摘 要：在滑动摩擦力教学中，通过改进教学方式，教师创设新颖的教学情境，学生发现问题进而提出问题，通过合作交流，学生自我总结归纳出滑动摩擦力方向的规律.课堂以学生为主体，以实际情境为切入点，以学生提问为起点，注重了知识的建构过程，践行了以核心素养为目标的教学理念.

关键词：改进;教学方式;核心素养;滑动摩擦力

文章编号：1008-4134（2020）07-0046中图分类号：G633.7文献标识码：B

基金项目：  北京市物理学会重点课题“基于核心素养培养学生问题意识的实践研究”（项目编号：WLXH201022）.

作者简介：杨清源（1975-），男，湖南人，硕士，中学高级教师，研究方向：中学物理教学与研究.

学生是学习的主体，为提升学生学科核心素养，应适度改进教学方式，以科学灵活的授课方式让学生充分参与教学过程，通过加强细节的巧妙处理，实现知识的建构过程.比如，教学情境设计应尽量吸引学生注意力，力求学生充分发挥主观能动性，让学生积极参与到课堂学习中来，暴露学生的迷思概念;应适当设计合理的探究活动和实验活动，在学生亲身体验的基础上进行知识和方法的建构，在学生讨论中达成共识，进而建立概念或形成规律……好的教学方式，才能更好更快地促进学生核心素养的养成.本文以滑动摩擦力一课的引课教学和方向教学为例，谈谈笔者的一点做法.

1 问题的提出——常规教学设计的不足

在以往教学中，教师通常从生活实例或者魔术引入，引出摩擦力，接着学习新知识，在课堂后半部分再适时用所学解释引课时的实验现象.这是一种不错的引入方式，但其不足是引课和解释出现断层和脱节，缺乏教学过程的连贯性.

对于滑动摩擦力方向的教学，通常是通过几个简单实例，告诉学生滑动摩擦力方向与相对运动方向相反的结论，接着通过习题进行落实.这种教学方式，短期看似高效，其实学生仅仅是记住结论，时间稍长，依旧迷惑，这种教学方式对于学生的能力发展和学生的素养提升，也存在局限性，有必要改进.

2 对引课教学方式的改进与分析

在不同版本的高中物理教材中，阐述静摩擦力和滑动摩擦力的顺序不同，本教学设计基于先学习滑动摩擦力，后学习静摩擦力.

2.1 引课的教学设计

2.1.1 学生观看演示实验与亲身体验

环节1：“演示”拖拽手机下的A4纸.从学生甲借一部手机，将手机放在讲台边沿，手机下边压一张A4纸，让手机的主人（学生甲）抽出A4纸，学生迟疑，不抽纸，教师追问原因.

环节2：演示拖拽滑块下的A4纸.将手机换成滑块，下边压一张A4纸，整体置于讲台中间，记录好滑块的初始位置，学生甲抽出A4纸.实物投影实验的过程，全班学生观察滑块的位置变化情况.

环节3：学生自主实验.在课桌上平放一张试卷，再将校园卡放在试卷中间，记录校园卡的初始位置，抽出试卷，观察校园卡的位置变化.

2.1.2 学生提问与聚焦问题

教师引导：根据观察到的现象，针对滑块的运动过程，提出一些物理问题.

学生提问：滑块受到的弹力变不变？除了重力和弹力，滑块还受到哪些力？滑块最初是静止的，最后又静止，而滑块位置发生了变化，说明滑块经历了加速过程和减速过程，其动力和阻力分别是什么力？在滑块加速和减速过程中，哪些物体受到摩擦力？叫什么摩擦力？产生这种摩擦力的条件是什么？为什么会有摩擦力？摩擦力三要素是什么？滑动摩擦力的大小和方向是否有规律？……

预案：如果学生提不出相关问题，教师指导和提示.

教师再引导学生聚焦问题——产生滑动摩擦力的条件，滑动摩擦力的大小和方向的规律.

2.2 设计意图与分析

（1）方便直接引入：由于是先學习滑动摩擦力，后学习静摩擦力，引课需要避开从静摩擦力过渡到滑动摩擦力，以免形成干扰.此实验可以直接引入滑动摩擦力.

（2）容易破除迷思概念：学生通常认为滑动摩擦力一定是阻力，滑动摩擦力只作用在运动的物体上（前测的确如此）.而要想办法克服学生这种错误认识，破除学生的迷思概念，就需要找一个滑动摩擦力作为动力的实例，以使学生产生认知冲突.除了传送带以外，这样的生活实例不好找（静摩擦力作为动力的事例比较多）.本引课采用了抽纸的方案，该方案中滑块（校园卡类似）包含加速和减速两个过程，加速过程中滑动摩擦力对滑块而言是动力，用实例证明了滑动摩擦力是可以作为动力的，这可以帮助学生破除头脑中的迷思概念.

（3）方便建立科学概念：学生在初中学习了牛顿第一定律，结合生活经验，知道动力让物体加速，阻力让物体减速，或者加速过程存在动力，减速过程存在阻力.学生除了认识到滑块加速时所需的动力是滑动摩擦力外，容易知道滑块在桌面上减速时受到的阻力也是滑动摩擦力，进而知道滑动摩擦力的作用效果可以是动力，也可以是阻力，这个思考过程和分析过程自然会促使学生对滑动摩擦力有新的认识，容易建立起相关的科学概念，这也有利于促使学生形成相互作用和运动观.

（4）抓住学生心理：用手机引入，主要是瞬间抓住学生的注意力，学生有生活经验，抽纸可能会导致手机从桌面掉下去而摔坏，危险，引出有摩擦力作用.紧张刺激与快乐学习共存.为确保安全，再改用滑块，并显示实验全过程.相反，如果上来就用滑块做实验，对高中学生而言，则显得特别没意思，学生会感觉到很无聊，起不到应有的引课作用.

（5）丰富教学素材：这个引入方案为后面分析滑动摩擦力方向提供足够素材，两个过程（加速和减速），三个研究对象（滑块、纸面以及桌面），为后续学生列表归纳滑动摩擦力方向的规律做好了铺垫.

这样的引课方式，与以往教学方式不同，也不麻烦，但能很自然地抓住学生的注意力，学生很自然的会从动力学分析现象的原因，很顺畅地过渡到下一个教学环节，教学过程自然、流畅，实验可视性好，也有学生亲身体验，对培养学生科学探究能力很有帮助，教学效率高.

3 对摩擦力方向的教学方式的改进与分析

3.1 滑动摩擦力方向的教学设计

环节1：探寻规律：如图1，如何判断滑动摩擦力的方向？

绝大部分学生是不知道的.结合前述引课实例，引导学生分别分析（为了探寻规律，建议学生列表记录）：

（1）滑块在纸上加速和在桌面减速过程中，滑块受到的滑动摩擦力方向分别指向哪里？有规律吗？

（2）滑块在纸上加速和在桌面减速过程中，桌面受到的滑动摩擦力方向分别指向哪里？有规律吗？

在探寻滑动摩擦力方向规律的过程中，引导学生逐步按表1内容列出（根据学生探讨需要，逐步出现速度方向和加速度方向等），尤其是“相对运动方向”先不给，“逼迫”学生猜想 “相对运动方向”.

学生总结规律：滑动摩擦力方向与相对运动方向相反，强调并解读“相对”二字.

学生提问：如何确定两物体的“相对运动方向”？（方法1是比较瞬时速度方向和大小;方法2是位移大小比较.方法1常用，可以比较不同时刻，方法2只能比较整体过程，不能比较瞬时情况）

环节2：学生练习.进地铁车站，都有安检.将书包放上传送带时候，请分析书包在接触传送带瞬间受到的摩擦力方向（如图2）.

环节3：体验操作.用力压手掌，并使手掌在桌面上相对桌面运动，体会滑动摩擦力方向.

3.2 设计意图与分析

3.2.1 探寻规律的设计意图

（1）重视探究过程.根据前测，学生对滑动摩擦力方向的认识存在问题.摩擦力方向本身是难点，虽然少数初中学生学习过，但不透彻，仅仅是记忆了其结果.不同的年龄，学生的认知能力不同，进入高中，学生学习了运动学后，对运动又有了新的认识，有必要在此引导学生再追根溯源，通过探究，知道其来龙去脉，本课注重的是学生知识建构过程，而不仅仅是记住结论.

（2）关注最近发展区：演示实验有滑块的加速和减速过程，还有静止的桌面受滑动摩擦力，说明滑动摩擦力既可以作为动力，也可以作为阻力，既可以作用在运动的物体上，也可以作用在静止的物体上，表中物理量一个一个出，学生被“逼迫”想到“相对运动方向”，这会加深学生对滑动摩擦力的认识，破解学生的迷思概念，同时也丰富了学生对相互作用和运动观念的认识.

（3）突出思想方法：一方面，这种探寻规律的方法，其实也是楞次定律总结规律的方法，学生的能力是慢慢地积累起来的.另一方面，列表中隐含着普遍的动力学研究方法，那就是先确定研究对象和研究过程，再进行受力分析，这为学生提供了一般的思路和方法，为后续学习动力学提供了铺垫.

（4）深化运动观：如何确定两物体的相对运动方向，其实学生会自然地自我追问，如何探寻判断相对运动方向的一般方法？学生通过必修一前两章的学习，相对初中而言，对运动学有了更深的认识，具有了更扎實的知识基础，具有讨论“相对运动方向”含义的知识条件和能力基础.通过这样的追问，再进行探讨和交流，学生可以更好地理解运动的相对性，进一步发展学生的运动观.

3.2.2 学生练习的设计意图

（1）巩固落实知识：前述通过探究得到滑动摩擦力方向与相对运动方向相反的结论后，需要巩固和落实，该实例分析可以促进学生落实知识和方法，此处滑动摩擦力对书包而言是动力，进一步克服学生头脑中摩擦力是阻力的错误认识，突破难点，同时也具有检测功能.

（2）联系生活实际：通过此练习，进一步引导学生将实际问题和物理问题相联系，学习将实际问题转化为相关的物理情境图，课堂围绕着板块情境和传送带情境来研究摩擦力（抽纸问题可以近似为板块问题）.

（3）实验设计基础：还要探究滑动摩擦力大小的规律，这为后面学生设计探究滑动摩擦力大小的实验方案提供了基础，为学生在发散思维时提供间接参考（探究大小时候采用滑动摩擦力演示仪）.

4 对教学方式改进的一点认识

本部分教学重点是探究滑动摩擦力方向规律，教学过程不以知识为唯一结论，而是真实地注重建构过程，教学过程通过学生学习方式的变革，促进核心素养在课堂教学中的落实，尤其注重了学生科学思维的发展和探究能力的培养，具体说有以下几个亮点：

4.1 引入新颖

教师创设的情境简单、易懂、高效，既抓住学生的注意力，又与后面的学习内容很好地联系起来，尤其是滑块运动过程先后包含滑动摩擦力做动力和滑动摩擦力做阻力，这为后续学习做了很好的铺垫，同时在分析摩擦力的时候涉及模型建构.

4.2 加强体验

在引课的演示之后，给予学生体验机会;在得出方向结论后，再给学生体验机会;在后续探究滑动摩擦力大小时候，依然给足学生体验机会……课堂上学生的各种活动体验丰富，学生从体验中获取经验，把经验提升为结论，最后内化为自身知识体系的一部分，课堂将学生的感性体验和理性分析有机融合，将有助于学生突破思维误区与障碍，促进知识和方法的构建，纠正一些错误认识.

4.3 聚焦素养

课堂并没有直接给出滑动摩擦力方向规律的结论，而是采用了列表法，对加速和减速过程中的滑块以及桌面，学生分别对其摩擦力方向进行了分析，排除了滑动摩擦力方向与速度方向或加速度方向的关系，进而自我归纳总结出滑动摩擦力方向和相对运动方向相反的规律.这种注重过程的探究式学习，不仅有利于学生理解知识本身，更有助于引导学生学会思考问题的方式，体现了科学思维的过程，促进形成相互作用和运动观，也为学生的后续学习（比如楞次定律等）打好基础，培养了学生的科学思维和实验探究能力，有利于学生的可持续发展.

当然，以上设计也有一些值得探讨的地方，其中之一是课堂内容较多，如果各环节都让学生表述和交流，都进行探究，那么教学整体进度必然会慢下来，如何兼顾两者，找到其最佳的平衡点，如何整合各个教学资源，提高效率，这是今后思考的问题.

参考文献：

[1]杨清源.新课标下对物理模型的分析及教学策略[J].中学物理，2018，36（11）：7-9.

[2]彭前程.积极探索基于核心素养理念下的物理教学[J].中学物理，2016，34（03）：1-2.

[3]曹宝龙.课堂教学中落实物理学科素养的关键问题[J].中学物理，2019，37（17）：9-12.

（收稿日期：2020-01-04）

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