培育核心素养 形成物理观念———以“静摩擦力”教学设计为例

◇ 江苏 黄 剑

新课程改革强调核心素养的培育,核心素养能有效推动学生的进步和发展,是促进学生各方面均衡发展的基石．因此,在物理教学活动中,务必加强对核心素养的培养．本文以“静摩擦力”为例,根据学生的特点及知识含量设计相关的课堂内容,旨在促进学生物理学科核心素养的养成．

1 设计思想

摩擦力是高中物理中的基础知识点,摩擦力在生活中处处有体现,学生能够自主感知事物的特点．教师应根据实际生活中的摩擦力,引导学生去感悟,再借助通俗易懂的实例给学生讲解什么是摩擦力．利用生活实际配合实验让学生自主思考,真正理解摩擦力的意义,建立物理概念．

2 静摩擦力的教学设计

2.1 教材分析

静摩擦力是高中物理《必修1》教材中的重要知识点．在教学开始时,由重力、弹力等概念引出摩擦力,既有利于学生理解摩擦力,还能为力与运动、功与能等知识进行良好的铺垫．

2.2 教学目标

1)初步认识摩擦力的概念和种类;

2)了解静摩擦力的产生条件;

3)知晓静摩擦力的方向和大小,理解二力平衡．

2.3 教学重点与难点

明白静摩擦力的产生原因;掌握静摩擦力的方向和大小．

2.4 教学流程设计

教学流程如图1所示．

图1

2.5 教学过程设计说明

1)设置问题情境引入内容

教师:提前备好绳子,让两名力气差别较大的学生进行拔河比赛,给力气大的同学手中的绳子涂上润滑油,向学生讲解游戏规则．

学生:两名同学用力拉绳子,力气小的反而赢了．

教师:先给学生足够的时间思考为什么出现这样的结果,再说明在润滑油的作用下绳子的摩擦力减小,所以力气大的同学没有赢．

【说明】利用有趣的实验使学生乐于学习,促进学生对摩擦力概念的理解．

利用“气球提水杯”,观察摩擦力的存在．

教师:向学生展示气球如何带动水杯．把气球放进杯中后吹气,待吹鼓后拉起气球,发现水杯跟着气球一起运动．

学生:认真观察分析．

【说明】通过简单的实验情境了解静摩擦力．

2)回忆原有知识,抛出新内容

教师:让学生回想以前学过的与摩擦力有关的知识．

学生:仔细回想,回答摩擦力的概念和分类．

3)认知实验,生成概念

a)静摩擦力的产生条件是物体间相互接触并存在力的作用．举例1:气球提水杯实验中,思考气球的大小是否会改变结果．举例2:使用大小不同的力是否都能拿起杯子．

b)静摩擦力产生的条件是物体间的接触面不光滑．举例3:手干净时压在桌面上推,接着在桌面上洒上洗衣液后再推．举例4:杯子涂上洗衣液后用手拿杯子．

c)产生静摩擦力的前提是一个物体相对另一个物体有运动趋势．举例5:手按压在桌面上用力往前推时,会不会感觉到相对运动的趋势．举例6:两只手互搓,但不产生滑动,感受在用力往前推时的相对运动趋势．

学生:动手实验并分析．

教师:归纳产生静摩擦力的条件(两物体相互接触并挤压、接触面不光滑、两物体有相对运动趋势)．

【说明】使学生体会不同情境下的静摩擦力,然后用“对比”的方式切换不同的实验前提,指导学生思考其生成原因,进而推导出静摩擦力的定义．

4)实验探索发现规律

实验:分小组运用“橡皮擦”“牙刷”等道具,研究静摩擦力的方向．

教师:使用“橡皮擦”“牙刷”等让学生通过实验归纳得出静摩擦力的方向．抛出问题:静摩擦力的方向和运动方向一定相同吗?

学生:观察并验证．

教师:静摩擦力的方向和运动方向一定在同一方向上吗?

学生:观察并验证．

教师:总结静摩擦力的方向和运动方向的三种关系(同向、反向或相互垂直)．

【说明】利用“橡皮擦”“牙刷”等道具,使教学更具生动性,锻炼学生用感性思维解决教学困难．

教师:教授学生如何确定静摩擦力是否存在．

5)相互探讨,深入掌握

教师:静止的物体在满足静摩擦力产生的条件后会受到静摩擦力．请大家思考:运动的物体会受到静摩擦力作用吗? 有这样的例子吗?

学生:相互探讨．

教师提示:运动的物体也可能受到静摩擦力,提示学生思考利用传送带运输物体的过程．

教师:静摩擦力都是阻力吗? 会不会成为动力?

学生:相互探讨,得出结论．

教师:静摩擦力有阻力作用,也能发挥动力作用．

【说明】学生自主探究更容易理解所学知识点．

教师:事先准备好每一页都相互交叉叠放的两本书,让两个力气较大的同学尝试分离它们．

学生实验:利用弹簧测力计不断增大拉力,使木块由静止开始运动,在木块恰好开始运动时不再增加拉力．

教师:让学生通过实验得出静摩擦力的大小,然后运用传感器拉动木块．

教师:指导学生探索,归纳出静摩擦力大小的变化特性．

【说明】引入情境使学生感受静摩擦力的“大作用”,然后由实验方法得出静摩擦力的大小．

教师:归纳总结静摩擦力大小的求解方法．

6)总结归纳

静摩擦力产生的条件:a)两物体相互接触且挤压;b)两物体间的接触面不光滑;c)两物体之间有相对运动趋势．

静摩擦力方向:沿接触面(或与接触面相切),与相对运动趋势方向相反．静摩擦力大小:0＜Ff≤Ff,max．

课堂教学活动要符合学生的认知发展规律和知识储量,在教师的引导下让学生自主探索．本课利用许多实验和小游戏,使学生联系生活实例真实感受静摩擦力的存在．在此过程中,学生独立思考、相互交流,充分掌握静摩擦力的相关知识并能解释相关的物理现象,使学生的物理学科核心素养稳步发展．