体现“从生活走向物理”的教学设计——兼谈“摩擦力”的教学设计，本文主要内容关键词为：教学设计论文,摩擦力论文,走向论文,物理论文,兼谈论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
一、问题的提出
物理学是自然科学的重要分支，它的发展对于人类在生产技术上的进步、思想方法的发展乃至整个人类文明的发展都有着重要的推动作用。对于个人来说，对物理学的学习和探索又是一项极为丰富而且充满挑战性的活动，是培养学生实践、创新能力，提高个人科学素养的重要方法。越来越多的物理教师意识到物理教学已经不能单纯将注意力放在学生对知识的复述上，而更重要的是培养其用科学的眼光来分析周围的世界，使学生在学习的过程中经历从生活到物理的过程，使学生们形成相应的能力。但是在教学过程中如何实施，教师怎样通过自己一点一滴的教学实践将理念转变为现实？在教学过程中学生的思维发生了哪些变化？这些问题的研究对于教师更好地进行教学设计，实现课程标准提出的理念是非常必要而且有益的。本文以对初中物理“摩擦力”（义务教育课程标准实验教科书《物理》（8年级），上海科学技术出版社）一节的教学设计为例来说明有关的问题。
二、“摩擦力”的教学设计
1.教材分析
摩擦力是常见的三种基本力之一，学好本节，为学生接下来学习物体受力分析部分的知识打下基础。此外，摩擦力与日常生活紧密联系，知识来源于生活而且又服务于生活，因此这节是中学物理的重点内容之一。本文所选教材为沪科版初中8年级物理实验教科书。本书编写重点突出了知识与生活及生产实践的联系，体现了新课程“从生活走向物理，从物理走向社会”的理念。同时，教材安排学生经历猜想、设计实验、实验探究、合作交流等教学过程，让学生通过科学探究滑动摩擦力与压力、接触面粗糙程度关系的过程，学习科学探究方法，发展初步的科学探究能力，形成尊重事实、探索真理的科学态度。
2.教学目标
根据课程标准及学生的学习状况，制定本节课的教学目标如下：
知识与技能
（1）理解滑动摩擦力的概念，了解一些常见的摩擦现象。
（2）知道滑动摩擦力的大小与哪些因素有关。
（3）认识摩擦的利与弊以及掌握增大和减小摩擦的方法。
过程与方法
（1）通过观察和实验感知摩擦力的普遍存在，并学习用科学的语言描述生活及实验现象。
（2）经历探究影响滑动摩擦力大小因素的实验，鼓励学生在学习中要进行大胆地猜想与假设，理解在研究多因素问题中怎样运用“控制变量”的方法。
情感、态度与价值观
（1）通过探究活动培养学生对科学文化的兴趣激发强烈的求知欲，认识科学知识和技术对人类社会的发展和生活的影响。
（2）通过小组合作实验培养学生团结协作精神以及实事求是进行实验的科学态度和科学精神。
（3）通过对生活生产实例的分析，培养将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。
3.课程设计流程图
4.教学过程设计说明
（1）创设情境，游戏引入
事件1 教师展示塑料绳（其中一端被涂了护手霜，但是从表面并看不出来），请两名同学分别握住绳的两端用力拉，通过揭秘胜负的原因而引出对“摩擦力”的相关问题的思考。
点评 通过参与和观察游戏激发学生的学习兴趣，同时引出了课题。
（2）滑动摩擦力的概念的建立
事件2 展示图片：手拿瓶，用力才能拿稳；球在地上滚，一段距离后停下；运动鞋鞋底，有凹凸不平的纹路；车轮裹上链子的汽车在雪地上顺利前进。学生观察并回忆与之相应的生活经历。师生共同得出“摩擦力无处不在”的结论。
点评 回顾生活经历，使学生把相关类型的事件联系起来，将物理与生活联系起来。
事件3 教师请学生将手心向下，将手平按于桌面上，来回推拉，提问手的感觉。并回顾事件2中的诸现象，说明摩擦力的含义，即一个物体在另一个物体表面上滑动时所受到的阻碍物体间相对滑动的力。
点评 感知摩擦力的基本特征，明确摩擦力的含义，同时为下一步的讨论提供基础。
事件4 教师手握长毛刷在水平抬起的手臂上缓慢地来回拖动并提问：1.刷毛为什么会弯曲变形？2.这个阻碍刷毛运动的力在什么条件下产生？3.这个力产生在什么地方？效果如何？学生仔细观察并做出回答。
点评 直观的现象使学生能形象直观地理解滑动摩擦力的作用效果，形成表述与现象的一致。
（3）探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关
事件5 教师进一步提出研究滑动摩擦力的大小的任务。请学生回顾刚才的体验及展示的图片，并思考要增大摩擦力的方法，从而提出摩擦力大小与哪些因素有关的问题。学生再次感受手在桌面上滑动的情况，提出猜想，如摩擦力可能与接触面的粗糙程度、接触面的大小、速度大小、运动方向、物体间的压力等因素有关。
点评 学生积极思考，基于已有的证据提出猜想，并将自身的感受、现实的情境转化为科学的问题，也明确了科学探究的任务。
事件6 教师引导学生思考如下的问题：1.用什么器材来测量滑动摩擦力的大小？2.为什么可以这样做？在测量时要注意些什么？3.影响滑动摩擦力大小的因素很多，那我们要使用什么方法设计实验才能知道滑动摩擦力的变化是由这个因素引起的，而不是由其他因素引起的？
学生通过思考，对上述问题的讨论要有这样的几个要点：首先，可以用间接的方式用弹簧秤来测量摩擦力；其次，弹簧测力计应拉着木块在水平桌面上做匀速直线运动；再次，在多因素都有影响的情况下应对变量进行控制。
点评 以问题为中心对学生进行层层引导，学生在回答问题的基础上通过讨论得到方案，在锻炼了设计实验方案能力的同时也培养了学生间的交流协作精神。
事件7 学生分组实验，并将结果填入表格，通过分析得到：滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度及压力大小的关系。
点评 通过对实验数据的分析得到了影响摩擦力大小的因素及大小关系，这是本节知识的重点所在。在观察和实验的同时让学生的比较、分析、概括能力得到进一步提升。
（4）讨论分析
事件8 播放事件2中展示的画面，请学生用刚才的结论分析这些情境。
点评 将新的实例同化于刚刚学习的物理规律，扩大了对物理规律的外延的理解。同时也使得整节课首尾呼应，提升了教学效率。
事件9 提出问题：在生活中，是不是摩擦力越大越好呢？请学生们阐明自己的观点，并用恰当例证来说明。学生们通过反思自己的生活经历，发现摩擦力对人们的生产生活有利有弊，因此要根据实际情况通过调整压力的大小及接触面的粗糙程度，来增大有益的摩擦和减小有害的摩擦。
点评 进一步学习增大或减小摩擦的方法，培养学生将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。同时，通过争论摩擦是好是坏来引发学生的思考，培养学生“一分为二”看待事物的辩证的科学态度。
（5）总结回顾，布置作业
事件10 利用板书引导学生回顾本节课学到了哪些知识，运用了哪些研究方法。
点评 在教师的引导下，学生的知识得到梳理，形成了完善的知识体系。
事件11 以小组为单位，设计实验方案和实验记录表格来探究滑动摩擦力大小与其他因素的关系，如接触面的大小、速度等。教师可以提供如斜面、立方体木块、长方体木块、长木板、弹簧秤等家庭不常备的器材。
点评 将对物理规律的探究延伸到课外，提升学生进行探究的技能，并在探究的过程中达到物理规律与现象的统一。
三、设计理念
本节课是在学习了力的基本概念及二力平衡知识的基础上对力的概念外延上的拓展。摩擦力虽然是学生常见的一种基本的力，而且学生也可以处理一些与此有关的问题。但之前学生仅仅是利用生活的语言来进行描述和分析，比如要拿起比较滑的瓶子必须要“使用更大的力”来握住瓶子，在冰面上滑可以滑出去很远而在水泥路上则不可以，因为冰比较“滑”……如何使学生由生活走向物理，从对生活的感性认识上升到能够利用物理概念和物理知识来分析问题，即课程标准倡导的“从生活走向物理”，再从“物理走向生活”，从“物理走向社会”？这是这节课，也是整个物理教学的任务和目标。
本课从“拔河比赛”开始，这样通过制造悬念的设计既可以提高学生学习的积极性，激发学生的好奇心和求知欲，更是为学生设置了一个问题的情境——如何来描述、分析和解释这种现象？通过接下来的各个环节，学生逐渐从感性到理性，从生活走向了物理。
首先，在对事物的描述上，科学语言替代了生活语言。学生由绳的两端有油无油时手的感受，地板的质地等可以联想到发生滑动摩擦的接触面的性质。在教师的引导下，用“接触面的粗糙程度”这个概念是可以对各种质地和情景的接触面进行说明的。同样，对于抓、握、挤、压等情景，在教师的引导下可以用“接触面之间的压力”这个概念来概括，物体运动的快慢可以用速度来说明……在充分分析情景的基础上学生开始利用物理学的概念来分析问题，并以此作为他们分析问题的出发点。
其次，对相关现象进行建模，并选择了标准情境进行分析。学生要从丰富的生活表象中抽取出一个简单但又能较为完整地说明问题的理想化的物理情景，即所有与滑动摩擦力有关的问题都可以简化成用弹簧秤水平拉着在水平面上做匀速直线运动的木块的行为。
再次，利用精确的测量数据替代感觉。在学习中学生认识到感觉不能进行客观的交流，而通过测量获得的数据更能说明事物的属性。所以，应利用实验来进行定量或半定量的测量（但对于初中的学生，他们只需对数据的大小进行比较即可），这样他们就要选择合适的仪器并设计相应的实验步骤。在讨论中方案也会越来越集中：弹簧秤无疑是测量力的首选，但却不能直接测量摩擦力，于是考虑间接测量；被测量的物体除受摩擦力，其他受力相对简单且易于控制……
这样在进行实验设计的过程中学生已逐渐完成了从生活语言到科学描述的转化，如“科学家一样”地利用科学的语言和概念进行物理规律的探索。所以科学探究的作用不仅仅是为了提高学生的学习兴趣，为“实验”而实验，而是从生活到物理必须经过的一个环节，对学生学习物理知识，掌握物理学描述认识客体的方式方法，体味其中的思维过程等等，都具有更为深刻的意义。
此后，学生能够将生活中各种丰富的与摩擦力相关的现象都归结到“滑动摩擦力”、“接触面的粗糙程度”、“压力”等几个物理概念之间的关系上去。由此，科学理论为其思考问题提供了一个有效的工具，他们不断将相关经历、感受容纳于此框架，并使其外延得到丰富。此时，学生的思维方式已发生了根本的改变，他们利用新的范式来解释原来的问题。这对学生而言是具有革命性的，恰如库恩所说，“在革命以前在科学界中的鸭子，在革命之后成了兔子”。
本节课就是这样由教师创设的情境入手，学生们围绕问题的解决展开讨论，利用各种方式（生活经验、科学实验）进行证据的搜集和整理，通过论证和讨论，真正经历了“从生活到物理”的过程。并且伴随着讨论的展开和这个问题的解决，学生可以提出新的问题：如产生摩擦力的原因，摩擦力与生活生产实际的联系等等。这为学生进行更为深入的学习和探究打下了基础，甚至超出了教材或课程标准的要求的范围，但这对培养学生的探索和创新精神具有重要的意义。
以上我们展示了“摩擦力”这节课是如何从学生的生活经验逐步走向物理学的过程。其实在其他的教学设计中，也应该如这节课这样，充分考虑到学生学习起点的丰富性和生动性，并充分利用这一特点将学生吸引到教学情景中来。在对现象有所领悟的情况下，规范其表达，用科学语言提出问题，并在对研究对象进行操作的过程中，使得问题最终得到解释或者是解决，达到了理论表述与现实情境的统一，学生也随之完成了对科学知识的建构。
综上所述，我们初中的物理及其他自然科学的教学，目的之一就是要学生从日常现象及自身经历出发，通过课堂上的教学和学习活动，使得他们从最终能够超越生活，站在更高的角度来重新看待生活，使得他们无论在思维方式还是描述问题的方式都发生革命性的变化。