張智清

[摘 要] 科學(xué)探究是物理學(xué)核心素養(yǎng)的重要內(nèi)容，通過科學(xué)探究，了解物理現(xiàn)象，發(fā)展邏輯思維，解決物理問題。以滑動摩擦力教學(xué)為例，從問題提出、假設(shè)、設(shè)計實驗、實驗及收集證據(jù)等過程中，讓學(xué)生展開探究體驗。

[關(guān)鍵詞] 初中物理;滑動摩擦力;科學(xué)探究

“核心素養(yǎng)”概念提出以來，對于物理學(xué)核心素養(yǎng)，科學(xué)探究是重要內(nèi)容?？茖W(xué)探究作為一種能力，如何引入物理課堂？如何引導(dǎo)學(xué)生從探究中認(rèn)識概念、發(fā)展思維，解決問題？本文分析結(jié)合滑動摩擦力教學(xué)，從科學(xué)探究過程及要素出發(fā)，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究。

一、引出話題，激發(fā)學(xué)生的探究興趣

物理課堂上，引領(lǐng)學(xué)生參與話題討論與探究，首先要從趣味問題入手，創(chuàng)建與物理教學(xué)目標(biāo)相關(guān)聯(lián)的學(xué)習(xí)情境，或引入一些有趣的物理實驗，營造愉悅的學(xué)習(xí)氛圍。在學(xué)習(xí)“滑動摩擦力”時，可以提出如下問題：什么是滑動摩擦力？直接讓學(xué)生回答，難免有些疑惑。聯(lián)系學(xué)生的生活體驗，引導(dǎo)學(xué)生將自己的手掌按在桌面上，然后向前推，說一說，自己的手掌與桌面接觸的過程中，有哪些感覺？有學(xué)生提出，手掌在推的過程中很吃力;對手掌的擠壓力很大，不舒服。由此，從體驗中，感受到了滑動摩擦力的存在，這種手掌受桌面的擠壓而形成的滑動過程，產(chǎn)生了滑動摩擦力。也就是說，阻礙手掌向前運動的力，就是滑動摩擦力。

二、猜想與假設(shè)，增進(jìn)學(xué)生想象力

在物理探究實驗中，猜想與假設(shè)是最常用的思維方法，也是發(fā)展學(xué)生想象力的有效途徑。在滑動摩擦力影響因素探究中，我們讓學(xué)生自己動手，對實驗內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)變換，來分析影響因素，并進(jìn)行猜想。根據(jù)學(xué)生的實驗過程，猜想滑動摩擦力的影響因素有哪些，并以小組方式進(jìn)行交流、討論、說明理由。有學(xué)生提出，在滑動摩擦力測量過程中，將書本放在木塊上，增加木塊的重力，滑動摩擦力的讀數(shù)變大，說明與物體的重力有關(guān)。教師對此進(jìn)行評價，說明不同物體，因自身重力不同，在水平面所受的滑動摩擦力也發(fā)生了變化。這種變化與木塊對桌面的壓力有關(guān)嗎？根據(jù)學(xué)生的猜想，請學(xué)生圍繞“重力”展開探究;除了重力因素外，還有哪些因素？有學(xué)生認(rèn)為，將木塊放在書本上，其彈簧測力計讀數(shù)也發(fā)生變化，說明重力不變，木塊與書面之間的摩擦系數(shù)不同，導(dǎo)致滑動摩擦力大小發(fā)生變化。由此，可以猜想與摩擦系數(shù)有關(guān)。教師根據(jù)學(xué)生的猜想，聯(lián)系生活實際，在雨天，穿平底鞋，很易滑倒，而穿新買的運動鞋，則不易滑倒，說明鞋底與地面之間的摩擦力，與鞋底的粗糙程度有關(guān)。另外，在進(jìn)行探究猜想時，教師要引導(dǎo)與本話題相關(guān)的猜想，對一些膚淺的、偏離話題的猜想要擯棄。由此，結(jié)合學(xué)生的猜想，對所有相關(guān)聯(lián)的因素進(jìn)行梳理，并在后續(xù)實驗設(shè)計中進(jìn)行驗證。

三、設(shè)計實驗，提高學(xué)生科學(xué)探究意識

對于滑動摩擦力的影響因素，作為本節(jié)學(xué)習(xí)重點，可以通過設(shè)計實驗，來檢驗猜想，增進(jìn)學(xué)生對科學(xué)探究的學(xué)習(xí)效果。設(shè)計實驗，要圍繞科學(xué)探究的目標(biāo)，確立操作性強(qiáng)的實驗方案。師生可以共同參與設(shè)計，也可以由學(xué)生分組設(shè)計，最后對實驗方案進(jìn)行討論和改進(jìn)。在師生共同探究滑動摩擦力與接觸面粗糙程度關(guān)系過程中，先提出問題：滑動摩擦力與接觸面粗糙程度的關(guān)系，應(yīng)該如何控制哪些變量？如何改變接觸面的粗糙程度？如何設(shè)定實驗步驟？如何記錄實驗數(shù)據(jù)？如將木塊放在木板上，勻速拉木塊，記下測力計讀數(shù)F1;換成棉布上，記下測力計讀數(shù)F2;放在厚毛巾上，記下測力計讀數(shù)F3。整理記錄數(shù)據(jù)，留待后續(xù)使用。在探究滑動摩擦力與接觸面積大小關(guān)系實驗設(shè)計中，我們分成小組，讓學(xué)生進(jìn)行組內(nèi)討論，梳理有哪些變量，如何改變接觸面積大小，如何優(yōu)化實驗步驟，并記錄實驗數(shù)據(jù);另一組學(xué)生探究滑動摩擦力與壓力大小的關(guān)系，并就壓力大小的變化進(jìn)行實驗并記錄實驗步驟。最后，討論實驗方案，將學(xué)生的實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，共同討論影響滑動摩擦力的因素。在探究中發(fā)現(xiàn)，將木塊平放、豎放，可以改變接觸面積的大小，但豎放后不易勻速拉動，導(dǎo)致實驗數(shù)據(jù)不理想。對此，僅作定性分析。在探究木塊與接觸面壓力大小變化上，我們引入增加砝碼的方式，將砝碼置于木塊上，來比較重力變化對滑動摩擦力的影響。

最后，結(jié)合科學(xué)探究課堂實際，鼓勵學(xué)生從多方面來探究影響滑動摩擦力的因素，并對各類因素及相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、整合，得出實驗結(jié)論。學(xué)生在科學(xué)探究中，物理知識由粗淺轉(zhuǎn)向深刻，取得學(xué)習(xí)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙雅超，于鵬飛.滑動摩擦力教學(xué)設(shè)計[J].湖南中學(xué)物理，2016，31（7）：89-93+32.

（責(zé)任編輯：呂研）