構建傳送帶模型提升科學思維的教學實例

葉秀莊

科學思維的培養是物理素養中最關鍵的環節，而構建物理模型則是培養科學思維的一條最重要、最有效的途徑。如何在物理教學過程中通過建模能力的培養提升學生的科學思維，滲透物理的學科核心素養，是值得教師思考并探索的課題。本文以高中最常見的一類問題為例，闡述如何培養學生的建模能力和科學思維，落實物理學科核心素養的滲透。

傳送帶問題是高中物理不可回避的重難點，涉及受力分析，尤其是靜摩擦力方向的判斷和摩擦力的突變問題，也涉及多個階段的運動分析。因此在高三一輪復習的教學中教師要引導學生全面分析各種情況，構建物理模型，從模型中提煉出核心知識，明確解決問題的關鍵因素。

筆者首先用幽默美妙的語言來描述傳送帶和物體這對“戀人”的美好愿望，就是生死與共（共速），學生聽了會覺得很新奇，并且每當在分析物體速度的轉折或摩擦力的突變時我都提醒學生謹記這個愿望。該如何努力實現這個愿望？不忘初心，方得始終。

接著按水平和傾斜把傳送帶分為兩大類，對于水平傳送帶我從兩者初速度方向和大小的關系，傳送帶是否足夠長這幾種情況再細分歸類討論，而對于傾斜的足夠長的傳送帶則是按兩者初速度方向和大小關系，并結合μ和tanθ的大小關系去歸類，每一類型都需把物體所受摩擦力的突變情況分析清楚，從而得知物體的運動情況。具體分類情況如下：

一、愿望

傳送帶和物體這對“戀人”希望能生死與共（共速）。

二、分類

傳送帶問題最關鍵的就是摩擦力的分析，尤其是共速后摩擦力的突變，對于足夠長的水平傳送帶，共速后摩擦力變消失，美好愿望最終實現;而傾斜且μ>tanθ的傳送帶則動摩擦突變為靜摩擦力，美好愿望也能實現;但傾斜且μ

物理學理論起源于思維和觀念，在建立一個物理學理論時，基本觀念起了最主要的作用，因此教師要想盡一切辦法，比如借助物理模型的建構，提升學生的科學思維。

責任編輯 羅 峰