“摩擦力的大小与什么有关”实验探究与教学反思

来源:用户上传      作者: 林加宁

　　“探究――摩擦力的大小与什么有关”是北师大版九年制义务教育教材八年级第七章第六节的内容，要求学生通过本节的学习，能了解什么是滑动摩擦力，它的大小与哪些因素有关，通过实验设计与探究，了解科学探究的重要性和普遍方法，有初步的实验设计和信息处理能力，能产生强烈的科学求知欲和乐于探究的信念，养成实事求是的科学态度和不畏困难的信心和决心。
　　
　　“滑动摩擦力”教学设计案例
　　
　　课前准备：1.布置学生预习“研究滑动摩擦力”，思考现实生活中与滑动摩擦力有关的一些现象。2.每两个学生一组，每组准备一个方型的木质盒子或其他材质的硬盒子，四个表面平坦完整。3.教师为每组同学准备一根弹簧测力计、两个质量均为50克的钩码。4.教师针对性进行实验探究教学设计，体现引导学生经历猜想、假设、实验论证、得出结论的科学探究过程的设计理念，以提高学生的能力为目的。
　　
　　教学实施过程
　　
　　1.教师提问：你们知道生活中有哪些与滑动摩擦力有关的现象？学生回答：(略。)
　　2.教师提问：同学们是否想过滑动摩擦力的大小与哪些因素有关？请大家讨论一下。学生开始讨论，过了几分钟，老师随意请学生来说出自己的假设，众多学生首先想到的是教材中描述的两个因素：压力和接触面粗糙程度。接下来课堂就静下来，老师提醒学生是否还有其他假设，下面冷不丁地喊出：“物体滑动速度。”老师面带微笑，继续鼓励学生，学生显得较为大胆地表达自己的观点：“物体质量、接触表面积的大小。”
　　3.教师把学生的这些假设全部写到黑板上，然后提问：现在我们要来证明这些假设的对与错，实验要如何设计？请大家讨论一下。
　　4.学生开始讨论，教师提醒学生要用纸笔记录讨论过程的心得体会，并注意先前在研究牛顿第一定律时是如何对多个变量进行研究的，提示学生从中总结研究方法。终于有学生激动地冒出一句：控制变量法。教师给予鼓励，并提醒学生要运用控制变量法。
　　5.教师观察学生设计基本完成后，开始请两位学生各自描述自己的设计方案，并形成数据处理表格体现在黑板上，由全班同学进行讨论、审查、改进、完善。
　　6.讨论过程中，重点逐渐集中在以下几个问题上：
　　（1）滑动摩擦力的大小如何测定？（2）研究滑动摩擦力与接触表面积的关系时，实验如何设计？（3）研究滑动摩擦力与质量的关系时，实验如何设计？组织学生进行讨论，教师加以引导，提醒学生注意应用所学的知识进行思考，逐渐形成对每个问题的认识：问题（1）：让物体在水平面上做匀速直线运动，据二力平衡知识，可以测出滑动摩擦力的大小。问题（2）：让学生注意如何把“控制变量法”从单纯的理论体现到具体实践中。讨论中许多学生只是空洞地表述“保持压力、表面粗糙程度不变，改变表面积的大小”，而没有具体的操作方案，引导学生设计具体可行的操作方案。问题（3）：注意引导学生认识到物体处于水平面上时，质量与压力的影响不能区别，从而提醒学生要改变思考方向，能够区别质量与压力的影响。
　　7.上述讨论完成之后，引导学生对自己设计的方案进行修改，利用自己带来的器材和教师分发的器材进行实验探究，得出数据。
　　8.让部分学生在黑板上写出实验数据，进行分析，得出结论，教师对实验数据的分析方法进行总结。
　　案例分析与反思
　　1.重视科学探究过程，重视培养学生科学的方法论。纵观教学过程，强调实验探究的整个过程：质疑――猜想――假设――验证――分析――结论，而且跳出了教材的条条框框的限制。通常情况下，学生会习惯性地以教材为蓝本，在假设时通常以教材的内容为依据，不敢超越，怕引起教师的批评，这是以往课堂教学教师主导地位留下的后遗症，本节课中学生也不例外地出现这种情况，这时需要教师鼓励学生大胆假设，摆脱教材束缚，大胆地先假设，后论证，经历了一个科学严谨的研究过程。在假设与论证过程中教师也不像以前那样轻易地去否定学生的假设与结论，只是指导学生在科学方法论的引导下自己去解决问题，从而增强了说服力，提高了教学结果的可信度。
　　2.教学逻辑性强，重视培养学生的科学思维能力。本节课逻辑严密，环环相扣，让学生在获得解决问题的成就感的同时又进入崭新的问题探究之中，有“山重水复疑无路，柳暗花明又一村”的感觉，以问题为导向，以解决问题为目的，一个接一个问题的提出、讨论、解决，训练学生的物理思维能力，提高学生根据实验要求解决实际问题的能力。
　　3.探究过程客观上忽略面向学生全体,过于重视学生个体的表现，这是一个比较突出、老师认识比较深刻而又难以改变的问题。课堂教学中师生问答仍局限于老师与部分学生，还有相当多的学生还是在被动地接受他人的实验探究思想，他们有的是来不及思考，有的是懒于思考。学生个体差异表现明显，教师在课堂上对学习能力弱的学生的关注虽然比以前有改善，但问题没有得到真正的解决，这类学生无论在客观上还是在主观上边缘化倾向较为严重，较少主动参与实验探究。
　　4.探究过程中教学时间与学生活动时间之间的矛盾较为突出。本节课中，实验的猜想、假设环节占用了半节课的时间，剩下的时间里学生要完成实验论证、数据采集、数据分析等过程，时间显然很紧张，只有少数实验能力强的学生能够合作完成，大部分学生来不及处理数据，有的甚至没有完成实验。由于探究过程的不确定因素较多，学生素质参差不齐，时间的紧缺往往成为新课程教学实践中的一大问题。很多实验探究是轰轰烈烈开始，急急忙忙结束，所以我觉得老师要注意收集学生的反馈信息，在课堂上注意方法论的指导，注意主要问题的分析，把尽量多的时间留给学生。
　　5.学生实验设计能力的提升程度有限。学生学习本节之后，照理应对实验探究的设计方法、控制变量法有一定的了解，但在随后的测验中，把实验改成“研究滚动摩擦力与什么因素有关”时，要求学生进行实验设计，还有相当多的学生设计不出，或是不完整，这表明部分学生实验能力进步不大，究其原因，我觉得还是课堂教学中老师包办得多了些，让学生自主思考的过少，老师不敢放手让学生在课后进行实验探究，毕竟课堂时间是有限的。老师不敢放手让学生进行课后实验探究的原因是缺少监督机制、评价机制，学生的积极性与主动性不高。所以我觉得新课程下物理教学要重视学生课后的实验探究，老师要努力找出一套行之有效的方法来。
　　
　　（作者单位：福建省莆田市莆田第6中学）

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