生掌握学科知识，有效地调动学生的内驱力。

“情境教学”是在教学过程中引入或创设具有一定情绪色彩的、以形象为主体的、生动具体的场景，以引起学生一定的态度体验，让学生在课堂中的情绪处于积极状态，使学生的心理机能得到发展。当“生活情境”遇上了“问题式教学”，孩子们当然在亲切自然的情境中收获了学习硕果。

高一的物理知识中，摩擦力是力学的重难点，学生在初中时已有一定的基础。在高一的新授课中，如何提升？如何让学生学有所得？学生觉得，高中物理抽象艰深，似乎与日常生活渐行渐远。如果引入生活情境，学生一定感到亲切自然，既易于理解，又便于反复体验。于是，我们设计了这节课。

1 课堂引入

（1）无处不在的摩擦力

据科学家考证：地球在5.7亿年前，一昼夜只有20.47 h，每年有428天；在3.7亿年前，一昼夜有22 h，每年有398天。根据这些数据，人们估算出地球自转一周的时间每100年约增加0.00164 s，即每10万年增加1.64 s。由于月球、太阳对地球的吸引力会产生潮汐，潮汐的隆起部分的运动方向恰好与地球的自转方向相反，当它扫过海滩、撞击岩石时，就会产生摩擦，从而使得地球自转变慢。

（2）摩擦力：朋友还是敌人？

在汽车中约有20%的汽油用来克服发动机内和车体前进时的摩擦力。

如果没有摩擦力，我们就不能开着汽车到处跑，我们也无法走动或骑自行车。我们甚至不能抓住铅笔，即使抓住了它也无法写字。钉子与螺钉都无用了，织好的布料会散开，绳结也会松开。

为了更好地趋利避害，让我们来深入研究摩擦力。

2 新课进程

第一部分【自主学习】 阅读课本，完成以下问题：

关于摩擦力：

（1）摩擦力：两个相互接触的物体，当它们发生 或具有 ，就会在接触面上产生阻碍 或 的力。

（2）摩擦力产生的条件：

① ；

② ；

③ 。

（3）摩擦力的方向是 。

（4）最大静摩擦力： ；

静摩擦力的大小： 。

（5）滑动摩擦力的大小是 ；

μ叫做 ，它的大小由 决定。滑动摩擦力与接触面积 关，与运动速度大小 关（填“有”或“无”）。

在学生回答过程中，穿插提醒学生体验手压桌面向前移动，观察毛刷在桌面上“企图”移动时的静摩擦力方向。

第二部分【问题进阶】

【问题1】静摩擦力

静摩擦力有心没胆，“外表冷漠，内心狂野”，要用智慧的方法来判断。

[情境1] 大毛水平推箱子，但未推动（如图1）

指出在水平方向有二力平衡，在竖直方向也有二力平衡，学生是能够接受的。自然而然地渗透了正交分解的思想。

[情境2] 汽车停在斜坡上

如图4，引导学生分析出摩擦力的方向。

[迁移情境2] 体育课爬杆、爬绳

（见投影）体育课上有爬绳和爬竿两种运动，小明同学先后以相同姿势顺着绳和竿匀速向上爬 （ ）

A.爬绳时受到的摩擦力较大，因为绳子粗糙

B.爬竿时受到的摩擦力较大，因为爬竿时手握竿的力要大些

C.爬绳和爬竿时，受到的摩擦力一样大

D.爬绳和爬竿时速度不一样，则速度大的摩擦力大

[情境3] 传送带运送货物（如图5）

[方法小结] 判断静摩擦力方向的方法：

（1）二力平衡； （2）假设法。

为以下说法举个例子：

（1）运动的物体也可以受静摩擦力。

（2）静摩擦力可以是阻力，也可以是动力。

（3）静摩擦力的方向可以与运动方向相同，也可以与运动方向相反。

例1 在码头上有一人用水平力推集装箱，但没有推动。其原因是（ ）

A.集装箱太重

B.推力总小于摩擦力

C.集装箱所受摩擦力与推力相抵消

D.推力总小于最大静摩擦力

例2 如图6所示，用水平力F将一物体压在竖直墙壁上静止不动。设物体受墙的压力为N，摩擦力为f，那么当F增大时，下列说法正确的是（ ）

A.N增大，f增大 B.N增大，f不变

C.N增大，f减小 D.条件不足，不能确定

引申：若F减小呢？答案确定吗？从而自然地引出了滑动摩擦力。

【问题2】滑动摩擦力

用绳子拉动物块，运用以下两个动画（如图7、图8），分析上面的物块受到的摩擦力，学生很快清楚了“阻碍”“相对”的含义。

[情境4] 水平面

例3 如图9所示，在水平面上向左运动的物体重为20 N，与地面之间的动摩擦因数μ=0.4。在运动过程中，还受到一个水平向右、大小为10 N的拉力作用，则物体受到的滑动摩擦力为（ ）

A.2 N，向右 B.2 N，向左

C.8 N，向右 D.8 N，向左

在例3的迁移情境4中，均要求学生画出摩擦力的方向，并分析物体的运动情景，学生都能应付自如。

[情境5] 竖直面

沿着黑板滑下的物体与黑板之间有摩擦力吗？

学生可以很自然地回答出来。笔者再让他们画出受力图，学生在笑意盎然中明白了深刻的道理。

为以下说法举个例子：

（1）静止的物体也可以受滑动摩擦力；

（2）滑动摩擦力可以是阻力，也可以是动力；

（3）滑动摩擦力的方向可以与运动方向相同，也可以与运动方向相反。

以上内容一语带过，铃声已经敲响，以下内容留给孩子们课后完成。另外，探究摩擦力的大小留在第二节课完成。

例4 质量为2 kg的物体，静止在水平地面上，如图12所示。物体与地面间的动摩擦因数为0.5，最大静摩擦力与滑动摩擦力视为相等，给物体一水平拉力F。

（1）当拉力大小为5 N时，地面对物体的摩擦力是多大？

（2）当拉力大小为12 N时，地面对物体的摩擦力是多大？

（3）此后若将拉力减小为5 N，物体仍在滑动，地面对物体的摩擦力是多大？

（4）若撤去拉力，在物体继续滑动的过程中，地面对物体的摩擦力是多大？（g取10 N/kg）

3 作业设计

（1）关于摩擦力产生的条件，以下说法正确的是（ ）

A.相互压紧的粗糙物体间一定有摩擦力

B.相对运动的物体间一定有摩擦力

C.只有相互压紧并有相对运动的物体间才有摩擦力作用

D.只有相互压紧并有相对运动或有相对运动趋势的物体间才有摩擦力的作用

（2）关于摩擦力的方向，下列说法正确的是（ ）

A.摩擦力的方向总是与运动方向相反

B.滑动摩擦力的方向总是与运动方向相反

C.滑动摩擦力一定是阻力

D.摩擦力的方向一定与压力的方向垂直

（3）关于摩擦力，下列说法正确的是（ ）

A.物体受到摩擦力作用时，一定受到弹力作用

B.只有运动的物体才能受到滑动摩擦力作用

C.具有相对运动的两物体间一定存在滑动摩擦力作用

D.两个静止的物体间一定不存在摩擦力

（4）砖横放和竖放在地面，移动时受到的滑动摩擦力哪一个大？

（5）同一物体沿同一轨迹分别做匀速直线运动和匀加速直线运动时的滑动摩擦力大小关系如何呢？

（6）如图13所示，用水平力F将一个木块压在竖直墙壁上，已知木块重G=6 N，木块与墙壁间的动摩擦因数μ=0.25。问：

①当F=25 N时，木块没有动，木块受到的摩擦力为多大？

②当F增大为30 N时，木块仍静止，木块受到的摩擦力为多大？

③当F=10 N时，木块沿墙面下滑，此时木块受到的摩擦力为多大？

④当F=6 N时，木块受到的摩擦力又为多大？

可能有的老师觉得课堂进程太快？其实，在积极的进取氛围中，学生的热情和激情才会迸发，迅速实现螺旋式上升。在前进中解决问题往往是最好的方法。

是的，《摩擦力》一节本应上两课时，实验探究放在了第二节。为了授课的进展顺利，课前让学生分组观看了摩擦力演示器，并做了简单讲解。学生在课后可以立即独立探究，运用控制变量的方法，这对于提高学生的科学素养是极为有益的。所以，并非所有的探究都必须在第一节课，都要在课堂上完成，也可以在第二节课课后完成。

评课时，不少老师有溢美之词“这是听课的一场盛宴，非常好”。课堂教学设计新颖，根据学生已有知识和认知水平设计教学，不受限于课本。“看实验”“8分钟自主学习看课本填空”“典型问题呈现”，这些环节的设置冲击力强，独特有效，语言精练、到位。科学方法的教学——正交、假设，讲方法举重若轻。无论讲例题还是习题，讲解清晰透彻。讲滑动摩擦力的方向，从力和运动的关系出发，是创新。语言幽默，学生参与度高，主动参与、愿意参与。

《物理课程标准》中指出：“教师要紧密联系学生的生活环境，从学生经验和已有的知识出发，创设生动的物理情境，激发学生的求知欲。”物理来源于生活，我们的教学应该将物理知识与生活紧密联系在一起，美国教育家杜威有云“教学即生活”，陶行知亦有“用生活来教育，为生活教育”，我们应该让学生真正地感受到生活中物理的无处不在、无时不在。无疑，“生活情境”是高中物理“问题式教学”的催化剂。

参考文献：

[1]阮享彬.用生活化实验实现物理教学中的情感目标[J].物理教学探讨，2015，33（1）：1—3.

[2]李建.物理科学方法教育在中学物理教学中的有效实施策略[J].物理教学探讨，2015，33（1）：24—25，27.

[3]张树朋.问题教学法在高中物理教学中的实践分析[J].中学物理，2015，33（7）：1.

（栏目编辑 邓 磊）