基于核心素养的初中物理教学设计

作者简介：魏霞（1975—），女，汉族，山东平邑人，本科，中教一级，研究方向：初中物理教学。

物理是研究物质、运动规律、相互作用的自然学科。进入新时期，初中物理教学被赋予了新的使命，在关注学生物理成绩提升的同时，还需关注学生在物理学科素养方面的发展情况，培养学生的终身发展能力、社会适应能力等，从而推动学生的健康发展。文章结合“科学探究：摩擦力”一节，进行基于核心素养的初中物理教学设计，以此来为学生创造更加良好的学习环境，深化学生的学习体验，加强学生的学习感知，使其在物理学习进程中有更多收获。

一、教材分析

摩擦力是力学中三种重要性质的力之一，亦是学生学习中感觉最困难的一个知识点，“科学探究：摩擦力”一节的难点在于摩擦力分析，研究重点在滑动摩擦力，要求学生会计算其大小、判断其方向。教学中从产生的条件、影响摩擦力大小的因素、摩擦力的方向及其计算来理解认识两种摩擦力的异同，通过探究实验加深巩固，教材从生活中的摩擦现象引入，以探究静摩擦力和滑动摩擦力与哪些因素有关为主线，安排了学生猜想、设计实验、实验探究、合作交流等教学过程，通过本节的学习将更加深入地理解摩擦力的产生条件、大小和方向，为以后能对物体进行正确的受力分析奠定基础。

二、学情分析

在学习“科学探究：摩擦力”章节之前，学生已经系统学习了弹力、重力、二力平衡等理论知识，能独立应用弹簧测力计等开展力的测量实验。基于此，教师组织学生结合实验、常见事例探索摩擦力，可引导学生从日常生活中一些细节入手加以探究，如“走路时，鞋与地面之间的摩擦”“手握筷子时的摩擦”“爬树时，人与树之间的摩擦”“刹车时，车轮胎与地面间的摩擦”等，从学生日常生活入手，让学生更具代入感，丰富学生对摩擦现象的感性认识，但因教师未对其进行理性分析，很多学生对摩擦力分类、影响因素等存在较多疑问。在明确学生学情的基础上，笔者进行“科学探究：摩擦力”的物理教学设计。

三、教学目标

从物理核心素养出发，确定该章节的物理教学目标：

1.形成正确的物理观念：在本章节学习后，能经亲身体验、日常现象观察等，感知、发现摩擦现象；了解影响滑动摩擦力大小的关键因素；能从实际生活出发，举例阐释造成摩擦力减小或者增大的具体原因、方法等。

2.具备科学思维：在本章节学习后，能独立进行实验数据的搜集、整理，提取关键数据因素，对其加以综合分析、质疑创新，关注细节部分，得出可靠、准确的实验结果，并在此过程中逐步形成科学思维，继而快速地解决相关物理问题。

3.提升科学探究能力：在组织“科学探究：摩擦力”教学活动中，发挥学生在其中的关键作用，使其在提出问题、细化问题、寻找证据、讨论交流、解释现象的一系列的科学探究进程中，体会变量控制的思维方法，进而提升学生实验设计、数据搜集、实验信息处理等方面的能力。

4.科学态度与责任：在本章节学习中，能举例分析减小有害摩擦、增大有益摩擦物理现象，认识到科学技术对日常生活、社会发展带来的各种影响，让学生初步具备灵活应用物理知识造福社会的意识，并在讨论交流中提升语言表达能力、信息交流能力等。

四、教学准备

一块棉布、一条毛巾、一块长木板、一个长方体木板、四个钩码、一个弹簧测力计、课件。

五、教学过程

因为“科学探究：摩擦力”章节对学生来说具有一定难度，所以教师通过创设教学情境来深化学生的学习感受，适当拓展教学内容，开阔学生视野，关注以下要点。

（一）创设情境，深化摩擦力感受

教师通过创设情境，让学生在具体的情境中感受摩擦力的产生、增强、减弱过程，形成对其更加直观的感受与理解。

教师可预設教学流程，先留出5分钟用于学生阅读“科学探究：摩擦力”相关概念性知识，包括“摩擦力的方向”“摩擦力的分类”“增大有利摩擦的方法”“摩擦力的计算公式”等，以此来形成对摩擦力的初步印象，为后续探究活动做好准备。

情境一：教师可从学生日常生活入手，创设情境，提出问题：“如何抓住一条泥鳅？”让学生尝试在教师提供的设备中找到实物、现场操作，能达到更好的效果，为学生提供工具：带螺纹的钳夹、筷子、镊子、胶手套、面粉等。教师以问题引出后续的教学内容，将学生带到具体的情境中：“你会怎么做？哪些工具能帮到你？为何要做这种选择？”

情境二：教师应总结学生给出的生活实例，如“在搬运重物时，在底下垫上一截圆木”“铁锁经久不用，滴入润滑油后马上能打开”“溜冰时必须穿上专用溜冰鞋”“东北冬季开车时为轮胎装上防滑链”等，让学生思考其中的具体原因。

引发思考：为培养学生的思维能力，教师可引导学生结合生活经验给出具体的抓泥鳅方案，并讨论各类方案的有效性，总结其中关于摩擦力的理论知识，后续让学生想一想：“生活中还有哪些关于摩擦力的现象？”

（设计意图：教师通过创设生活化情境，激发学生的参与兴趣，使其能迅速带到物理学习氛围中，表现出对摩擦力学习较高的兴趣，以此来提升学生的学习效率。）

（二）组织实践活动，感知摩擦现象

如果教师单单依靠情境教学法，一些思维能力较弱的学生可能难以产生比较真实的感受。故而，教师应组织实践活动，让更多的学生加入其中，实际感知摩擦现象，具体包括以下两种活动。

1.手掌摩擦桌面活动。这种活动相对比较简单、容易实现，教师可准备桌子、纸张、橡皮等各种工具，让学生举手参与实验，上台演示，用手掌压在桌面上尝试左右、上下滑动，并在此过程中解说桌面对手掌产生的阻碍作用；用橡皮涂改纸上的错误之处，感受纸张对橡皮产生的阻碍作用；在走路时，用脚压在地面上前后滑动，感受地面对脚产生的阻碍作用。在学生做完以上活动后，教师引导学生思考：“以上现象中有什么共同点？是什么原因产生的阻碍作用？”以此引申出“滑动摩擦”“滑动摩擦力”的具体概念，还可再结合教材知识对其进行解析，为学生的后续学习做好准备。

2.毛刷滑动演示实验。首先明确实验目的：“总结滑动摩擦力的具体方向”，依然是教师先演示操作方法：保持纸板不动，操控刷子向左运动，可观察到刷毛向右弯曲。基于实验现象提出问题：“相对纸板，刷子向哪个方向运动？”“相对地面，刷子向哪个方向运动？”“刷毛向哪个方向弯曲？为什么？”以此来得出以下结论：“刷子所受滑动摩擦力的方向与纸板运动的方向相反。”进行第二次操作：“保持刷子不动，操控纸板向左运动，观察到刷毛向右弯曲。”再次提出以上问题，得出的结论相同。

（设计意图：教师应引导学生对以上活动实验加以总结，如滑动摩擦力产生阻碍作用，而力的方向与接触物体方向相反，以此来形成对滑动摩擦力正确的认知。）

（三）实验创新，拓宽摩擦力研究空间

问题导学：以相关问题引出实验过程，教师应注意问题的难度，既不能过难也不能过于简单，让学生能通过探索得出答案，如“滑动摩擦力大小与什么因素有关？”，如有的学生提出“滑动摩擦力与接触面粗糙程度有关”；有的学生提出“可能与接触面积有关”；有的学生提出“可能与物体滑动速度有关”；有的学生提出“可能与压力有关”……教师应鼓励学生基于猜想，设计探究实验、制订探究计划。

实验设计：通过控制变量法来设计实验进程，总结学生的猜想因素，加以分析、汇总。提供实验器材，包括长木板、长方体木块、四个钩码、一个弹簧测力计等，以小组分工合作的形式展开实验，具体方案流程：首先，探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度之间的关系，保持其他因素不变，只改变接触面的粗糙程度，可通过在木板或者长方体木块上增加划痕的方式来改变接触面粗糙程度。其次，探究滑动摩擦力与接触面积之间的关系，保持其他因素不变，只改变接触面积，可将长木板分成两半或者灵活操控长木板的一半来接触长方体木块来实现。再次，探究滑动摩擦力与滑动速度之间的关系，保持其他因素不变，只改变滑动速度，可操控长方体木块加速或减速。最后，探究滑动摩擦力与压力之间的关系，保持其他因素不变，只改变压力，可通过改变校车上的钩码数量来实现。

实验操作：教师先演示具体操作：双手操控木板在长木板上做直线运动，按照二力平衡原则，测量滑动摩擦力值。后续教师再让学生在独立操作，并在实验操作进程中可鼓励学生发现问题，如有学生提出：“测力计示数波动，难以读出准确读数？”“在拉长方体木块时，容易偏离测力计中心轴线，造成测数不准。”“在操控木块运动时，难以保持匀速直线运动。”教师引导学生思考上文中提到的毛刷实验，提出“固定木块，拉动木板是否可行？”的问题，其后演示具体实验过程：竖直悬挂弹簧测力计，减少外界干扰，提升读数的准确度；固定滑轮，操控细线绕过定滑轮，两端分别连接木板、弹簧测力计挂钩，以定滑轮来改变力的方向，并可直接调节定滑轮的高度来保持小车运动方向、拉力水平；为避免木板滑移，在木板下方垫上纸板，拉动纸板，形成滑动摩擦力。教师让学生在操作中具备发现问题、解决问题的能力，培养学生严谨的科学态度与操作意识。

分组实验、交流展示：教师要求学生自由分为若干个3～4人的小组，以小组的形式按照上述实验方法完成实验探究，确保更多的学生参与其中，分工合作，记录实验数据，再以小组为单位推举一名代表，轮流上台演示实验操作、给出实验结果，其他实验结果不一致的小組可质疑，最后教师再进行总结，形成一套完成的实验探究机制，让学生在辨析、思考的进程中加深对摩擦力的理解、掌握与灵活应用能力。

（四）延伸课堂，巩固知识体系

为进行摩擦力相关知识的查漏补缺，进一步巩固学生的知识体系，教师可延伸知识，具体包括以下两种。

布置课堂作业：随机提出关于摩擦力的相关问题，让学生举手回答，如“怎样避免快速刹车时跌倒？”“拧不开瓶盖时怎么办？”“怎样在生活中更好地应用摩擦力？”以此来加深物理知识学习与生活之间的关联，以物理知识解释生活现象、解决生活问题，培养学生的科学态度与责任感。注意从学情出发，控制课堂作业的难度，如此才能让学生更加积极地参与其中，以此来创造积极的教学环境，拉近师生之间的关系，让师生在同一个平台上进行有效的沟通，提升教学实效。

布置实践作业：可布置长期探究性作业，如“静止摩擦力与滑动摩擦力有什么区别，请结合生活中的小案例来给出答案。”“如果我们生活中的摩擦力消失，会发生什么现象？”这种探究型的实验作业，可有效培养学生的科学探究能力，使其能注意到日常生活中的物理现象，并尝试与物理知识结合，以此达到以生活经验解决物理问题、以物理理论知识解决生活问题的目的，让学生的生活能真正与物理相结合，对提升学生的物理学科素养有着积极的意义。

六、结语

结合“科学探究：摩擦力”进行初中物理教学设计，培养学生的物理核心素养，深化学生对学科知识的认知、了解，对降低学生物理学习难度、提升物理学习效果有着较大的帮助，关键在于拓宽学生的物理学习思路，使其不再拘泥于教材中给出的物理学习方法，让更多的学生乐于尝试不同的方法，进一步巩固物理知识、技能体系，对后续的物理学习也有较大的帮助。

（作者单位：平邑县蒙阳实验初级中学）

编辑：陈鲜艳