一、教学过程
1.教材设计的教学过程
(1)通过演示或介绍身边现象,认识摩擦力的存在(推地面上的木箱受阻)。
(2)学生体验推动表面粗糙程度不同的摩擦块的感受,记录现象得出结论。
(3)学生体验推动放在滚轴上的摩擦块,记录现象得出结论。
(4)教师或学生演示上下和水平扇动面积较大厚度不大的轻质材料板,比较两者的难易程度,得出“与空气接触面积越大,阻力越大”的结论。
(5)教师或学生演示空气、水、油三种介质中物体所受阻力情况,得出结论。
(6)介绍摩擦力的应用和减小摩擦力的方法。
2.原设计的不足与改进
不足点一:
环节(2)、(3),学生通过实验感受来判断摩擦力的大小与接触面粗糙程度、是否有滚轴的关系,如果单纯从得出结论的角度来看,这样的设计简单可行,完成实验的时间也不长,比较有“效率”。但由于实验现象仅由主观感觉得到,缺乏精确的数据支持,实验结论的客观性受到质疑;学生按既定的实验方案完成实验过程让本实验丰富的科学探究过程、控制变量的实验设计思想未能充分凸显。
改进建议:
(1)将环节(2)设计成本课的学习重点之一:探究影响摩擦力大小的因素。首先提出问题,让学生猜测可能的因素(学生一般会提到:接触面粗糙/光滑程度、压力大小(学生会说物体质量大小、重力大小等)、接触面积大小);选择接触面粗糙程度这个变量进行探究,请学生根据各面粗糙程度不同的摩擦块选择做对比实验的两个面,并说明理由(可能有学生会选择粗糙程度不同、面积也不同的两个面来比较),请其他学生评价(修改)设计方案;介绍摩擦力的测量方法(七年级的学生还没有学习“二力平衡”的知识);学生根据正确的实验方案测量各个面摩擦力的大小;提供记录表格(前面以学习过简单记录表格的设计),学生记录实验数据;学生分析实验数据(如:比较A、C面或B、D面),得出实验结论(接触面越粗糙,摩擦力越大);学生小组汇报。
(2)将环节(3)设计成运用测力计测量摩擦块在滚轴上移动时摩擦力和摩擦块在水平桌面上摩擦力,比较二者的大小,得出结论。
改进说明:
(1)本设计有定量的数据采集(弹簧测力计的内容提前学习了,这个过程简单易行)和分析,体现了科学过程的定量化、精确化的特征。
(2)本设计体现科学探究的几个基本环节(提出问题、做出假设、设计实验、动手实验、分析数据、得出结论、交流分享),改原来的验证性实验为探究性实验。
不足点二:
环节(5)比较空气、水、油中阻力的大小实验,三个实验同时进行有难度,钢珠在实验室中不一定有,装液体的容器如果用玻璃的,容易被砸坏。
改进建议:
(1)将三个实验同时完成改成两两比较,如先比较水和油,在比较空气和水。
(2)容器换成两个相同的透明塑料饮料瓶,钢珠换成相同颜色和大小的图钉等常见铁质小件(准备一块磁铁就可以不须倒掉液体就可以将铁质小件从液体中取出了,很方便)。
二、问题与反思
按照改进建议实施教学,提升了本课的课程内涵,教学过程从关注结论到关注过程与关注结果并重,从关注感性体验到关注数据采集,从关注实验验证到关注实验探究,从忽视实验设计到凸显实验设计,从关注实验的一般过程到关注实验实施的细节。但仍然有两个问题让我困惑:
(1)由于增加了实验探究的内容,原来的摩擦力应用的内容教学用时不足。从作业反馈来看,部分学生对摩擦力的应用和减小摩擦力的方法理解不深。
(2)气体、液体中的阻力内容和固体间的摩擦力很有相关性,但不尽相同,如物体与空气接触面的大小会影响阻力大小,但固体间接触面的大小却对摩擦力没有影响(实际测量有一些影响)。能否将本节课的内容拆分成两节来突出各自的重难点?
摩擦力是物理力学中的一个较难的知识部分。摩擦力是指在两个相互接触的物体,由于发生了相对运动,或者有相对运动的趋势,在接触面上产生的一种阻碍物体间相对运动的力。因为摩擦力是在两个相互接触的物体之间,它只是对物体间的相对运动有一种阻碍作用,而物体间的相对运动和物体实际所表现出来的运动往往不是一回事,所以从物体表面上是往往直接看不出是否有摩擦力存在的。
通过对摩擦力一节的`教学,我作了如下几点反思:
1、静摩擦是教材上没有的,但需要对学生进行补充。因为静摩擦发生在两个有相对运动趋势但没有实际相对运动的物体之间,所以物体间表现为相对静止。静止是一种典型的平衡状态,静摩擦力的学习一是对二力平衡可作一个巩固,二是对于学生在物理学中的受力分析起很大提高。
2、因为有静摩擦力的补充学习,所以本节课内容的教学时间有些紧张,可建议将教学时间分为两课时。第一课时学习静摩擦力和实验探究影响滑动摩擦力大小的因素,第二课时在第一课时基础上补充适当练习并学习摩擦力的分类及增大与减小摩擦的方法。
3、在实验探究影响滑动摩擦力大小的因素时,根据课本的要求是用测力计匀速拉动木块在木板上运动,通过测力计拉力的示数间接地反映出摩擦力的大小,但实际操作中很难做到让木块做匀速直线运动。有些资料就提到为了避免因不匀速对实验的影响,将用测力计拉木块改为拉木板,这样使测力计产生示数的力就是因为木板对木块的摩擦力从而使木块对测力计产生的拉力,所以测力计上显示出来的示数就是真正等于摩擦力的大小,而且改进后实验不受拉力是否匀速的影响。这样改进后确实对实验现象有更直观的表现,但不足之处在于学生理解起来难度加深,或者说初次接触很难理解,同时不利于二力平衡的巩固。所以建议还是采用教材所给方法。
4、在实验探究影响滑动摩擦力大小的因素时,应多设计几个探究因素,比如接触面积、是否匀速等等。这对学生理解 摩擦力大小是有好处的。
5、在学完摩擦力后,可将力、弹力弹簧测力计、重力、牛顿第一定律、二力平衡、摩擦力作一次联合测试,以便综合了解学生对于力学基础知识的学习程度。