《科學(xué)探究：摩擦力》教學(xué)設(shè)計(jì)

科學(xué)探究：摩擦力教學(xué)設(shè)計(jì)金華中學(xué)王萬(wàn)祺2014年 5月 18 日科學(xué)探究：摩擦力教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容科學(xué)探究：摩擦力 。設(shè)計(jì)理念以探究滑動(dòng)摩擦力與哪些因素有關(guān)為主線(xiàn)，安排完整的科學(xué)探究活動(dòng)，讓學(xué)生經(jīng)歷探討滑動(dòng)摩擦力與壓力、 接觸面粗糙程度關(guān)系的過(guò)程。 體現(xiàn)了新課程中讓學(xué)生在體驗(yàn)知識(shí)的形成、發(fā)展過(guò)程中，主動(dòng)獲取知識(shí)的精神。引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)去分析解釋大量生活、生產(chǎn)中的摩擦現(xiàn)象，通過(guò)介紹磁懸浮列車(chē)、氣墊船等，較好地體現(xiàn)了新課程“從生活走向物理，從物理走向社會(huì)”的理念。學(xué)情分析學(xué)生對(duì)于“摩擦力”這樣一個(gè)富有感性認(rèn)識(shí)的現(xiàn)象，在學(xué)習(xí)了力的概念、重力與彈力的基礎(chǔ)上進(jìn)一步學(xué)習(xí)摩擦力，已經(jīng)具備了如何分析力的一般方法。為了讓學(xué)生能從較深層次認(rèn)識(shí)摩擦力的存在和產(chǎn)生，并通過(guò)探究活動(dòng)掌握影響滑動(dòng)摩擦力的因素，教學(xué)中應(yīng)注重知識(shí)梯度，適時(shí)指點(diǎn)學(xué)生。教學(xué)手段采用電腦多媒體、電子白板等輔助教學(xué)的手段，增加教學(xué)容量。利用學(xué)生自備與實(shí)驗(yàn)室提供相結(jié)合的方式準(zhǔn)備了教學(xué)過(guò)程中可能使用到的教具學(xué)具，較好的解決了實(shí)驗(yàn)資源的籌備壓力。教學(xué)設(shè)計(jì)思路結(jié)合本校實(shí)際，擬定了如下的教學(xué)思路：第一、通過(guò)出示圖片、播放視頻短片等方式，再現(xiàn)生活中習(xí)以為常的場(chǎng)景，并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)小實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生感受摩擦力的存在，從而引出“摩擦力與哪些因素有關(guān)”的話(huà)題，學(xué)生分小組討論，提出各自的猜想與假設(shè)并進(jìn)行交流。第二、根據(jù)各小組桌面上已有的實(shí)驗(yàn)器材，結(jié)合選定的探究方向，引導(dǎo)學(xué)生制定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。教師應(yīng)往返于各小組間，參與討論，適宜點(diǎn)拔，不過(guò)多干預(yù)，以體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的多樣性。第三、根據(jù)既定方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)，培養(yǎng)良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。第四、各小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)中收集到的數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析，并嘗試得出結(jié)論。教師提取一些較有典型意義的數(shù)據(jù)，引導(dǎo)全體學(xué)生共同分析并總結(jié)相應(yīng)規(guī)律。第五、分析摩擦的利與弊，認(rèn)識(shí)事物的多面性，掌握分析事物的科學(xué)方法。第六、運(yùn)用多媒體展示國(guó)內(nèi)先進(jìn)的氣墊船、磁懸浮列車(chē)，加強(qiáng)愛(ài)國(guó)主義教育。第七、鞏固教學(xué)成果，布置作業(yè)，完成本堂課的教學(xué)。教學(xué)目標(biāo)1. 知識(shí)與技能知道摩擦力的存在與產(chǎn)生； 明確滑動(dòng)摩擦力的影響因素； 知道增大與減小摩擦力的方法。2. 過(guò)程與方法通過(guò)觀(guān)察和實(shí)驗(yàn)，感知摩擦力的存在；通過(guò)實(shí)驗(yàn)，探究滑動(dòng)摩擦力和接觸面粗糙程度、接觸面之間的壓力大小的關(guān)系。3. 情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān)通過(guò)完整的實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求地是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神；通過(guò)對(duì)最新科技如磁懸浮列車(chē)的了解，增強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)實(shí)驗(yàn)探究滑動(dòng)摩擦力和接觸面粗糙程度、壓力大小的關(guān)系；學(xué)會(huì)猜想與假設(shè)，認(rèn)識(shí)變量控制的意義和方法。教學(xué)過(guò)程一、導(dǎo)入新課1感受摩擦力的存在：通過(guò)小實(shí)驗(yàn)“夾花生米” ， 比賽用“筷子”夾“花生米” , 看 誰(shuí)夾的又多又快! 設(shè)計(jì)說(shuō)明：小實(shí)驗(yàn)的目的是讓學(xué)生在親切的場(chǎng)景中認(rèn)識(shí)與感受摩擦力。 二、進(jìn)行新課1 摩擦力是如何產(chǎn)生的？把手壓在桌面上，然后向前推手掌，感受摩擦力的產(chǎn)生及方向。引導(dǎo)學(xué)生分析并最終得出滑動(dòng)摩擦力的概念。 設(shè)計(jì)說(shuō)明：本環(huán)節(jié)有利于突破摩擦力的方向及發(fā)生的條件。 2、探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素。（ 1）提出問(wèn)題學(xué)生搓手體驗(yàn)：二手掌心相對(duì)輕微用力，搓動(dòng)雙手。二手掌心相對(duì)使勁用力，搓動(dòng) 雙手。手背對(duì)手背使勁用力，搓動(dòng)雙手。學(xué)情預(yù)設(shè)：學(xué)生可能會(huì)有如此體驗(yàn)：用手按住桌面上滑動(dòng)，體會(huì)手的感覺(jué)，向下用力按著桌面再試一試，讓學(xué)生用手在衣服上蹭一蹭體會(huì)手的感覺(jué)；腳在地上蹭一蹭，體會(huì)腳的感覺(jué)提出問(wèn)題： 從上述的體驗(yàn)中可猜想什么與滑動(dòng)摩擦力有關(guān)？ 設(shè)計(jì)說(shuō)明：本環(huán)節(jié)教師應(yīng)注意引導(dǎo)，防止學(xué)生扯得太遠(yuǎn)，影響教學(xué)任務(wù)的完成，但在不影響大局的情況下，應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生有更多的問(wèn)題提出。 （ 2）猜想與假設(shè)。多數(shù)情況下學(xué)生會(huì)提出以下的一些猜想與假設(shè)：滑動(dòng)摩擦力的大小是否與壓力有關(guān)？是否與接觸面的粗糙程度有關(guān)？是否與接觸面積有關(guān)？是否與材料有關(guān)？是否和物體的運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)？設(shè)計(jì)說(shuō)明：對(duì)于學(xué)生沒(méi)有提出的問(wèn)題，教師不刻意去拓展。(3)制定計(jì)劃和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素可能不止一個(gè)，要如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)才能知道滑動(dòng)摩擦力的變化 是由某特定因素引起的，而不是由其它因素引起的呢？引導(dǎo)學(xué)生討論后回答。學(xué)生可能回答：讓一個(gè)因素不同，其他因素相同。教師指出：我們?cè)谘芯磕骋粋€(gè)因素對(duì)該物理量的影響時(shí)，應(yīng)控制其它與該物理量有關(guān)的 因素不變，這種研究問(wèn)題的方法叫做“控制變量法”。讓學(xué)生根據(jù)控制變量法擬清設(shè)計(jì)思路，設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)步驟。按小組進(jìn)行討論。設(shè)計(jì)說(shuō)明：教師應(yīng)參與到一些小組的討論中，摸清學(xué)生的思路。 師生的一些想法是存在很大差異的,直接參與到討論中，有利于教學(xué)的順利完成。開(kāi)始交流各小組的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路。每小組推舉一個(gè)成員參與交流發(fā)言，教師綜合進(jìn)行評(píng)價(jià)，并從中選出成功方案若干供學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)自行選擇。應(yīng)讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)程中，自行閱讀加油站中的內(nèi)容。在這里，我主要是通過(guò)對(duì)比的方法來(lái)闡述“彈簧測(cè)力計(jì)勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)”的作用，具體方法如下：把鉤碼掛在彈簧測(cè)力計(jì)下，分別讓它們處于靜止、勻速向上提起、勻速向下運(yùn)動(dòng)、加速向上提起，比較四次實(shí)驗(yàn)中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)變化。學(xué)生實(shí)驗(yàn)方案舉例：驗(yàn)證：滑動(dòng)摩擦力大小與壓力大小有關(guān)。器材：木塊、長(zhǎng)木板、鉤碼、彈簧測(cè)力計(jì)。驗(yàn)證：滑動(dòng)摩擦力與接觸面粗糙程度有關(guān)。器材：長(zhǎng)木板、棉布、毛巾、木塊、彈簧測(cè)力計(jì)。研究問(wèn)題相同條件不同條件拉力/N摩擦力/N結(jié)論滑動(dòng)摩擦力大 小與壓力大小 的關(guān)系木塊+1N鉤碼木塊+2N鉤碼木塊+3N鉤碼滑動(dòng)摩擦力與 接觸面粗糙程 度的關(guān)系玻璃紗布木塊(4)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并記錄實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)。(5)分析與論證各小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄，分析數(shù)據(jù)，并整理歸納得出結(jié)論。(6)評(píng)估與交流實(shí)驗(yàn)完畢后，讓各個(gè)小組交流實(shí)驗(yàn)的情況及結(jié)論。無(wú)論學(xué)生的猜想是否與實(shí)驗(yàn)的結(jié)論相 符，都要對(duì)學(xué)生進(jìn)行鼓勵(lì)，肯定他們的這種實(shí)事求是的探索精神。根據(jù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的情況，進(jìn)一步讓學(xué)生思考：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中有無(wú)失誤之處？怎樣彌補(bǔ)不足？拉木塊運(yùn)動(dòng)是否勻速？彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)是否穩(wěn)定？怎樣進(jìn)一步改進(jìn)并減小誤差？引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)影響滑動(dòng)摩擦力的大小的二個(gè)因素。設(shè)計(jì)說(shuō)明：在需要時(shí)，可以請(qǐng)一兩個(gè)小組代表上講臺(tái)給大家展示一下自己小組的探究思路和結(jié)論， 并提出相應(yīng)的評(píng)價(jià)。3.增大與減小摩擦的的方法(1)體驗(yàn)有益摩擦選擇一個(gè)2.5升的飲料瓶，在瓶中裝適量的水，旋緊瓶蓋，放在講臺(tái)桌上。先請(qǐng)班上一個(gè)力氣小的女生上臺(tái)，讓她手握飲料瓶(握法如右圖所示)，并將其舉高，該女生輕松舉起飲料瓶。教師事先在手上沾上洗潔精，虛張聲勢(shì)去舉起飲料瓶，借機(jī)把洗潔精涂 在飲料瓶側(cè)壁上結(jié)果，教師沒(méi)能把飲料瓶舉起，在學(xué)生驚訝無(wú)比的情況下， 教師請(qǐng)班上公認(rèn)的“大力士”上臺(tái)幫忙。只見(jiàn)他，雙手抱住飲料瓶使足力氣， 結(jié)果也沒(méi)能把飲料瓶舉起在同學(xué)們的笑聲中，教師及時(shí)提示上臺(tái)的男生聞一下手上所沾的氣味，在學(xué)生判別出“洗潔精”后，引導(dǎo)全班同學(xué)分析剛才的實(shí)驗(yàn)，并認(rèn)識(shí)生活中摩擦力的作用。(2)體驗(yàn)有害摩擦播放一段有害摩擦的視頻片段。引導(dǎo)學(xué)生閱讀課本內(nèi)容，并結(jié)合實(shí)際，總結(jié)相關(guān)增大與減小摩擦的方法。設(shè)計(jì)說(shuō)明：本環(huán)節(jié)能增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理興趣，并讓學(xué)生在娛樂(lè)中接受物理知識(shí)，并體會(huì)物理無(wú)處不在。也可以視時(shí)間情況，適當(dāng)增加一些類(lèi)似的小實(shí)驗(yàn)，如體驗(yàn)瓶蓋上條紋的作用等。三、拓展課堂觀(guān)看有關(guān)上海的磁懸浮列車(chē)的圖片，增強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感。播放有關(guān)氣墊船的圖片或視頻，加深學(xué)生理解摩擦力在生活中的應(yīng)用。讓學(xué)生課后去查 閱有關(guān)摩擦力的知識(shí)。四、布置作業(yè)1 .課堂作業(yè)：1 , 2。2 .課后作業(yè)：寫(xiě)一篇物理小短文假如生活中沒(méi)有了摩擦力。教學(xué)過(guò)程流程教學(xué)內(nèi)容與 m 、媒體的 /7 學(xué)生的 > 教師迸行教師的活動(dòng)J)應(yīng) 用 /一/ 活 動(dòng)邏輯判斷開(kāi)始導(dǎo)入新課引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)摩擦力大小可能與壓力、接觸面粗糙程度有關(guān)教學(xué)小結(jié)與反思因?yàn)槟Σ亮κ巧钪谐Ｒ?jiàn)的一種現(xiàn)象，學(xué)生已經(jīng)有了較為深刻的體會(huì)，所以在引入摩擦 力時(shí)，采取情景再現(xiàn)的方法，降低學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的起點(diǎn)。關(guān)于滑動(dòng)摩擦力的影響因素，是本節(jié)課的重點(diǎn)，教材中采用了一個(gè)完整的科學(xué)探究活動(dòng), 所以，本教學(xué)設(shè)計(jì)重在實(shí)驗(yàn)過(guò)程的控制，根據(jù)學(xué)生的具體情況，采取了適時(shí)的提示及實(shí)驗(yàn)演 示，讓學(xué)生在自我設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，不斷的思考物理探究方法一一變量控制法的應(yīng)用。關(guān)于增大與減小摩擦的方法教學(xué)中，主要是讓學(xué)生體會(huì)摩擦的利與弊，體會(huì)如何運(yùn)用科 學(xué)的方法去解決生活、生產(chǎn)中遇到的困難。