跨学科背景下的初中物理实践课堂构建探析

在当今快速发展的教育环境中，跨学科教学模式已成为一种新兴趋势，它强调通过整合多个学科的知识和技能，增强学生的综合理解能力和创新思维。然而，传统的物理教学往往过于侧重理论，忽视了与其他学科的联系以及与实际生活的结合。因此，教师探索如何在初中阶段构建有效的跨学科物理实践课堂显得尤为重要。

“摩擦力”作为物理学中的一个基本概念，其不仅仅局限于物理学的范畴，还与化学、工程学乃至日常生活息息相关。通过“摩擦力”的学习，学生不仅能理解其科学原理，还能洞察其在不同领域的应用，这种知识的广度和深度对于培养学生的创新能力和实践能力极为关键。面对这一教育需求，教师需要反思和重构物理教学的内容和方法，将其与生活实际和其他学科知识更紧密地结合起来。通过对“摩擦力”这一物理现象的全面探索，可以为学生提供一个观察、思考和应用跨学科知识的实践平台。此外，这种教学模式的实施能激发学生的好奇心和探究欲，使他们在解决实际问题的过程中体会到学习的乐趣和成就感。

一、教材分析

“摩擦力”这一单元作为初中物理教材的一部分，它不仅介绍了摩擦力的基本概念和类型，还深入探讨了影响摩擦力大小的各种因素，如接触面的粗糙度、压力大小以及物体的相对速度等。教材通过理论与实验相结合的方式，引导学生从实际操作中体会和理解摩擦力的性质和作用。此外，教材还包括了如何通过增大或减小摩擦力来解决实际问题的应用示例，从而使学生能够认识到物理知识在日常生活中的实际应用。通过这些内容的学习，学生不仅能够掌握摩擦力的科学原理，还能够提升解决实际问题的能力，这为后续的跨学科学习奠定了坚实的基础。通过深入分析案例和参与实验设计，学生能够进一步巩固理论知识，并在探索中培养创新能力和批判性思维。这样的教学方法有效地激发了学生的学习兴趣和积极性。

二、学情分析

在“摩擦力”这一单元的学习中，学生普遍已具备了牛顿第一定律和二力平衡的基础知识，这为深入理解摩擦力提供了帮助。学生对摩擦力有较为丰富的日常体验，如走路时的阻力感、物体滑动的感受等，这些直观的体验有助于他们在学习中建立理论与现实的联系。然而，学生在理解“摩擦力”的变量控制和科学猜想方面仍显不足，这需要教师在教学中通过具体实验操作来加强。教师通过设计针对性的教学活动和实验，可以有效提升学生的科学探究能力和实验技能，从而在课堂上更好地实现知识的应用和跨学科的整合。

三、教学目标

1.理解和掌握摩擦力的基本概念与影响因素。

2.培养学生的科学探究和实验技能，加强学生之间的交流与合作，提升他们的团队协作能力和沟通技巧。

3.增强学生将物理知识与生活实践相结合的能力。

四、实施过程

（一）创设情境导入，激发学生兴趣

教师：大家好！今天我们要探讨一个非常有趣的主题——摩擦力。在我们开始之前，我有一个小问题想问大家：你们有没有想过，如果世界上没有摩擦力，会发生什么事情呢？

学生甲：那我们可能会滑来滑去，走不了几步就摔倒了！

学生乙：是的，而且我们骑自行车时可能根本停不下来。

教师：确实，没有摩擦力，我们的生活会变得非常困难，不要说行走和骑车，估计连开门关门都成问题。现在，让我们通过一个小实验来直观地感受一下摩擦力。请大家把手放在桌面上。

教师指导学生进行实验。

教师：现在，大家先尝试推动你的手，感受一下是不是有一种力在阻碍你的手向前移动。

学生丙尝试后说：有的，我感觉到在推动手的过程中有阻力。

教师：这就是摩擦力的作用。接下来，保持手不动，尝试再用力，看看还能不能感受到摩擦力？

学生丁：我用力了，但手没动，好像感觉不到力。

教师：这次的感觉和刚才有什么不同？为什么会这样呢？

学生戊：因为手没动，所以感觉不到摩擦力了。

教师：这实际上是因为摩擦力主要在两个物体相对移动时发挥作用。当你的手静止不动时，你主要感受到的是静摩擦力，但因为没有运动，所以你感觉不明显。现在，我们了解了摩擦力存在的感觉，那么接下来的问题是，摩擦力的大小会受到哪些因素的影响呢？大家有什么想法？

学生纷纷提出自己的猜想，教师逐一引导学生思考，并记录下学生的猜想。

教师：你们提出了很多有趣的想法，如接触面的粗糙程度、压力的大小等。接下来的课程中，我们将通过更多的实验来验证这些猜想，让大家能够更深入地理解摩擦力，并学习如何应用这些知识来解决实际问题。准备好了吗？

（二）开展探究式学习，提升学生自主学习能力

教师：接下来，我们将通过三个探究活动来深入理解摩擦力，并尝试将物理学与其他学科结合起来。第一个探究活动关注化学与摩擦力的关系。我们将探索不同表面处理对摩擦力的影响。谁来为我们描述实验的步骤？

学生甲：首先，我们可以选择几种不同的材料，如塑料、金属和木头。然后，我们在一半的表面上涂上润滑油，另一半保持原样，然后使用弹簧测力计来测量在相同的压力下不同表面的滑动摩擦力（见图1）。

教师：很好的实验设计！润滑油在这里起什么作用呢？

学生乙：润滑油可以减少接触表面之间的直接摩擦，从而减小摩擦力。

教师：对，这个实验不仅帮助我们理解化学物质如何影响摩擦力，也涉及了化学和物理的交叉应用。现在，让我们进行第二个探究——关注环境科学。我们要探讨不同类型的土壤如何影响摩擦力。学生丙，你能描述一下我们将如何进行这个实验吗？

学生丙：我们可以收集几种不同的土壤样本，如沙土、黏土和泥土。然后，我们在这些不同的土壤表面拉动相同重量的木块，使用弹簧测力计来测量所需的拉力。

教师：非常好！这个实验为什么在环境科学中很重要？

学生丁：因为这能帮助我们了解土壤类型如何影响植物根系的固定和水土保持，这对防止土壤侵蚀非常重要。

教师：正确，这是一个很好的跨学科实验示例。最后，我们的第三个探究将结合体育学科。我们将研究不同鞋底材料对运动员摩擦力的影响。学生戊，阐述一下这个实验的步骤。

学生戊：我们可以选择几种不同材料制成的鞋底，如橡胶、塑料和布，然后让穿着这些不同鞋底的学生在同一类型的地面上尝试起跑和快速停止，记录下他们的表现和感受。

教师：这个实验如何帮助我们理解物理和体育的关系？

学生甲：它帮助我们了解不同鞋底材料如何影响运动员的性能，特别是在提供必要的摩擦力以保证运动安全和效率方面。

教师：非常好，通过这些探究活动，我们不仅深入了解了摩擦力，还学到了如何将物理知识应用于化学、环境科学和体育等不同领域。

（三）结合生活实际，强化知识应用

教师：好的，现在我们已经通过实验探究了摩擦力的不同方面，接下来我们要讨论摩擦力在日常生活中的应用。谁能给我们举一个生活中有关摩擦力的例子吗？

学生甲：在冬天，道路结冰时，防滑轮胎通过胎纹设计、材料选择、气压控制达到防滑目的，这实际上是在增加轮胎与地面之间的摩擦力。

教师：非常好的例子！这确实是增加摩擦力的一个常见方法。现在，让我们来看看家庭中的例子：我们在拖动沙发时，为什么会感觉很难移动？

学生乙：那是因为沙发和地板之间的摩擦力很大。

教师：正确！这就是为什么有些家具底部会加装轮子或者滑移垫，以减少摩擦力，使移动更容易。再来一个例子，谁能告诉我摩擦力在体育运动中是如何发挥作用的？

学生丙：在篮球或足球比赛中，球鞋底的设计很重要，因为它们需要提供足够的摩擦力来帮助运动员在转向或突然停止时保持稳定。

教师：非常好！这正说明了摩擦力对运动员的重要性。为了帮助我们更好地整理和理解这些信息，我准备了一个表格（见表1），我们一起来填写摩擦力在不同场景下的应用。我们将列出场景、摩擦力的作用以及增加或减少摩擦力的方法。让我们开始吧！

教师：我们通过这个表格可以清晰地看到，摩擦力在生活中无处不在，了解如何控制摩擦力可以帮助我们更好地解决实际问题。希望大家能够将今天学到的知识应用到日常生活中，无论是解决问题还是在学习其他科目时都能利用这些知识。

五、教学反思

在今天的“摩擦力”课程中，我尝试通过多样化的教学活动和方法，帮助学生从理论到实践深入理解摩擦力的概念及其应用。通过引入师生对话的教学模式，我发现学生的参与度显著提高，他们能够更积极地表达自己的想法，并通过实验和实践活动来探索问题。在课程开始时，我通过创设情境的方式激发学生的学习兴趣，这一策略非常有效。学生能够通过实际操作感受到摩擦力的存在，并开始思考它在日常生活中的应用。然而，我注意到在引导学生进行科学猜想和假设的过程中，部分学生在表达自己的想法时仍然很谨慎，可能是担心答案不正确。这提示我在未来的教学中需要强调探究学习的开放性和错误的可接受性，鼓励学生自由探索而无需担心犯错。

在进行跨学科整合的探究活动中，我尝试将化学、环境科学及体育等不同领域与物理结合，让学生看到摩擦力在多个学科中的实际意义和应用。这种方法有效地拓宽了学生的学习视野，使他们能够理解物理知识的广泛应用。我发现这种方法不仅帮助学生建立知识之间的联系，还激发了他们对学习物理的热情。然而，这也表明需要更多的时间来充分探讨每个学科的具体应用，以便学生能够更深入地理解和吸收。

总结本次课程的教学，我认为通过实践和探究的结合以及跨学科的教学方法，确实能够有效提升学生的学习动机和理解深度。未来，我计划优化这些教学策略，尤其是在提高学生自信和探索欲望方面下更多功夫，确保每个学生都能在课堂上找到参与的动力，并从中获得知识和乐趣。同时，我也意识到了在教学过程中需要给予学生更多的时间和空间进行个人或小组探究，以便他们可以更全面地掌握和应用所学知识。

（作者单位：山东省威海市文登区七里汤中学）

编辑：陈鲜艳