基于核心素养的初中物理教学设计--以“探究摩擦力大小与什么有关”为例.pdf

E-mail:40.教学设计2023年5 月中物理教学参考第5 2 卷第5 期基于核心素养的初中物理教学设计以“探究摩擦力大小与什么有关”为例*李小丹杨亚男（河南师范大学附属中学河南新乡453002)文章编号：10 0 2-2 18 X(2023)05-0040-03中图分类号：G632.3文献标识码：A摘要：结合具体教学案例，尝试从“创设情境，激发学生学习兴趣；启思导学，注重物理观念教学；创新实验，提高学生科学探究能力；联系生活，培养学生科学思维及科学态度与责任。”几个方面，探讨基于核心素养的初中物理课堂教学策略。关键词：核心素养；教学设计；创新实验；摩擦力物理学是人类科学文化的重要组成部分，是研究物质、相互作用和运动规律的自然科学。义务教育物理课程标准（2 0 2 2 年版）明确指出：义务教育阶段物理课程作为科学教育的组成部分，是以提高全体学生科学素养为目标的自然科学基础课程。物理学科核心素养是学生在接受物理教育的过程中，逐步形成的适应个人终身发展和社会需要的必备品格和关键能力，是学生科学素养的重要构成部分。因此，教师应围绕学科核心素养进行教学设计，注重在教学中培养学生物理学科核心素养。下面，笔者以北师大版八年级物理第七章第6 节“探究摩擦力大小与什么有关”一课为例，阐述基于核心素养进行初中物理教学设计的策略。一、研读课标，解析教材，分析学情教师在教学设计前，首先，要研读课程标准，了解物理课程性质，理解课程理念，明确课程目标，领悟物理学科核心素养的内涵。义务教育物理课程标准（2 0 2 2 年版）明确指出：通过常见事例或实验了解摩擦力，探究并理解滑动摩擦力的大小与哪些因素有关。本节教学前，学生已经学习了弹力、重力、二力平衡的相关知识，会用弹簧测力计进行力的测量。在此基础上，学生将通过常见事例或实验了解摩擦力，在二力平衡及使用弹簧测力计测量力的大小的基础上，进一步设计实验探究并理解滑动摩擦力大小与哪些因素有关。通过摩擦力知识的学习，也为后续学习力和运动的关系进行铺垫。因此，本节课起到承前启后的作用。摩擦力在生产和生活中都有着重要的意义。学生对生活中的摩擦现象有着丰富的感性认识，但缺乏理性分析，对摩擦力的分类以及影响滑动摩擦力大小的因素存在疑问。在学生已有认知的基础上，本节课将引导学生全面科学地认识摩擦力，设计实验探究影响滑动摩擦力大小的因素。二、教学目标分析综合对课标、教材及学情进行分析，制定本节课教学目标如下：物理观念通过日常现象及亲身体验，感知摩擦现象；知道影响滑动摩擦力大小的因素；能举例说明增大或减小摩擦的方法。科学思维隹进一步体会基于实验数据进行分析综合、质疑创新的科学思维过程。科学探究通过探究影响滑动摩擦力大小的因素，体会提出问题、寻找证据、解释现象、交流讨论的科学探究过程，进一步体会控制变量的思想方法，提升设计实验、收集和处理实验信息的能力。科学态度与责任在举例分析增大有益摩擦或减小有害摩擦的过程中，初步认识科学技术对社会发展和人类生活的影响，培养应用科学知识为社会服务的意识，通过交流讨论培养学生信息交流及语言表达的能力。三、基于核心素养的教学设计实例（一）创设情境，感受摩擦力夹弹珠游戏请一名学生用筷子夹弹珠，在规定的时间内，计算夹弹珠的个数；把筷子换成缠了棉线的筷子，再试做一次实验。实验感受用缠了棉线的筷子夹弹珠，弹珠不易滑落，更容易夹住弹珠。*2021年度河南省基础教育教学研究项目“初中物理教学与高中物理衔接问题研究”，课题编号：JCJYC210600009E-mail:41.教学设计May.2023中物理教学参考Vo1.52 No.5提出问题为什么缠了棉线的筷子更容易夹住弹珠呢？设计意图创设游戏情境，激发学生兴趣，迅速将学生带人物理课堂学习的氛围中，感受神奇的摩擦力，从而引人新课。（二）启思导学，认识摩擦力在前面夹弹珠的游戏中，只有一名学生感受到了摩擦力的现象，接下来请你们一起感受摩擦现象。活动1（1)将手掌压在桌面上滑动，感受桌面对手掌的阻碍作用。(2)用橡皮在纸上涂改，感受纸对橡皮的阻碍作用。(3)将脚压在地面滑动，感受地面对脚的阻碍作用。（活动中请学生思考以上现象的共同特点是什么？通过活动1引导学生总结出滑动摩擦及滑动摩擦力的定义。）设计意图利用身边熟悉的物品，结合生活经验引导学生感受摩擦的现象，通过亲身体验摩擦力，总结出滑动摩擦及滑动摩擦力的定义。活动2演示毛刷实验，总结滑动摩擦力的方向，如图1所示。图1教师演示1纸板不动，刷子向左运动，刷毛向右弯曲。提出问题刷子相对地面向哪个方向运动？刷子相对纸板向哪个方向运动？刷毛向哪个方向弯曲？分析得出刷子所受滑动摩擦力方向与相对纸板的运动方向相反。教师演示2刷子不动，纸板向右运动，刷毛向右弯曲，同样提出以上几个问题，讨论得出刷子所受滑动摩擦力方向仍然与相对纸板的运动方向相反。教师引导学生总结得出：滑动摩擦力的方向不是与物体运动方向相反，而是与跟它接触的物体的相对运动方向相反。设计意图滑动摩擦力方向的判断是本节的难点。学生根据生活经验，想当然地认为滑动摩擦力方向与物体运动方向相反。而教师通过毛刷对比实验，打破了学生的已有认知，加深学生对滑动摩擦力方向的认识。（三）创新实验，探究摩擦力提出问题滑动摩擦力的大小与什么因素有关？猜想结合生活场景，猜想滑动摩擦力的大小与哪些因素有关。1.设计实验，制定计划在猜想的基础上，引导学生利用控制变量法设计实验，小组合作完成实验方案，探究影响滑动摩擦力大小因素实验方案表格设计，如表1所示。表1实验方案（控制变量法）操作方案A.探究滑动摩擦保持不变；如何改变压力；需力大小与压力关系只改变要哪些实验器材B.探究滑动摩擦如何改变接触面粗保持不变；力大小与接触面糙程度；需要哪些只改变粗糙程度关系实验器材C.探究滑动摩擦保持不变；如何改变物体运动力大小与物体运只改变速度动速度关系D.探究滑动摩擦保持不变；如何改变接触面力大小与接粗面只改变大小大小关系2.进行实验，收集数据探究1氵测量木块在木板上做水平直线运动时，所受滑动摩擦力的大小。学生展示匀速直线拉动木块，根据二力平衡知识可知，滑动摩擦力大小等于弹簧测力计示数，从而得出滑动摩擦力的大小，实验操作如图2 所示。一-89图2E-mail:（本文编辑：王萍）.教学设计2023年5 月中物理教学参考第5 2 卷第5 期交流讨论实验中，学生发现：很难控制木块做匀速直线运动；不易控制拉力方向与测力计中心轴线在同一水平方向；测力计示数不稳定，不易读数。启发引导结合之前的毛刷实验，固定木块，拉动木板是否可行？在启发引导的基础上，教师介绍自制实验器材，如图3所示。图3将弹簧测力计竖直悬挂，更加方便读数；固定定滑轮，将细线绕过定滑轮，一端连接弹簧测力计挂钩，一端连接木块。通过定滑轮的使用，不仅改变力的方向，更大的好处是通过调节定滑轮的高度，可以快速实现拉力与小车运动方向保持水平；在木块下垫上纸板，拉动纸板即可产生滑动摩擦力，不需要保证匀速运动，方便操作。设计意图如何测量滑动摩擦力大小是本节的难点，学生在利用弹簧测力计测量摩擦力大小时发现，存在难以控制木块做匀速直线运动及读数不稳定的问题。为解决此问题，引导学生在毛刷实验的基础上改进实验器材，突破教学难点。学生在发现问题、解决问题的过程中，体会科学探究的不易，培养学生严谨的科学态度。3.分组实验，收集数据利用改进后的自制教具，组织学生进行分组实验。实验过程中注意观察学生操作规范性，及时引导学生正确操作实验。鼓励学生分工合作，将实验数据记录到表格中4.交流展示，得出结论学生展示实验的过程，并在老师引导下总结实验结论。5.评估交流教师提出以下评估问题，如，你的实验结论与实际情况相符吗？与之前猜想有不同之处吗？你的结果与其他小组相同吗？如果不同如何解释？等，通过评估问题反思实验的操作过程。设计意图学生分工合作，分组实验，记录数据。在小组合作中完成实验，体会团结协作的力量。通过交流展示，培养学生的语言表达能力及分析解决问题的能力。评估交流环节给学生提供了交流和反思的空间，培养学生处理实验信息的能力。（四）联系生活，应用摩擦力活动3比一比谁的办法多？提问用什么办法可以快速拧开玻璃瓶的瓶盖？用什么办法可以快速使自行车刹车？生活中还有哪些现象需要增大或减小摩擦？设计意图丝结合生活现象让学生体会物理与生活息息相关，引导学生用物理知识解释生活现象，了解物理知识对生产技术、社会生活的影响，培养学生正确的科学态度与责任。（五）实践作业（1)阅读课本中“科学窗”的内容，总结什么是静摩擦和滚动摩擦？（2)假如生活中没有摩擦，会出现什么现象？设计意图安排学生自主阅读“科学窗”的内容，为下节课了解静摩擦和滚动摩擦做准备，同时培养学生阅读信息，提取信息的能力。通过书写“假如没有摩擦，会出现什么现象”的小论文，培养学生依据所学物理知识进行合理推理的能力。四、结束语综上，教师不仅要关注科学知识的传授和技能的训练，更应该思考如何在有限的时间内，激发学生的学习兴趣，提高学生科学探究的能力，培养学生科学思维以及科学态度与责任，全面提高学生的学科核心素养。参考文献1中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准（2 0 2 2年版）MI.北京：北京师范大学出版社，2 0 2 2.2张鑫悦，刘晓军。基于核心素养的“摩擦力”教学设计研究 J.中学物理教学参考，2 0 2 1，5 0（5）：31-33.