體現(xiàn)“從生活走向物理”的教學(xué)設(shè)計(jì)

摘要：通過(guò)物理學(xué)習(xí)的過(guò)程，學(xué)生能夠?qū)⑽锢碇R(shí)與自身經(jīng)驗(yàn)結(jié)合起來(lái)，形成對(duì)周圍世界進(jìn)行解釋和分析的科學(xué)的視角。在教學(xué)中如何實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)是教師在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)需要思考的問(wèn)題。本文以初中物理摩擦力一節(jié)的教學(xué)為例，展示了如何從學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，通過(guò)概念建立、實(shí)驗(yàn)探究、討論應(yīng)用等環(huán)節(jié)，使學(xué)生最終可以用科學(xué)的語(yǔ)言對(duì)與摩擦力相關(guān)的問(wèn)題進(jìn)行描述，并用科學(xué)的理論和方法分析和解決實(shí)際問(wèn)題，從而真正實(shí)現(xiàn)課程標(biāo)準(zhǔn)提出的“從生活走向物理”的教育理念。

關(guān)鍵詞：教學(xué)設(shè)計(jì)；摩擦力；從生活走向物理；物理教學(xué)

中圖分類號(hào)：G633.7

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1003-6148（2013）11（S）-0030-4

1問(wèn)題的提出

物理學(xué)是自然科學(xué)的重要分支，它的發(fā)展對(duì)于人類在生產(chǎn)技術(shù)上的進(jìn)步、思想方法的發(fā)展乃至整個(gè)人類文明的發(fā)展都有著重要的推動(dòng)作用。對(duì)于個(gè)人來(lái)說(shuō)，對(duì)物理學(xué)的學(xué)習(xí)和探索又是一項(xiàng)極為豐富而且充滿挑戰(zhàn)性的活動(dòng)，是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐、創(chuàng)新能力，提高個(gè)人科學(xué)素養(yǎng)的重要方法。越來(lái)越多的物理教師意識(shí)到物理教學(xué)已經(jīng)不能單純將注意力放在學(xué)生對(duì)知識(shí)的復(fù)述上，而更重要的是培養(yǎng)其用科學(xué)的眼光來(lái)分析周圍的世界，使學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中經(jīng)歷從生活到物理的過(guò)程，使學(xué)生們形成相應(yīng)的能力。但是在教學(xué)過(guò)程中如何實(shí)施。教師怎樣通過(guò)自己一點(diǎn)一滴的教學(xué)實(shí)踐將理念轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)？在教學(xué)過(guò)程中學(xué)生的思維發(fā)生了哪些變化？這些問(wèn)題的研究對(duì)于教師更好地進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。實(shí)現(xiàn)課程標(biāo)準(zhǔn)提出的理念是非常必要而且有益的。本文以對(duì)初中物理“摩擦力”（義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)《物理》（8年級(jí)），上?？茖W(xué)技術(shù)出版社）一節(jié)的教學(xué)設(shè)計(jì)為例來(lái)說(shuō)明有關(guān)的問(wèn)題。

2“摩擦力”的教學(xué)設(shè)計(jì)

2.1教材分析

摩擦力是常見(jiàn)的三種基本力之一，學(xué)好本節(jié)，為學(xué)生接下來(lái)學(xué)習(xí)物體受力分析部分的知識(shí)打下基礎(chǔ)。此外，摩擦力與日常生活緊密聯(lián)系，知識(shí)來(lái)源于生活而且又服務(wù)于生活。因此這節(jié)是中學(xué)物理的重點(diǎn)內(nèi)容之一。本文所選教材為滬科版初中8年級(jí)物理實(shí)驗(yàn)教科書(shū)。本書(shū)編寫(xiě)重點(diǎn)突出了知識(shí)與生活及生產(chǎn)實(shí)踐的聯(lián)系。體現(xiàn)了新課程“從生活走向物理，從物理走向社會(huì)”的理念。同時(shí)，教材安排學(xué)生經(jīng)歷猜想、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)探究、合作交流等教學(xué)過(guò)程，讓學(xué)生通過(guò)科學(xué)探究滑動(dòng)摩擦力與壓力、接觸面粗糙程度關(guān)系的過(guò)程。學(xué)習(xí)科學(xué)探究方法，發(fā)展初步的科學(xué)探究能力，形成尊重事實(shí)、探索真理的科學(xué)態(tài)度。

2.2教學(xué)目標(biāo)

根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)及學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，制定本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)如下：

知識(shí)與技能

（1）理解滑動(dòng)摩擦力的概念，了解一些常見(jiàn)的摩擦現(xiàn)象。

（2）知道滑動(dòng)摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)。

（3）認(rèn)識(shí)摩擦的利與弊以及掌握增大和減小摩擦的方法。

過(guò)程與方法

（1）通過(guò)觀察和實(shí)驗(yàn)感知摩擦力的普遍存在，并學(xué)習(xí)用科學(xué)的語(yǔ)言描述生活及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

（2）經(jīng)歷探究影響滑動(dòng)摩擦力大小因素的實(shí)驗(yàn)，鼓勵(lì)學(xué)生在學(xué)習(xí)中要進(jìn)行大膽地猜想與假設(shè)。理解在研究多因素問(wèn)題中怎樣運(yùn)用“控制變量”的方法。

情感、態(tài)度與價(jià)值觀

（1）通過(guò)探究活動(dòng)培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)文化的興趣激發(fā)強(qiáng)烈的求知欲，認(rèn)識(shí)科學(xué)知識(shí)和技術(shù)對(duì)人類社會(huì)的發(fā)展和生活的影響。

（2）通過(guò)小組合作實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作精神以及實(shí)事求是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。

（3）通過(guò)對(duì)生活生產(chǎn)實(shí)例的分析，培養(yǎng)將科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于日常生活、社會(huì)實(shí)踐的意識(shí)。

2.3課程設(shè)計(jì)流程圖

2.4教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)說(shuō)明

1.創(chuàng)設(shè)情境，游戲引入

事件1 教師展示塑料繩（其中一端被涂了護(hù)手霜，但是從表面并看不出來(lái)），請(qǐng)兩名同學(xué)分別握住繩的兩端用力拉，通過(guò)揭秘勝負(fù)的原因而引出對(duì)“摩擦力”的相關(guān)問(wèn)題的思考。

點(diǎn)評(píng) 通過(guò)參與和觀察游戲激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)引出了課題。

2.滑動(dòng)摩擦力的概念的建立

事件2 展示如下圖片：手拿瓶，用力才能拿穩(wěn)；球在地上滾，一段距離后停下；運(yùn)動(dòng)鞋鞋底。有凹凸不平的紋路；車輪裹上鏈子的汽車在雪地上順利前進(jìn)。學(xué)生觀察并回憶與之相應(yīng)的生活經(jīng)歷。師生共同得出“摩擦力無(wú)處不在”的結(jié)論。

點(diǎn)評(píng) 回顧生活經(jīng)歷。使學(xué)生把相關(guān)類型的事件聯(lián)系起來(lái)，將物理與生活聯(lián)系起來(lái)。

事件3 教師請(qǐng)學(xué)生將手心向下。將手平按于桌面上，來(lái)回推拉，提問(wèn)手的感覺(jué)。并回顧事件2中的諸現(xiàn)象，說(shuō)明摩擦力的含義，即一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面上滑動(dòng)時(shí)所受到的阻礙物體間相對(duì)滑動(dòng)的力。

點(diǎn)評(píng) 感知摩擦力的基本特征，明確摩擦力的含義，同時(shí)為下一步的討論提供基礎(chǔ)。

事件 4教師手握長(zhǎng)毛刷在水平抬起的手臂上緩慢地來(lái)回拖動(dòng)并提問(wèn)：1.刷毛為什么會(huì)彎曲變形？2.這個(gè)阻礙刷毛運(yùn)動(dòng)的力在什么條件下產(chǎn)生？3.這個(gè)力產(chǎn)生在什么地方？效果如何？學(xué)生仔細(xì)觀察并做出回答。

點(diǎn)評(píng)直觀的現(xiàn)象使學(xué)生能形象直觀地理解滑動(dòng)摩擦力的作用效果，形成表述與現(xiàn)象的一致。

3.探究滑動(dòng)摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)

事件5 教師進(jìn)一步提出研究滑動(dòng)摩擦力的大小的任務(wù)。請(qǐng)學(xué)生回顧剛才的體驗(yàn)及展示的圖片，并思考要增大摩擦力的方法。從而提出摩擦力大小與哪些因素有關(guān)的問(wèn)題。學(xué)生再次感受手在桌面上滑動(dòng)的情況，提出猜想，如摩擦力可能與接觸面的粗糙程度、接觸面的大小、速度大小、運(yùn)動(dòng)方向、物體問(wèn)的壓力等因素有關(guān)。

點(diǎn)評(píng) 學(xué)生積極思考，基于已有的證據(jù)提出猜想，并將自身的感受、現(xiàn)實(shí)的情境轉(zhuǎn)化為科學(xué)的問(wèn)題，也明確了科學(xué)探究的任務(wù)。

事件6 教師引導(dǎo)學(xué)生思考如下的問(wèn)題：1.用什么器材來(lái)測(cè)量滑動(dòng)摩擦力的大?。?.為什么可以這樣做？在測(cè)量時(shí)要注意些什么？3.影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素很多，那我們要使用什么方法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)才能知道滑動(dòng)摩擦力的變化是由這個(gè)因素引起的，而不是由其它因素引起的？

學(xué)生通過(guò)思考。對(duì)上述問(wèn)題的討論要有這樣的幾個(gè)要點(diǎn)：首先。可以用間接的方式用彈簧秤來(lái)測(cè)量摩擦力：其次。彈簧測(cè)量力計(jì)應(yīng)拉著木塊在水平桌面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)：再次。在多因素都有影響的情況下應(yīng)對(duì)變量進(jìn)行控制。

點(diǎn)評(píng) 以問(wèn)題為中心對(duì)學(xué)生進(jìn)行層層引導(dǎo)，學(xué)生在回答問(wèn)題的基礎(chǔ)上通過(guò)討論得到方案，在鍛煉了設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案能力的同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生間的交流協(xié)作精神。

事件7 學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，并將結(jié)果填入表格，通過(guò)分析得到：滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度及壓力大小的關(guān)系。

點(diǎn)評(píng) 通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析得到了影響摩擦力大小的因素及大小關(guān)系，這是本節(jié)知識(shí)的重點(diǎn)所在。在觀察和實(shí)驗(yàn)的同時(shí)讓學(xué)生的比較、分析、概括能力得到進(jìn)一步提升。

4.討論分析

事件8 播放事件2中展示的畫(huà)面，請(qǐng)學(xué)生用剛才的結(jié)論分析這些情境。

點(diǎn)評(píng) 將新的實(shí)例同化于剛剛學(xué)習(xí)的物理規(guī)律，擴(kuò)大了對(duì)物理規(guī)律的外延的理解。同時(shí)也使得整節(jié)課首尾呼應(yīng)，提升了教學(xué)效率。

事件9 提出問(wèn)題：在生活中，是不是摩擦力越大越好呢？請(qǐng)學(xué)生們闡明自己的觀點(diǎn)，并用恰當(dāng)例證來(lái)說(shuō)明。學(xué)生們通過(guò)反思自己的生活經(jīng)歷，發(fā)現(xiàn)摩擦力對(duì)人們的生產(chǎn)生活有利有弊，因此要根據(jù)實(shí)際情況通過(guò)調(diào)整壓力的大小及接觸面的粗糙程度，來(lái)增大有益的摩擦和減小有害的摩擦。

點(diǎn)評(píng) 進(jìn)一步學(xué)習(xí)增大或減小摩擦的方法，培養(yǎng)學(xué)生將科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于日常生活、社會(huì)實(shí)踐的意識(shí)。同時(shí)，通過(guò)爭(zhēng)論摩擦是好是壞來(lái)引發(fā)學(xué)生的思考。培養(yǎng)學(xué)生“一分為二”看待事物的辯證的科學(xué)態(tài)度。

5.總結(jié)回顧，布置作業(yè)

事件10 利用板書(shū)引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課學(xué)到了哪些知識(shí)，運(yùn)用了哪些研究方法。

點(diǎn)評(píng) 在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生的知識(shí)得到梳理，形成了完善的知識(shí)體系。

布置作業(yè)

事件11 以小組為單位，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)記錄表格來(lái)探究滑動(dòng)摩擦力大小與其它因素的關(guān)系，如接觸面的大小、速度等。教師可以提供如斜面、立方體木塊、長(zhǎng)方體木塊、長(zhǎng)木板、彈簧秤等家庭不常備的器材。

點(diǎn)評(píng) 將對(duì)物理規(guī)律的探究延伸到課外，提升學(xué)生進(jìn)行探究的技能。并在探究的過(guò)程中達(dá)到物理規(guī)律與現(xiàn)象的統(tǒng)一。

3

設(shè)計(jì)理念

本節(jié)課是在學(xué)習(xí)了力的基本概念及二力平衡知識(shí)的基礎(chǔ)上對(duì)力的概念外延上的拓展。摩擦力雖然是學(xué)生常見(jiàn)的一種基本的力，而且學(xué)生也可以處理一些與此有關(guān)的問(wèn)題。但之前學(xué)生僅僅是利用生活的語(yǔ)言來(lái)進(jìn)行描述和分析，比如要拿起比較滑的瓶子必須要“使用更大的力”來(lái)握住瓶子，在冰面上滑可以滑出去很遠(yuǎn)而在水泥路上則不可以，因?yàn)楸容^“滑”……如何使學(xué)生由生活走向物理。從對(duì)生活的感性認(rèn)識(shí)上升到能夠利用物理概念和物理知識(shí)來(lái)分析問(wèn)題，即課程標(biāo)準(zhǔn)倡導(dǎo)的“從生活走向物理”，再?gòu)摹拔锢碜呦蛏睢?，從“物理走向社?huì)”？這是這節(jié)課，也是整個(gè)物理教學(xué)的任務(wù)和目標(biāo)。

本課從“拔河比賽”開(kāi)始。這樣通過(guò)制造懸念的設(shè)計(jì)既可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲。更是為學(xué)生設(shè)置了一個(gè)問(wèn)題的情境——如何來(lái)描述、分析和解釋這種現(xiàn)象？通過(guò)接下來(lái)的各個(gè)環(huán)節(jié)，學(xué)生逐漸從感性到理性，從生活走向了物理。

首先。在對(duì)事物的描述上，科學(xué)語(yǔ)言替代了生活語(yǔ)言。學(xué)生由繩的兩端有油無(wú)油時(shí)手的感受，地板的質(zhì)地等可以聯(lián)想到發(fā)生滑動(dòng)摩擦的接觸面的性質(zhì)。在教師的引導(dǎo)下，用“接觸面的粗糙程度”這個(gè)概念是可以對(duì)各種質(zhì)地和情景的接觸面進(jìn)行說(shuō)明的。同樣，對(duì)于抓、握、擠、壓等情景，在教師的引導(dǎo)下可以用“接觸面之間的壓力”這個(gè)概念來(lái)概括，物體運(yùn)動(dòng)的快慢可以用速度來(lái)說(shuō)明……在充分分析情景的基礎(chǔ)上學(xué)生開(kāi)始利用物理學(xué)的概念來(lái)分析問(wèn)題，并以此作為他們分析問(wèn)題的出發(fā)點(diǎn)。

其次。對(duì)相關(guān)現(xiàn)象進(jìn)行建模，并選擇了標(biāo)準(zhǔn)情境進(jìn)行分析。學(xué)生要從豐富的生活表象中抽取出一個(gè)簡(jiǎn)單但又能較為完整地說(shuō)明問(wèn)題的理想化的物理情景，即所有與滑動(dòng)摩擦力有關(guān)的問(wèn)題都可以簡(jiǎn)化成用彈簧秤水平拉著在水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)的木塊的行為。

第三，利用精確的測(cè)量數(shù)據(jù)替代感覺(jué)。在學(xué)習(xí)中學(xué)生認(rèn)識(shí)到感覺(jué)不能進(jìn)行客觀的交流。而通過(guò)測(cè)量獲得的數(shù)據(jù)更能說(shuō)明事物的屬性。所以，應(yīng)利用實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行定量或半定量的測(cè)量（但對(duì)于初中的學(xué)生。他們只需對(duì)數(shù)據(jù)的大小進(jìn)行比較即可）。這樣他們就要選擇合適的儀器并設(shè)計(jì)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)步驟。在討論中方案也會(huì)越來(lái)越集中：彈簧秤無(wú)疑是測(cè)量力的首選，但卻不能直接測(cè)量摩擦力。于是考慮間接測(cè)量；被測(cè)量的物體除受摩擦力，其它受力相對(duì)簡(jiǎn)單且易于控制……

這樣在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的過(guò)程中學(xué)生已逐漸完成了從生活語(yǔ)言到科學(xué)描述的轉(zhuǎn)化，如“科學(xué)家一樣”地利用科學(xué)的語(yǔ)言和概念進(jìn)行物理規(guī)律的探索。所以科學(xué)探究的作用不僅僅是為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，為“實(shí)驗(yàn)”而實(shí)驗(yàn)，而是從生活到物理必須經(jīng)過(guò)的一個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)，掌握物理學(xué)描述認(rèn)識(shí)客體的方式方法，體味其中的思維過(guò)程等等。都具有更為深刻的意義。

此后，學(xué)生能夠?qū)⑸钪懈鞣N豐富的與摩擦力相關(guān)的現(xiàn)象都?xì)w結(jié)到“滑動(dòng)摩擦力”、“接觸面的粗糙程度”、“壓力”等幾個(gè)物理概念之間的關(guān)系上去。由此，科學(xué)理論為其思考問(wèn)題提供了一個(gè)有效的工具。他們不斷將相關(guān)經(jīng)歷、感受容納于此框架，并使其外延得到豐富。此時(shí)，學(xué)生的思維方式已發(fā)生了根本的改變，他們利用新的范式來(lái)解釋原來(lái)的問(wèn)題。這對(duì)學(xué)生而言是具有革命性的，恰如庫(kù)恩所說(shuō)?！霸诟锩郧霸诳茖W(xué)界中的鴨子，在革命之后成了兔子”。

本節(jié)課就是這樣由教師創(chuàng)設(shè)的情境入手，學(xué)生們圍繞問(wèn)題的解決展開(kāi)討論，利用各種方式（生活經(jīng)驗(yàn)、科學(xué)實(shí)驗(yàn)）進(jìn)行證據(jù)的搜集和整理，通過(guò)論證和討論，真正經(jīng)歷了“從生活到物理”的過(guò)程。并且伴隨著討論的展開(kāi)和這個(gè)問(wèn)題的解決。學(xué)生可以提出新的問(wèn)題：如產(chǎn)生摩擦力的原因，摩擦力與生活生產(chǎn)實(shí)際的聯(lián)系等等。這為學(xué)生進(jìn)行更為深入的學(xué)習(xí)和探究打下了基礎(chǔ)，甚至超出了教材或課程標(biāo)準(zhǔn)的要求的范圍，但這對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的探索和創(chuàng)新精神具有重要的意義。

4

總結(jié)

以上我們展示了“摩擦力”這節(jié)課是如何從學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)逐步走向物理學(xué)的過(guò)程。其實(shí)在其他的教學(xué)設(shè)計(jì)中，也應(yīng)該如這節(jié)課這樣，充分考慮到學(xué)生學(xué)習(xí)起點(diǎn)的豐富性和生動(dòng)性，并充分利用這一特點(diǎn)將學(xué)生吸引到教學(xué)情景中來(lái)。在對(duì)現(xiàn)象有所領(lǐng)悟的情況下，規(guī)范其表達(dá)，用科學(xué)語(yǔ)言提出問(wèn)題，并在對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行操作的過(guò)程中。使得問(wèn)題最終得到解釋或者是解決，達(dá)到了理論表述與現(xiàn)實(shí)情境的統(tǒng)一，學(xué)生也隨之完成了對(duì)科學(xué)知識(shí)的建構(gòu)。

綜上所述，我們初中的物理及其他自然科學(xué)的教學(xué)，目的之一就是要學(xué)生從日?，F(xiàn)象及自身經(jīng)歷出發(fā)，通過(guò)課堂上的教學(xué)和學(xué)習(xí)活動(dòng)，使得他們從最終能夠超越生活，站在更高的角度來(lái)重新看待生活，使得他們無(wú)論在思維方式還是描述問(wèn)題的方式都發(fā)生革命性的變化。

（欄目編輯 李富強(qiáng)）