课程思政与核心素养在高中物理教学中的有机融合*——以“静摩擦力”为例

陈学军

（湖南工业大学理学院 湖南 株洲 412007）

黄国雄

（株洲市第二中学 湖南 株洲 412007）

毕 锋

（邵阳县岩口铺镇初级中学 湖南 邵阳 422106）

何 军

（湖南工业大学理学院 湖南 株洲 412007）

1 设计思想

物理起于生活，于生活中学习物理，方能认识自我、认知外界.静摩擦力在高中物理课程中作为力学部分的重要内容，对部分学生也属于难点内容，尤其是静摩擦力何时存在、其大小和方向等问题确实较难掌握.本节课通过一系列常见的生活现象让学生体会静摩擦力的存在、产生与应用，消除学生“物理知识与生活脱节”的原认知，让学生在静摩擦力的认知过程中培养物理思维与能力，感受真善美，树立正确的人生观、世界观、价值观［1～4］.

2 教材分析

“静摩擦力”是高中物理必修1［人教版（2019年6月第1版）］第三章“摩擦力”一节的内容，其编排在滑动摩擦力之后，是对摩擦力知识的的重要延伸.该部分内容以问题驱动——“推沙发”的实例引入，以二力平衡为纽带，建立静摩擦力的概念；最大静摩擦力的内容，教材以弹簧测力计、力传感器的测量实验得出；“科学漫步”通过介绍流体阻力及影响因素，进一步增长学生见识.

3 学情分析

（1）认知层面

学生对滑动摩擦力有一定理解，但相对运动方向和运动方向混淆不清；何为静摩擦力、静摩擦力什么情况下存在，何为相对静止、相对运动趋势是什么，均处于迷茫状态.

（2）知识与能力层面

较系统地学习过力的知识，包括画力的示意图、二力平衡等，学习了滑动摩擦力，为此有一定的知识储备；具备一定的现象观察和分析能力、归纳总结能力，有一定的抽象思维和动手能力，对未知的事物有较强的探究欲望.

4 教学目标

（1）物理观念

知道静摩擦力的概念及产生条件；知道最大静摩擦力.

（2）科学思维与探究能力

能对生活实例进行分析，判断摩擦力种类；会用二力平衡计算静摩擦力、能利用相对运动趋势判断其方向；会通过小组合作利用弹簧测力计或力传感器探究静摩擦力大小变化问题，了解最大静摩擦力与滑动摩擦力的区别.通过探究过程让学生意识到真理的探究需要多方面能力的配合，缺一不可.

（3）科学态度与责任

让学生在除知识、能力以外还获得真善美的成长，正确树立三观.

鼓励学生乐于观察，去发现“美”：真理之美、德行之美；鼓励学生动手实践，让其在劳动中体悟人生哲理，认识自我、感知外界；鼓励学生勤加思考，能在观察、实践之中发展思维，培养合作精神，锻炼不屈意志，增强民族认同，辨证看待万物.

5 教学重难点

教学重点：静摩擦力的产生条件、方向的判断及大小的计算.

教学难点：对物体相对运动趋势的理解及判断.

6 教法与学法

教法：讲授法，实验法，问答法.

学法：观察法，讨论法，合作学习法.

7 教学用具

多媒体设备（视频）、毛巾、弹簧测力计（砝码）、木板滑块、力传感器（配套）、爬绳小猴、细绳与水桶.

8 教学流程

趣味生活，观察思考→联系旧知，形成概念→观察体会，探究内因→合作交流，加强理解→回归生活，学以致用.

9 教学过程

9.1 趣味生活 观察思考

观看视频1：点钞人员花式点钞，如图1所示.

图1 点钞人员花式点钞

【问题驱动】

师：他们的技术精湛吗？精湛的背后你认为潜藏着什么？

生：精湛；是日复一日，不畏艰难、始终如一的练习.（坚持和汗水）

师：思考点钞借助了什么力？手指相对纸钞动了没有？

生：点钞人借助了手与纸币表面间的摩擦力，二者间相对静止.

观看视频2：物理老师手掰苹果，如图2所示.

图2 手掰苹果

师：老师掰苹果时，手与苹果间有没有摩擦力？手掌相对苹果表面动了没有？

生：有；手与苹果表面相对静止.

设计意图：（1）激发学习兴趣、培养学生观察与分析能力，发现“真理之美”.

（2）借点钞人员苦练技术的事迹引发学生情感共鸣：不畏艰难、勇往直前.帮助学生树立正确的人生观.

9.2 联系旧知 形成概念

教师展示滑动摩擦力概念.

【问题驱动】

师：是不是摩擦力都发生在相对运动的两个物体之间？

生：手指与纸币、手掌与苹果表面间的摩擦力发生在相对静止的两个物体之间.

师：你能否给这种摩擦力起个贴切的名字？

生：静摩擦力.

总结归纳：发生在相对静止的两个物体间的摩擦力叫静摩擦力.

设计意图：发挥学生主体作用，体验概念的形成过程；强化对静摩擦力与动摩擦力的理解.

9.3 观察体会 探究内因

教师展示漫画：引导学生思考静摩擦力的产生条件.

图3 漫画展示

【问题驱动】

师：你能从物理的角度解释阿衰摔倒的原因吗？

学生活动：学生凭借感性认识给出答案.如脚与地面间的摩擦力消失了，人重心不稳.

师：你认为扔香蕉皮有哪些危害，假如你是阿衰，摔倒后你会怎么做？

学生活动：学生各抒己见.如暗道一声倒霉，随意踢开香蕉皮；拾起香蕉皮避免他人受伤害.

师：结合摔倒一事，分析静摩擦力产生需要哪些条件？（引导学生通过手推桌面或者脚蹭地面来感受静摩擦力）

生甲：两物体之间要有接触且发生挤压.

生乙：两物体接触面要粗糙且两物体发生相对运动趋势.

学生通过分析能较全面了解踩香蕉皮摔倒的原因.

总结归纳：物体间相互接触且挤压；接触面要粗糙；具有相对运动趋势.

设计意图：漫画极具宣传与批判作用.通过将此知识点与漫画结合，一方面可以加强学生对抽象知识的理解；另一方面强化社会公德教育，促进学生核心价值观的养成.

9.4 合作交流 加强理解

（1）静摩擦力作用点

【问题驱动】

师：结合上述视频与体验，你们认为静摩擦力的作用点在哪里？

生：在物体间的接触面上.

设计意图：进一步强化学生观察、问题分析能力.

（2）静摩擦力的方向

演示：拧毛巾.

如图4所示，让学生拧毛巾，体会双手在施力时，毛巾旋纹的形成过程.要求：左手保持不动，右手施加力让毛巾向右旋纹，但不发生相对运动.

图4 拧毛巾

【问题驱动】

师：右手端毛巾相对于左手端具有怎样的相对运动趋势？

生：向右运动的趋势.

师：左手端毛巾向哪个方向旋转？为什么？静摩擦力方向与相对运动趋势方向有什么关系？

生：向左，受到左手给的向左的静摩擦力；静摩擦力方向与相对运动趋势方向相反.

师：通过刚才的实践与分析，你如何看待劳动一事？

生：劳动不只是完成一件事那么简单，其背后更是潜藏着深刻的真理.

总结归纳：静摩擦力总与物体相对运动趋势方向相反.

设计意图：“物理生活化”，一来借“拧毛巾”一事化抽象为直观，二来强化学生劳动意识，引导学生科学看待劳动，帮助学生树立正确的劳动价值观.

【例题巩固】试判断如图5所示静止物体所受静摩擦力的方向.

图5 例题题图

教师活动：教师引导学生学会用二力平衡、假设法来分析物体所受静摩擦力方向.

设计意图：加深理解，通过假设法强化学生科学思维与想象能力.

（3）静摩擦力的大小

1）学生分组实验

如图6所示，学生分组实验，每3人一组，利用弹簧测力计，探究静摩擦力大小随拉力的变化.

图6 学生实验

教师活动：教师引导学生从静摩擦力的产生和二力平衡去思考设计实验.

2）教师演示实验

利用力传感器演示.

教师活动：教师借力传感器演示所获得的图像（图7）去激励学生：人生很难，但咬咬牙也就挺过去了，一切都挺美好，所谓难关，不过如此.

图7 教师演示实验

学生活动：通过演示实验，学生更直观地得出静摩擦力随拉力变化的规律，认识到最大静摩擦力与滑动摩擦力的大小关系.

教师活动：用力传感器进行实验的优势在哪里？先进教学设备与科技发展的关系.

学生活动：学生开拓思维，各抒己见.

设计意图：

①培养学生科学思维、探究能力以及合作意识；借图像引发学生对人生的思考.

②通过讨论让学生认识到科学技术对学习的重要性，更重要的是让学生进一步意识到教育也可促进科技进步.事物间是联系和发展的，有利于学生树立正确的世界观.

9.5 回归生活 学以致用

教师活动：

（1）古人云“绳捆三道紧（图8），账算三遍稳”.教师先讲述内涵及其深意，再鼓励学生实践分析.一来让学生走出“静摩擦力只能是阻力的误区”，二来体会古人智慧的伟大.

图8 绳捆三道紧

（2）教师一手提线一手拉动绳的另一端，猴子竟然能自动顺着绳子往上爬，如图9所示.

图9 猴子爬绳

（3）鼓励学生例举生活中关于静摩擦力的案例或者科技应用.

学生活动：动手验证；解释现象；例举生活实例.

设计意图：

（1）强化物理源自于生活的认知，知晓静摩擦力的利弊，培养学生辨证看待客观事实的意识.

（2）帮助学生增强民族认同、文化自信.

10 板书设计

静摩擦力板书设计如图10所示.

图10 静摩擦力板书

11 教学反思

本节课以趣味视频引入，在物理概念的形成过程中不断融合生活情景，在学生已有认知基础、心理特征的前提下，让学生体验静摩擦力概念的形成，培养科学思维，要善于发现“美”；在静摩擦力产生条件的学习中，融入漫画；在探究静摩擦力大小的问题上，鼓励学生积极开展合作学习；利用“绳捆三道紧”与“猴子爬树”增进学生对知识的运用，对事物的辨证思考.本课试图在各环节中适时融入思政影响，但对思政元素还缺乏更深入的挖掘，融入方式缺乏多样性.