1 摩擦力教学中常见的教学问题
从我国中学物理学科的课程设置来看, 摩擦力部分是学生较先接触到的物理学知识。笔者通过多年的教学实践总结出了摩擦力教学中的一些常见问题:
(1) 学生经常会受到前概念的干扰:学生在学习摩擦力之前, 日常生活中的一些经验会干扰正确概念的学习。例如:认为摩擦力总是阻碍物体运动、只有浮在液面上的物体才受到浮力、同时落下的重物体和轻物体等等[1]。 (2) 学生的感性认识存在不足:摩擦力某些概念的形成, 要以已有的概念作为基础, 否则很难对新的概念形成正确的理解。例如, 若“摩擦力方向”的概念不清晰, 就很难正确理解。 (3) 学生的抽象思维能力存在不足:在摩擦力概念的形成过程中, 有时研究的对象本身很抽象, 同时学生又是第一次学习这个概念, 如果其中有一步思维受阻, 那么对这一概念就会理解不透彻[2]。
针对上述摩擦力教学中常见的教学问题, 下面针对学生是否认识到阻挡物体被拉动的只有摩擦力这个力以及学生是否认识到摩擦力这个被动力两个内容进行研究, 同时还对学生为什么没有认识到桌面对放在上面的物体产生摩擦力进行相关的研究。
2 摩擦力教学的案例分析
下面给出“研究滑动摩擦力”的教学设计案例, 进一步明确关于“摩擦力”的教学过程。其他摩擦力知识点的教学与此类似限于篇幅, 不再论述。
2.1 教学案例的内容
本文研究的摩擦力教学案例如图1所示。
本教学案例是为了研究学生对摩擦现象的理解和摩擦力概念的认识这两个内容的。砖块放在桌面上 (桌面是普通的学生的课桌, 有些粗糙) , 砖块的一端用一根细线系着 (准备一块大的备用的厚玻璃, 可以放在桌面上) 。
测试问答题的几个主题是相关的被动力和力与力气的认识, 主要是探测学生是否认识到被动力, 以及学生是否认识到物理学的力和力气的区别。具体内容如下描述:
(1) 问为什么用小点的力就拉不动这个砖块呢?如果学生答这个砖块重。接着问这个砖块的重是个什么东西呢?学生如果答不上来, 就问是不是个力?学生如果答是力。就问这个力是从哪里来的?可能的回答是来源砖块的内部或其他物体给的。如果学生说这个重不是力。再追问那重是什么呢?看学生怎么回答, 可能的回答是砖块大小等。 (2) 问是不是这个砖块的重阻碍着你拉砖块呢?学生答是或不是。 (3) 问认为这个桌面对我拉它有影响吗?学生答有无影响如果没有影响, 就给玻璃给学生看, 问学生如果把砖块放在玻璃上拉是不是和桌面上一样不容易吗?如果答有影响。就追问如何影响?有影响的回答是挡着或阻挡, 再追问学生这个阻挡是来自哪里?如果有学生直接说有摩擦力的影响, 这时问摩擦力是起什么作用, 是怎么来的? (4) 不需要问摩擦力是不是桌面提供的, 而是问阻挡这个砖块的摩擦力是谁发出的?主要看学生对摩擦力的产生和来源的认识, 是否知道阻挡砖块的摩擦力是不是下面的桌面提供的, 即是否知道一个物体可以对另一个物体产生力的作用。 (5) 问是桌面给砖块的力吗?那这个力是不是像人身上的力气一样呢?如果学生说是, 说明该学生还没有理解这个摩擦力的概念, 如果说不是, 问学生这个桌面是物, 怎么会产生和你拉的相反方向的力呢?如果学生认为没有生命的物体之间也会产生力, 或者说不出道理, 但坚持说是力, 就说明该学生理解摩擦力概念。
2.2 摩擦力教学的相关建议
根据以上的研究, 本人想对摩擦力这个课的教学提供以下建议:
首先, 基于学生认知特点, 合理安排教学内容。对于摩擦现象和摩擦力这个被动力的认识, 处于一定年龄阶段, 是很难认识的。所以老师在教学的过程中要通过探究实验, 让学生体验到重量和粗糙对拉动物体有阻挡作用, 这样有助于学生更好地掌握摩擦力的相关知识。
其次, 重视学生头脑中的错误概念, 精心设计探究活动。学生是生活在现实生活中的, 学生在生活中对于为什么很难拉动物体的现象, 有着自己的理解。他们在生活中形成的经验, 可能对于他们学习什么是阻挡他们拉动物体的原因有着很大的障碍。
所以, 我们在教学中基于学生这样的日常生活前科学概念和错误概念设计有效的探究性教学活动, 如, 我们可以提供给学生重量不同、粗糙面不同的物体, 给他们提供不同粗糙面的桌面材料, 通过学生自己体验, 根据学生的错误想法, 设计有针对的探究活动, 如, 学生认为桌面不会阻挡, 那我们就提供玻璃等材料让他们在玻璃上感受。当然学生头脑中这些错误概念的顽固性是我们很多一线教师很难认识到的, 以为通过讲解的方式, 就可以使学生接受摩擦现象原因和规律, 以及认为学生通过接受的方式就可以让学生知道摩擦力就是力[3]。我们要以学生的错误概念和认识特点来设计情景引发学生的认知冲突。
另外, 关注学生的认识科学现象和科学概念特点研究, 使学生认知特点和教材的编写以及教学相结合。比如, 我们的学生是不是真的就认识到这个水平匀速拉动时, 弹簧秤得数就是反映摩擦力的大小。还是反映重量大了, 所以弹簧秤得数大了[4]。这个问题, 涉及到我们教学的时候, 学生是否真地认识到只有摩擦力阻挡我们拉动物体。但是我们不管怎么样, 我们学生没有认识到科学的力的概念之前, 我们这些是很难教给学生的只有摩擦力阻挡。
3 结语
在摩擦力的教学中, 教师应该注重教学的逻辑性, 重视培养学生的科学思维能力, 使得课程逻辑严密, 环环相扣, 让学生在获得解决问题的成就感, 同时又进入崭新的问题探究之中, 有“山重水复疑无路, 柳暗花明又一村”的感觉。也就是应以问题为导向, 以解决问题为目的, 一个接一个问题的提出、讨论、解决, 训练学生的物理思维能力, 提高学生根据实验要求解决实际问题的能力。
总之, 教师只有在教学过程中, 讲清摩擦力的几个知识点, 并配以相应的实验教学环节来加强理解, 学生才会真正掌握摩擦力的这个知识点, 应用摩擦力的知识解题时也才会得心应手, 避免犯经验性等的错误。
摘要：摩擦力的教学是物理力学教学的难点之一, 本文在引出摩擦力教学过程中常见教学问题的基础上, 详细研究了摩擦力教学的案例, 通过探究性的实验课堂教学以及针对性的测试问答形式, 使学生真正掌握所学的知识点。最后提出了摩擦力教学的相关建议, 为有效进行摩擦力等物理知识教学提供了一定的借鉴作用。
关键词：教学研究,摩擦力教学,教学要点
参考文献
[1] 李禾雨.浅谈摩擦力的探究教学[J].科学教育家, 2008 (4) .
[2] 梁绍荣.普通物理学第一分册力学[M].高等教育出版社, 2003.
[3] 中师试用教材.物理学 (第一册) [M].北京:人民教育出版社, 2000.
[4] 赵光晴.例谈摩擦力[J].师范教育, 2005 (12) .