摩擦需要思維的火花

楊磊

對于生活中的摩擦現象，學生們已有豐富的感性認識了.《摩擦力》這一節課的主要目的是使學生在感性認識的基礎上再上升一步，認識摩擦力的存在和影響摩擦力大小的因素.筆者就如何改變摩擦力大小的方法這一教學內容談一談自己的感受.在之前的教學過程中，通常的做法是，教師先直接提出“壓力大小”和“接觸面的粗糙程度”這兩個因素可以影響摩擦力的大小，再通過做演示實驗去進一步證實.這樣的教學方法比較直接，是講實驗而不是探究實驗，不能引起學生足夠的興趣.既束縛了學生思維的發展，又無法提起學生學習的興趣，教學效果不好.在新課程改革之后，探究式教學成為物理教學的主要方式，但是在這一點上還是出現了一些問題.對于影響摩擦力大小的因素，如果讓學生毫無目的的猜想，不深究猜想來源的生活依據，可能會出現很多答案，如接觸面的粗糙程度、接觸面積的大小、物體運動的快慢、物體的重力或質量、運動的方向，等等.由于摩擦力的產生原因本身就是有爭議的謎團，它與以上因素的關系要解釋清楚并不容易，以學生現有的知識水平還無法接受.逐一解釋還占用了大量的課堂時間，沖淡了教學的主題.但要是不讓學生猜想，直接探究摩擦力與壓力和接觸面粗糙程度的關系又太牽強，又回到了原來的教學方式上，沒有收到良好的教學效果.這一內容成為了教學上的難點之一.在這一教學內容上，筆者采取了如下的方式.

案例探究影響滑動摩擦力大小的因素

師：既然大家已經認識了摩擦力，那么請同學們思考幾個問題.

（課件展示：提出問題）

問題1：一瓶新買的罐頭，可是瓶蓋兒怎么也打不開，你用什么方法把它擰開？

問題2：媽媽買了幾條泥鰍，可是捉的時候發現很滑，怎么做才能把泥鰍抓起來？

問題3：體育課上有爬桿的運動，怎樣做才不容易滑下來？

問題4：做航模時需要把木塊的一條棱銼掉，操作要領是什么？

（學生分組討論，寫出解決問題的方法，互相交流）

師：這些增大摩擦力的方法，實質是什么？

生：增大壓力、使物體表面更粗糙.

師：那么你認為摩擦力的大小可能和哪些因素有關？

生：壓力大小、接觸面的粗糙程度.

（課件展示：猜想假設：滑動摩擦力的大小可能和壓力大小以及接觸面的粗糙程度有關）

師：這只是你們的猜想，能不能用實驗來驗證？

生：能. ?（課件展示：實驗驗證）

教師提供玻璃板、木板、毛巾、木塊、砝碼、彈簧測力計等器材讓學生分組討論怎么做實驗（四名學生為一小組）.

學生開始討論實驗方案，討論結束后抽兩個小組講自己的實驗方案.學生方案中有不完善的地方，由各組學生互相補充歸納得出實驗方案.教師給與點撥指導.

師：（點撥）你怎么做才能測量摩擦力的大小？

生：水平勻速拉動木塊.

師：原理是什么？

生：二力平衡.拉力和摩擦力大小相等.

師：我們猜想滑動摩擦力的大小與兩個因素有關，在探究時應采取什么方法處理？

（學生討論，說出“控制變量法”.即控制接觸面粗糙程度不變，改變壓力，觀察摩擦力大小或控制壓力不變，改變接觸面粗糙程度，觀察摩擦力大小）

階段反思本堂課的重點就是實驗探究滑動摩擦力的大小與什么因素有關，由學生自己探索出的方案可能很粗糙、不完善，但通過學生相互補充，教師點撥，能使學生學會科學思考和解決問題的方法，充分體現新課改理念.

（學生分組開始實驗，教師在教室內巡視，給予指導）

實驗結束，教師找一組同學演示實驗的過程：

（1）在玻璃表面，用彈簧測力計拉著木塊在玻璃板上勻速滑動.記錄彈簧測力計的示數.

（2）在毛巾表面，用彈簧測力計拉著木塊在毛巾上勻速滑動.記錄彈簧測力計的示數.

（3）在木板表面，用彈簧測力計拉著木塊在木板上勻速滑動.記錄彈簧測力計的示數.

（4）在木塊上加一個砝碼，用彈簧測力計拉著木塊在木板上勻速滑動.記錄彈簧測力計的示數.

師：請你們展示實驗數據，說出結論.

生：展示實驗數據.

滑動摩擦力與壓力、接觸面的粗糙程度的關系.

甲小組：根據（1）、（2）兩次實驗得出結論：在壓力一定時，滑動摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關，接觸面越粗糙，摩擦力越大.

乙小組：根據（3）、（4）兩次實驗得出結論：在接觸面的粗糙程度一定時，滑動摩擦力的大小與壓力有關，壓力越大，摩擦力越大.

（課件展示：綜合結論：滑動摩擦力的大小與壓力的大小和接觸面的粗糙程度有關）

在處理這一教學難點時，筆者精心設計了與增大摩擦力有關的問題，讓學生通過對生活中具體問題的解決，產生自己的方法，形成自己的猜想，順理成章地找出滑動摩擦力與壓力、接觸面粗糙程度的關系.教學中重點突出學生參與實驗的過程，采取“提出問題——猜想假設——實驗驗證——得出結論——交流評估”的思維程序，探究摩擦力大小的影響因素.通過實驗探究摩擦力的大小，不僅能使學生加深對摩擦力的認識，而且能培養學生逐步學會用科學的方法去觀察、分析生活中的物理問題，學會正確的科學探究方法.教師在科學探究中起組織和引導作用，讓學生在親身感受中體驗摩擦力的存在，認識摩擦力的作用.由于影響摩擦力的因素較多，所以教師要注意幫助學生學會確定研究對象和控制條件，采用控制變量的科學探究方法.這種教學設計，不僅激發了學生學習物理的興趣，增強了學生的求知欲望，更培養了學生勇于探索的精神和嚴謹的科學態度.學生從以往的被動接受知識型學習，轉變為積極主動地參與探究活動，從而獲取知識.

探究式學習的指導思想是以學生發展為本，以培養學生的創新精神和實踐能力為核心，以激發潛能、發展個性和完善人格為中心，促進學生個體健康發展，努力提高學生全面、綜合的素質.所以，探究式學習的特點是注重知識技能的運用而非知識數量的積累，注重親身參與實踐與體驗而非接受他人的經驗，既要重視結果又要強調知識獲得的過程，既關注建構，又注重應用.開展探究性學習是使學生學會探究的方法，養成良好的習慣，激發學生的研究興趣，培養創新精神，是培養學生的創新能力、促進學生全面發展的一種手段.同時，探究性學習更注重協作學習，讓學生學會相互交流，發揮各自的長處，使每個學生在學習的過程中都得到鍛煉.

探究式教學方式不是以得到某種結果為終結，而是要通過變式練習，使學生將學到的知識應用到實際之中去解決新的問題，鼓勵學生創新.使他們在實際應用中，不僅加深對新知識的理解，使知識得到遷移、發展，而且能力也能得到進一步的發展提高.