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摩擦力教学设计案例教育部陕西师范大学基础教育课程研究中心陕西师范大学物理学与信息技术学院王较过联系方式：电话：13186172286E_mail:wangjiaoguo@snnu.edu.cn2教学过程是以教学内容为载体，师生、生生互动交流的学习过程，设计教学过程就必须考虑教学内容、教师的活动、学生的活动等几个方面：教学内容主要考虑教学内容的安排顺序，各部分内容的大体时间划分。教师活动教师在教学过程中要做的事情及活动，教师与学生之间的配合、交流、互动等。学生活动学生在教学过程中要做的事情及活动，教师与学生、学生与学生之间的配合、交流、互动等。3教学过程中发生的教学事件加涅指出了教学过程发生的9个教学事件：①引起学生注意；②告知学习目标；③激活原有知识；④呈现刺激材料；⑤提供学习指导；⑥引发学习行为；⑦提供学习反馈；⑧评估学习行为；⑨促进记忆迁移。4根据加涅的9个教学事件，可以把课堂教学过程划分为三个阶段，即导入新课阶段、新课教学阶段和课堂巩固阶段：导入新课阶段：导入新课阶段的主要教学事件包括：引起学生注意、告知学习目标、激活学生的原有知识和生活经验。在导入新课阶段的教学设计，要注意两个方面：创设学习情景，引发学生的学习动机；激活学生的原有知识，唤起已有经验；5新课教学阶段：该阶段的主要教学事件包括：呈现事实材料给予刺激、向学生提供学习指导、引发学生的学习行为。这个阶段的教学设计要特别注意：指导学生充分感知事实材料，认识物理现象，建立相关概念；引导学生探究物理规律，经历学习过程，掌握技能，提高认知能力。6巩固提高阶段：该阶段的主要教学事件包括：提供学习反馈、评估学习行为、促进记忆和迁移。这个阶段的教学设计要特别注意：如何深入分析课堂教学效果，全面准确地评估学生的学习情况；呈现有针对性的典型习题让学生练习，提高对所学内容的理解和掌握水平，促进学习的积极迁移；注重课堂结束设计，促进学生把所学内容结构化，形成良好的知识结构，掌握教学内容的重点和要点。789一、“摩擦力”教材及分析1.宏观分析：摩擦力是人教版8年级物理下册第八章第三节，学习这一节时，学生已经学习了力的作用效果、力的三要素及其图示，力的作用是相互的。牛顿第一定律及二力的平衡等知识，这些内容是学习本节的基础。从摩擦力和力的关系看，前者是一个具体的力，后者的概念概括性和包摄性更大，更加普遍和抽象，也可以说它是更加上位的概念。从摩擦力的名称看，它是以性质命名的力。102.微观分析：从教材的内容看，本节只讨论滑动摩擦力，只涉及接触的两个物体有相对运动时所产生的摩擦力，尽管提到了滚动摩擦，这只是对知识的拓展，并没有进行讨论。教材内容的结构：（1）教材第一段，创设情境，引入课题（2）摩擦力的概念（包括三个方面的内容）第一，摩擦力的定义；第二，摩擦力产生的原因；11第三，摩擦力大小的测量；其中，测量滑动摩擦力的实验既是对实验技能的训练，也体现了物理学研究问题的方法，即实验研究法。就学习方式而言，概念的获得有两种方式，即概念形成和概念同化，对摩擦力的定义和产生的原因，要指导学生通过概念的形成学习，即从大量产生摩擦力的现象中分析、归纳、抽象、概括出由于相互接触的物体表面凹凸不平，发生相对运动时会产生摩擦力；对于摩擦力的性质，引导学生通过概念同化学习，即把前面学习的力的性质迁移到摩擦力，研究摩擦力的具体性质。12（3）教材第24页第3-4行，引入新的问题（探究影响滑动摩擦力大小的因素）（4）探究滑动摩擦力的规律研究影响滑动摩擦力大小的因素。就研究的方法而言，包括实验研究法和控制变量法；就学习方式而言，探究式学习；就学习内容而言，要通过实验探究学习物理规律。1）学习影响滑动摩擦力大小的两个因素：第一，相互接触产生相对运动两个物体间的正压力，正压力越大，滑动摩擦力越大；13第二，相对运动两个物体接触面的光滑程度，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；2）经历科学探究，在实验探究过程中既学习物理规律，又学习实验研究法和控制变量法。3）实验探究过程中经历和学习的内容包括：设计实验、设计实验记录表格、实验并记录数据、分析处理数据、得出结论。14（5）摩擦力知识的应用（摩擦的利用与防止）第一，结合生产生活经验使学生明确认识到，摩擦对人类的生产和生活有时是有用的，有时是有害的。因此，有时人们就需要增大摩擦，有时则需要减小摩擦。第二，把摩擦力的知识应用于生产生活，解决实际问题。第三，通过应用使学生巩固所学知识，更加深刻地理解摩擦的规律，加强物理与生产生活的联系，体现从生活走向物理，从物理走向社会的课程理念。15（6）摩擦力知识的拓展（减小摩擦的方法）第一，用滚动代替滑动，古代人类就用滚动代替滑动，现代所用的各种轴承也是用滚动代替滑动；第二，使两个相互接触的表面隔开，润滑油的应用，气垫船、磁悬浮列车等都是应用的实例。拓展也是知识的应用，目的是巩固活化知识。以上的拓展在知识方面引出了滚动摩擦的概念，介绍了现代社会生产和科学技术的发展，这样就更加密切了物理学和社会生产生活的联系。16二、课程标准和“摩擦力”相关的要求1.通过常见的事例或实验，了解重力、弹力和摩擦力，认识力的作用效果。例：通过实验，认识力可以改变物体运动的方向和快慢。例：通过实验，认识力可以改变物体的形状。2.用示意图描述力。会测量力的大小。知道二力平衡条件。17三、教学目标1.通过学习，学生能够举例说明存在摩擦力的现象，知道摩擦力的作用效果是阻碍相互接触物体间的相对运动，其方向和物体相对运动的方向相反。2.通过学习，学生会用弹簧测力计测量摩擦力的大小。3.学生通过实验，探究影响滑动摩擦力大小的因素。4.依据摩擦力的规律解决生活中应用和防止摩擦的实际问题，形成应用物理知识的意识。18四、教学重点、难点和关键1.教学重点：本节课的教学重点包括3个方面：（1）摩擦力的概念；（2）影响滑动摩擦力大小的因素；（3）实验探究。2.教学难点：本节课的教学难点包括：（1）摩擦力的方向，摩擦力的方向和相对运动的方向相反，而不是和运动的方向相反；（2）滑动摩擦力的作用效果，阻碍相互接触物体的相对运动，而不是阻碍物体的运动。3.教学关键：正确测量摩擦力的大小。19五、主要教学方法1.讲授法：摩擦力的定义、性质，摩擦的应用与防止，减小摩擦力的方法等知识都要通过讲授完成。摩擦力的定义要基于学生的体验和经验进行讲授；摩擦力的性质要利用学生原有的力的知识，结合学生的经验和演示实验讲授；摩擦应用要基于学生的生产生活经验讲授，减小摩擦的方法要基于现代社会生产生活讲授。2.实验法：摩擦力大小的测量，影响摩擦力大小的因素要通过实验法教学，尤其是后者一定要学生亲自探究，只有这样，才能完成科学探究的教学内容。20六、教学准备略七、教学过程1.导入新课导入新课的要求：创设情景，引出问题；激活知识，唤起经验；引起注意，激发动机。教师活动：想方设法创设能够激发学生兴趣，驱动学生学习的问题情境。这就要求创设的问题情境能够联系学生生活，结果未知、能激发学生兴趣，有相应的教育价值，学生、学校能实施。21学生活动：全身心地参与到教师创设的情境中，感知物理现象，积极思考。例如，就这节课而言，教师可以设计一个拉绳比赛游戏。把一条绳子分为红端和兰端，给红端的绳子涂抹些东西使其光滑，让力气较大的同学拉红端，力气较小的同学拉兰端，看比赛结果并由结果生成问题：为什么力气大的同学拉不过力气小的同学？引导学生讨论并激活学生的相关生活经验，同时引导学生对问题用物理语言正确表述激活学生已有知识222.新课教学（1）滑动摩擦力的概念教学1）滑动摩擦力的定义（应用概念形成的教学策略）教师活动：让学生感知滑动摩擦力，引导其归纳、概括摩擦力的属性，给出摩擦力的定义。其中，教学中要重点突出摩擦力的属性。学生活动：亲身体验，感知现象，积极思考。例如，教师让学生用手压在桌面上向前运动，感受手受到桌面施加的向后的力，反之亦然；23教师让学生把脚压在地面上，脚向前运动，感受地面对脚施加一个向后的力，反之亦然......。教师组织学生讨论，举出生活生产中多种多样的滑动摩擦力的事例。教师引导学生分析、归纳、概括各种产生滑动摩擦力的共同属性。最后给出滑动摩擦力的定义，即两个相互接触的物体，当它们相互滑动时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力。242）滑动摩擦力的方向（由力的概念演绎进行教学）力有方向，摩擦力是一种具体的力也有方向。怎么确定摩擦力的方向？教学策略一：通过摩擦力的定义确定，先确定相对运动的方向，再由相对运动的方向确定摩擦力的方向；教学策略二：通过演示实验，让学生感知滑动摩擦力的方向。教学策略三：要特别强调：滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反，而不是和运动方向相反；253）产生滑动摩擦力的原因（采用讲授法和讨论法教学）教学策略一：基于学生的感知和经验讲授。如，让学生感知，两个互相接触并挤压的物体，它们表面的光滑程度不同，相对滑动时的摩擦力大小不同。教学策略二：组织学生结合生活经验讨论表面光滑程度不同的物体，相对运动时的摩擦力不同。教学策略三：通过比喻使学生理解，肉眼看到的光滑表面，如果用显微镜精确观察，可见其表面是凹凸不平的。在此基础上，进而说明滑动摩擦力产生的原因。264）测量滑动摩擦力的大小（用实验法进行教学）第一，对学生进行用弹簧测力计测量滑动摩擦力的技能训练；第二，必须让学生搞明白实验的原理。对于第一点，测量时要保证拉木块做匀速直线运动，但这一点往往很难做到，这时就要创造性地设计实验方案，变拉木块为固定弹簧测力计拉木板；27对于第二点，要学生明白实验原理，首先要激活学生头脑中的相关知识。例如，二力的平衡、作用力与反作用力、牛顿第三定律等知识。基于这些知识，分析实验中的物理过程，得出弹簧测力计所显示的是木块的拉力，它对于滑动摩擦力的大小。28（2）研究影响滑动摩擦力大小的因素对于这部分内容的学习，学生既要学习滑动摩擦力的规律，又要学习科学探究，亲自经历实验探究的过程。具体的教学可以这样设计：1）形成猜想与假设（用讨论法教学）教师活动：组织学生讨论，形成所要探究的猜想：接触面越粗糙，摩擦力越大；正压力越大，摩擦力越大。学生活动：基于实验或活经验猜想影响滑动摩擦力大小的因素。292）设计实验验证猜想与假设（用分组讨论法教学）由于涉及多个影响因素，应用控制变量法设计实验：实验一：保持其他条件相同，只改变压在木块上的砝码个数，分别测量沿水平长木板匀速滑动时，木块所受滑动摩擦力的大小；实验二：保持其他条件相同，分别测量木块在相同材质，表面光滑程度不同的水平木板上匀速滑动时，木块所受滑动摩擦力的大小。303）进行实验，记录实验数据（用实验法教学）要使实验数据便于分析，就要设计数据记录表格。教师活动：引导学生设计实验数据记录表格；学生活动：小组讨论，设计实验数据记录表格。4）分析论证，得出结论（教师引导小组讨论总结）结论一：在其他条件相同的条件下，滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度，接触面越粗糙，摩擦力。结论二：在其他条件相同的条件下，滑动摩擦力的大小与正压力，压力越大，摩擦力。315）交流与评估（小组展示，组织讨论）各小组交流探究过程与结论，对探究实验进行评估，评估的范围和内容应该开放且广泛，让学生充分表达探究实验中的问题与想法。如：你的读数准确吗？如何改进读数方法使读数更准确；你拉弹簧测力计时，如何保持木块做匀速运动？探究活动中还需要解决什么问题？你认为实验得出的结论可靠吗？……323.应用巩固,拓展提高（1）摩擦力的应用（结合生活经验，用讨论法教学）教学策略一：结合生产生活实例，介绍有时需要增大摩擦，有时需要减小摩擦实例，激活学生的生活经验。如，冬天路面出现了冰雪，汽车带防滑链增大车轮与地面的摩擦；给小车、机械的传动部分加润滑油，减小摩擦。教学策略二：指导学生应用摩擦力的知识分析讨论教材中的实例，启发学生举出并分析生产生活中增大或减小摩擦的实例。33（2）摩擦力知识的拓展（结合现代科技和生产实例教学）教学策略一：介绍并组织学生讨论生产生活中人们为了减小摩擦力，各种利用滚动代替滑动的实例，