課程思政與核心素養在高中物理教學中的有機融合*
——以“靜摩擦力”為例

陳學軍

（湖南工業大學理學院 湖南 株洲 412007）

黃國雄

（株洲市第二中學 湖南 株洲 412007）

畢 鋒

（邵陽縣巖口鋪鎮初級中學 湖南 邵陽 422106）

何 軍

（湖南工業大學理學院 湖南 株洲 412007）

1 設計思想

物理起于生活，于生活中學習物理，方能認識自我、認知外界.靜摩擦力在高中物理課程中作為力學部分的重要內容，對部分學生也屬于難點內容，尤其是靜摩擦力何時存在、其大小和方向等問題確實較難掌握.本節課通過一系列常見的生活現象讓學生體會靜摩擦力的存在、產生與應用，消除學生“物理知識與生活脫節”的原認知，讓學生在靜摩擦力的認知過程中培養物理思維與能力，感受真善美，樹立正確的人生觀、世界觀、價值觀［1～4］.

2 教材分析

“靜摩擦力”是高中物理必修1［人教版（2019年6月第1版）］第三章“摩擦力”一節的內容，其編排在滑動摩擦力之后，是對摩擦力知識的的重要延伸.該部分內容以問題驅動——“推沙發”的實例引入，以二力平衡為紐帶，建立靜摩擦力的概念；最大靜摩擦力的內容，教材以彈簧測力計、力傳感器的測量實驗得出；“科學漫步”通過介紹流體阻力及影響因素，進一步增長學生見識.

3 學情分析

（1）認知層面

學生對滑動摩擦力有一定理解，但相對運動方向和運動方向混淆不清；何為靜摩擦力、靜摩擦力什么情況下存在，何為相對靜止、相對運動趨勢是什么，均處于迷茫狀態.

（2）知識與能力層面

較系統地學習過力的知識，包括畫力的示意圖、二力平衡等，學習了滑動摩擦力，為此有一定的知識儲備；具備一定的現象觀察和分析能力、歸納總結能力，有一定的抽象思維和動手能力，對未知的事物有較強的探究欲望.

4 教學目標

（1）物理觀念

知道靜摩擦力的概念及產生條件；知道最大靜摩擦力.

（2）科學思維與探究能力

能對生活實例進行分析，判斷摩擦力種類；會用二力平衡計算靜摩擦力、能利用相對運動趨勢判斷其方向；會通過小組合作利用彈簧測力計或力傳感器探究靜摩擦力大小變化問題，了解最大靜摩擦力與滑動摩擦力的區別.通過探究過程讓學生意識到真理的探究需要多方面能力的配合，缺一不可.

（3）科學態度與責任

讓學生在除知識、能力以外還獲得真善美的成長，正確樹立三觀.

鼓勵學生樂于觀察，去發現“美”：真理之美、德行之美；鼓勵學生動手實踐，讓其在勞動中體悟人生哲理，認識自我、感知外界；鼓勵學生勤加思考，能在觀察、實踐之中發展思維，培養合作精神，鍛煉不屈意志，增強民族認同，辨證看待萬物.

5 教學重難點

教學重點：靜摩擦力的產生條件、方向的判斷及大小的計算.

教學難點：對物體相對運動趨勢的理解及判斷.

6 教法與學法

教法：講授法，實驗法，問答法.

學法：觀察法，討論法，合作學習法.

7 教學用具

多媒體設備（視頻）、毛巾、彈簧測力計（砝碼）、木板滑塊、力傳感器（配套）、爬繩小猴、細繩與水桶.

8 教學流程

趣味生活，觀察思考→聯系舊知，形成概念→觀察體會，探究內因→合作交流，加強理解→回歸生活，學以致用.

9 教學過程

9.1 趣味生活 觀察思考

觀看視頻1：點鈔人員花式點鈔，如圖1所示.

圖1 點鈔人員花式點鈔

【問題驅動】

師：他們的技術精湛嗎？精湛的背后你認為潛藏著什么？

生：精湛；是日復一日，不畏艱難、始終如一的練習.（堅持和汗水）

師：思考點鈔借助了什么力？手指相對紙鈔動了沒有？

生：點鈔人借助了手與紙幣表面間的摩擦力，二者間相對靜止.

觀看視頻2：物理老師手掰蘋果，如圖2所示.

圖2 手掰蘋果

師：老師掰蘋果時，手與蘋果間有沒有摩擦力？手掌相對蘋果表面動了沒有？

生：有；手與蘋果表面相對靜止.

設計意圖：（1）激發學習興趣、培養學生觀察與分析能力，發現“真理之美”.

（2）借點鈔人員苦練技術的事跡引發學生情感共鳴：不畏艱難、勇往直前.幫助學生樹立正確的人生觀.

9.2 聯系舊知 形成概念

教師展示滑動摩擦力概念.

【問題驅動】

師：是不是摩擦力都發生在相對運動的兩個物體之間？

生：手指與紙幣、手掌與蘋果表面間的摩擦力發生在相對靜止的兩個物體之間.

師：你能否給這種摩擦力起個貼切的名字？

生：靜摩擦力.

總結歸納：發生在相對靜止的兩個物體間的摩擦力叫靜摩擦力.

設計意圖：發揮學生主體作用，體驗概念的形成過程；強化對靜摩擦力與動摩擦力的理解.

9.3 觀察體會 探究內因

教師展示漫畫：引導學生思考靜摩擦力的產生條件.

圖3 漫畫展示

【問題驅動】

師：你能從物理的角度解釋阿衰摔倒的原因嗎？

學生活動：學生憑借感性認識給出答案.如腳與地面間的摩擦力消失了，人重心不穩.

師：你認為扔香蕉皮有哪些危害，假如你是阿衰，摔倒后你會怎么做？

學生活動：學生各抒己見.如暗道一聲倒霉，隨意踢開香蕉皮；拾起香蕉皮避免他人受傷害.

師：結合摔倒一事，分析靜摩擦力產生需要哪些條件？（引導學生通過手推桌面或者腳蹭地面來感受靜摩擦力）

生甲：兩物體之間要有接觸且發生擠壓.

生乙：兩物體接觸面要粗糙且兩物體發生相對運動趨勢.

學生通過分析能較全面了解踩香蕉皮摔倒的原因.

總結歸納：物體間相互接觸且擠壓；接觸面要粗糙；具有相對運動趨勢.

設計意圖：漫畫極具宣傳與批判作用.通過將此知識點與漫畫結合，一方面可以加強學生對抽象知識的理解；另一方面強化社會公德教育，促進學生核心價值觀的養成.

9.4 合作交流 加強理解

（1）靜摩擦力作用點

【問題驅動】

師：結合上述視頻與體驗，你們認為靜摩擦力的作用點在哪里？

生：在物體間的接觸面上.

設計意圖：進一步強化學生觀察、問題分析能力.

（2）靜摩擦力的方向

演示：擰毛巾.

如圖4所示，讓學生擰毛巾，體會雙手在施力時，毛巾旋紋的形成過程.要求：左手保持不動，右手施加力讓毛巾向右旋紋，但不發生相對運動.

圖4 擰毛巾

【問題驅動】

師：右手端毛巾相對于左手端具有怎樣的相對運動趨勢？

生：向右運動的趨勢.

師：左手端毛巾向哪個方向旋轉？為什么？靜摩擦力方向與相對運動趨勢方向有什么關系？

生：向左，受到左手給的向左的靜摩擦力；靜摩擦力方向與相對運動趨勢方向相反.

師：通過剛才的實踐與分析，你如何看待勞動一事？

生：勞動不只是完成一件事那么簡單，其背后更是潛藏著深刻的真理.

總結歸納：靜摩擦力總與物體相對運動趨勢方向相反.

設計意圖：“物理生活化”，一來借“擰毛巾”一事化抽象為直觀，二來強化學生勞動意識，引導學生科學看待勞動，幫助學生樹立正確的勞動價值觀.

【例題鞏固】試判斷如圖5所示靜止物體所受靜摩擦力的方向.

圖5 例題題圖

教師活動：教師引導學生學會用二力平衡、假設法來分析物體所受靜摩擦力方向.

設計意圖：加深理解，通過假設法強化學生科學思維與想象能力.

（3）靜摩擦力的大小

1）學生分組實驗

如圖6所示，學生分組實驗，每3人一組，利用彈簧測力計，探究靜摩擦力大小隨拉力的變化.

圖6 學生實驗

教師活動：教師引導學生從靜摩擦力的產生和二力平衡去思考設計實驗.

2）教師演示實驗

利用力傳感器演示.

教師活動：教師借力傳感器演示所獲得的圖像（圖7）去激勵學生：人生很難，但咬咬牙也就挺過去了，一切都挺美好，所謂難關，不過如此.

圖7 教師演示實驗

學生活動：通過演示實驗，學生更直觀地得出靜摩擦力隨拉力變化的規律，認識到最大靜摩擦力與滑動摩擦力的大小關系.

教師活動：用力傳感器進行實驗的優勢在哪里？先進教學設備與科技發展的關系.

學生活動：學生開拓思維，各抒己見.

設計意圖：

①培養學生科學思維、探究能力以及合作意識；借圖像引發學生對人生的思考.

②通過討論讓學生認識到科學技術對學習的重要性，更重要的是讓學生進一步意識到教育也可促進科技進步.事物間是聯系和發展的，有利于學生樹立正確的世界觀.

9.5 回歸生活 學以致用

教師活動：

（1）古人云“繩捆三道緊（圖8），賬算三遍穩”.教師先講述內涵及其深意，再鼓勵學生實踐分析.一來讓學生走出“靜摩擦力只能是阻力的誤區”，二來體會古人智慧的偉大.

圖8 繩捆三道緊

（2）教師一手提線一手拉動繩的另一端，猴子竟然能自動順著繩子往上爬，如圖9所示.

圖9 猴子爬繩

（3）鼓勵學生例舉生活中關于靜摩擦力的案例或者科技應用.

學生活動：動手驗證；解釋現象；例舉生活實例.

設計意圖：

（1）強化物理源自于生活的認知，知曉靜摩擦力的利弊，培養學生辨證看待客觀事實的意識.

（2）幫助學生增強民族認同、文化自信.

10 板書設計

靜摩擦力板書設計如圖10所示.

圖10 靜摩擦力板書

11 教學反思

本節課以趣味視頻引入，在物理概念的形成過程中不斷融合生活情景，在學生已有認知基礎、心理特征的前提下，讓學生體驗靜摩擦力概念的形成，培養科學思維，要善于發現“美”；在靜摩擦力產生條件的學習中，融入漫畫；在探究靜摩擦力大小的問題上，鼓勵學生積極開展合作學習；利用“繩捆三道緊”與“猴子爬樹”增進學生對知識的運用，對事物的辨證思考.本課試圖在各環節中適時融入思政影響，但對思政元素還缺乏更深入的挖掘，融入方式缺乏多樣性.