物理课堂与通用技术整合导学案例分析

田军霖

作为一名物理教学工作者，在教学过程中笔者逐渐发觉物理和通用技术课程有着密切的联系，比如：物理学科中的力学、电学、光学等都在通用技术上得到了完美的体现，并且物理学科中也有不少介绍有关前沿科学技术的内容。本节的教学目标是运用通用技术，借助交互式电子白板进行物理教学，引导学生在发现、探究和解决问题的过程中融入通用技术思想和方法。

通过人教版普通高中课程标准实验物理课程和通用技术课程的融合教学，学生可以学习、掌握学科间融合的思想与方法。以下就以——结合通用技术素材编写《摩擦力》导学案为例，谈谈自己对将通用技术融入物理课堂教学的认识。

（1）学习目标

①静摩擦力的概念、大小和方向；

②滑动摩擦力的概念、大小和方向；③动摩擦因数及摩擦力的产生条件。

（2）学习重点

①静摩擦力方向的判断；

②正确理解最大静摩擦力的概念。

（3）学习难点

①静摩擦力有无和方向的判断；②滑动摩擦力大小探究。

（4）学习方法

合作探究、交流讨论、自主归纳。

（5）学习过程

任务一：回忆摩擦力的概念（阅读教材内容完成下列问题）。

摩擦力概念：两个相互接触的物体，当它们发生或具有时，就会在接触面上产生相对运动或相对运动趋势的力，这种力就叫做摩擦力。

任务二：合作探究。

探究：静摩擦力。

思考：相互接触的物体相对静止时，接触面上是否有摩擦力？

静摩擦力的概念：两个相互接触的物体，当它们之间有时，就会在接触面上产生相对运动趋势的力，这种力就叫做静摩擦力。

1探究静摩擦力的方向

问题设计：如图1所示，木箱有向前滑的趋势，那么接触面上产生的阻碍相对运动趋势的静摩擦力向哪个方向？

答案：静摩擦力方向向，与相对运动趋势的方向。

结论：静摩擦力的方向总是沿着，并且跟物体的方向相反。

探究：静摩擦力的大小。

根据二力平衡知识，只要木箱与地面之间没有相对运动，静摩擦力的大小始终等于，推力增大时，静摩擦力也。

实验验证如下。

把木块放在桌面上，用弹簧测力计沿水平方向向右拉木块，为了使读数更明显，在木块上加了2个重物，如图2所示。开始让弹簧测力计的指数为零，在指针的下面轻塞一小团棉花，用来标记指针到达的最大位置。

当测力计的示数为1 N时，木块没有动；木块与长木板之间是摩擦力，大小为N；逐渐增大拉力到2 N时，木块仍静止，此时木块与长木板之间是摩擦力，大小为N；继续增大拉力时，木块开始移动，此时拉力突然变，而棉花却停在了最大位置处，这说明：静摩擦力有一个最值，叫，最大静摩擦力在数值上等于物体刚刚开始运动时的水平外力，两物体间实际的静摩擦力大小在0与最大静摩擦力之间，即。

2探究滑动摩擦力

重做实验。发现：木块一旦运动起来，指针读数突然变，观察到木块相对木板向前滑，会受到木板向的阻力。

滑动摩擦力的概念：两个相互接触的物体，当它们发生时，就会在接触面上产生相对运动的力，这种力就叫做滑动摩擦力。

问题设计：当木块向前滑动时，受到的滑动摩擦力向哪个方向？

答案：滑动静摩擦力向，与相对运动的方向相反。

结论：滑动摩擦力的方向总是沿着，并且跟物体的方向相反。

探究：滑动摩擦力的大小。

问题设计：静摩擦力的大小由二力平衡得出，那么滑动摩擦力的大小可能与哪些因素有关？

猜想：可能与、有关。

实验探究如下。

实验器材：1个铁架台、1块长木板、1个木块、3个重物、1个弹簧测力计和1段细绳。

实验步骤如下。

第一步：按照刚设计方案组装器材；

第二步：在木块上放1个重物，拉动木板，读出弹簧测力计读数和压力。

第三步：在木块上放2个重物，拉动木板，读出弹簧测力计读数和压力。

第四步：在木块上放3个重物，拉动木板，读出弹簧测力计读数和压力。

实验数据记录表，见表1。

接触面一定时，不同的压力下，测量滑动摩擦力F，寻找二者的关系。

结论如下。

滑动摩擦力大小的计算式：F=μFN

发现：不同材料之间的动摩擦因数。

实质上，除了静摩擦力、滑动摩擦力之外，还有滚动摩擦力，在压力相同的条件下，滚动摩擦力要比滑动摩擦力小得多，自行车的滚动轴承就是利用这一点制成的，高中主要涉及前两种摩擦力的分析和计算。

3结束语

根据上述分析，在熟练掌握物理学科与通用技术学科的基础上，将二者融合教学，可以实现培养学生的实践创新能力、提高技术素养的目的。将通用技术课程的设计过程与物理课程的实验创新、自制教具相互渗透、融合，学生能够通过已经学到的物理知识对在通用技术教学中所出现的一些繁琐复杂的实际问题予以简化，这就在很大程度上降低了教学难度，学生的学习积极性以及学习兴趣也能够得到极大的激发。与此同时还能够帮助教师很好地实现各学科的教学目标，使师生间的知识传递变得更为顺畅。在教学过程中通过探究、积累和创新，将通用技术课程所含的思想和方法，根据实际情况与物理教学进行最优化的整合，不断探究物理课堂有效的教学方法，让两者在物理和通用技术课堂教学中相得益彰。