案例一

（一）以“探究影响滑动摩擦力大小的因素”为例的教学设计

【教材分析】

本节选自人教版八年级第八章第三节，是继弹力、重力学习的延伸。本节是课本中明确规定的探究性实验，它属于力学的基础性内容，同时是学生学习力学的重要内容。本节的主要内容是探讨影响滑动摩擦力大小的因素，让学生亲身感受摩擦力，并依据生活经验，提出合理而又可靠的猜想，并引导学生顺利进行实验，完成探究性实验内容的学习。

【学情分析】

学生在学习本节课前，已经对力学的部分知识有所了解，但也应该及时让学生复习。为了让学生更好地理解滑动摩擦力，教师应该以学生的真实情况为依据，对新旧内容做到适当而有效地迁移或拓展，以此让学生顺利完成探究性内容的学习。

【教学目标】

（1）知识与技能。①知道摩擦力产生的缘由；②了解一些常见的摩擦现象；③探究影响滑动摩擦力大小的因素。

（2）过程与方法。①从生活角度出发，让学生观察摩擦现象；②让学生理解二力平衡的原理；③通过控制变量法来使实验顺利完成，培养学生设计实验的能力。

（3）情感、态度与价值观。①通过学习探究实验，进行探究性的活动，来满足学生对知识的渴望；②在认识与理解新知识的同时了解它对人类的发展和生活的影响；③学生通过学习，获得了丰富的情感体验和严谨的科学态度。

【重点与难点】

教学重点：探讨影响滑动摩擦力大小的因素。

教学难点：会运用控制变量法解决问题，掌握滑动摩擦力的测量，让弹簧测力计拉动木块时尽量保持匀速运动。

【实验器材】

木板、木块、纱布、弹簧测力计、两个50g砝码。

【教学设计】

1.播放视频

在公路上，单轮车的行驶速度总会逐渐变慢，直至速度为零；篮球场里，从篮球运动员手里滑落的篮球在地面滚动，最后也会静止在地面上；滑雪运动员可以在雪地里飞快地滑行，但是在水泥路上却不能滑行。

教师提问：在大家观看视频内容时，我发现每位学生都非常认真，那么观看视频之后，同学们对视频内容有何感想呢？

学生1回答：根据生活经验可知，单轮车和篮球最终会静止在地面上，那什么情况下它们能一直滚动下去？

学生2回答：人在马路上也能飞快地滑行吗？

设计意图：通过播放视频，引导学生注意观察身边的实例，对生活现象进行思考，并产生疑问，活跃物理课堂的氛围。

教师总结：在物理学上，我们选取两个物体，使其相互接触，当它们发生相对滑动时，两个物体的接触面上会产生一种阻碍这种相对滑动的力，这种力便是今天要研究的内容——滑动摩擦力。

提出问题：什么因素可能影响滑动摩擦力的大小呢？

教师提问：同学们试试用手推桌子，在这个过程中有什么感受？再用手推文具盒，对于这两种推，同学们有何感受？请大家用脚在地面上滑动，感觉脚在前进过程中，地面对脚有什么样的作用？回忆人在冰面上滑行时，两次对比有什么感受？与此同时，请思考滑动摩擦力的方向如何？

学生1回答：用手推桌子，或用手推文具盒时发现，手不容易推动桌子，但是可以很轻松地推动文具盒。

学生2回答：通过对比人脚在地面和冰面滑行的快慢，发现人好像更容易在冰面上滑行。

学生3回答：由于文具盒轻，容易推，相比之下，桌子比较重，所以比较难推。

学生4回答：冰面比地面更光滑，因此滑行得更快。

学生5回答：用手推桌子时，总感觉有一个力在妨碍手的前进。

教师总结：同学们的回答非常好，用手推桌子时，我们把阻碍手前进的力叫作滑动摩擦力，它的方向与相对运动方向相反，并且它的作用点在桌面上。

设计意图：让学生从生活实例中进行思考，从生活感受中找出相同与不同之处，再找出影响因素，培养学生的分析归纳能力。教师引导学生感受摩擦力的存在，从而更容易对影响滑动摩擦力的因素做出猜想。

猜想与假设：与压力大小有关；与接触面的粗糙程度有关。

设计实验：如何测木块在水平面上滑动时所受摩擦力的大小呢？

实验原理：二力平衡的条件。

教师提问：当影响因变量的因素有两个时，一般情况下，我们先让一个因素不变，而探究另一个量与待测量之间的关系，这种方法叫什么？

学生回答：控制变量法。

进行实验与数据收集：

实验内容1：在木板上，使用弹簧测力计匀速拉动木块，根据二力平衡的原理，此时弹簧测力计的示数等于木块与木板之间的滑动摩擦力，并记下此时的示数。

实验内容2：把两个50g砝码放置在木块上方，使用弹簧测力计尽可能地匀速拉动，并记下此时的示数。

实验内容3：分别在木板和纱布上，尽可能地匀速拉动木块，并且两次都不放置重物，记下此时示数。

2.合理划分小组

1—4组进行实验2中的内容。

5—8组进行实验3中的内容。

（实验注意事项：在三次实验中，当利用弹簧测力计拉动木块时，尽量使木块匀速运动。同一种实验要求应该进行多次，确保实验数据的可靠性。）

（1）当接触面情况相同时，通过改变压力的大小，测量滑动摩擦力大小的数据收集，如表7-6所示。

表7-6　改变压力大小的数据收集

（2）当压力情况相同时，通过改变接触面的粗糙程度，测量滑动摩擦力大小的数据收集，如表7-7所示。

表7-7　改变接触面的粗糙程度的数据收集

实验结论：通过探究实验可知，接触面受到的压力越大，接触面越粗糙，滑动摩擦力就越大。

3.评估实验

在进行探究性实验时，学生应根据已有的经验进行合理的猜想，在猜想时，应具有一定的猜想依据，而不是随便假设或者盲目假设。例如，在本实验中，让学生们试试用手推桌子和文具盒，通过两次过程的对比，就能猜想出来压力的大小是否影响滑动摩擦力；让学生们体验脚在地面上滑动与在冰面上滑行，通过对比猜想出接触面的情况是影响滑动摩擦力大小的又一因素。本次实验的原理是二力平衡，这要求学生在进行实验时，尽量使木块做匀速直线运动，这样才能确保滑动摩擦力的大小与弹簧测力计的拉力是相等的。只有二者相等，才能把弹簧测力计的示数看作是滑动摩擦力的大小，这便提高了学生的实验操作水平。

4.交流与合作

探究滑动摩擦力的大小与接触面大小是否有关。

5.设计意图

本次实验分析了压力和接触面的粗糙程度对滑动摩擦力大小的影响。为了拓展实验内容，让学生试着分析还有哪些因素能影响滑动摩擦力的大小，并设计实验进行验证。本次交流的内容是让学生分析接触面的大小对滑动摩擦力的影响，从而达到扩展实验内容，使学生之间交流合作的氛围更加浓烈。

（二）教学案例分析

在课前引入阶段，由以往的观看静态图片变为观看动态视频，利用播放视频来代替课本上的插图。引入生活中常见的现象，活跃了课堂气氛，使学生对视频内容进行思考，由此提出问题，并积极主动地参与到教师设计的教学活动中。在对实验内容进行猜想时，教师让学生体验生活中的摩擦力，利用生活经验对影响滑动摩擦力大小的因素进行合理的猜想。在设计实验过程中，教师将学生分成两组，分别验证猜想。在实验结束后，为了扩展实验内容，在已学的实验内容的基础上，让学生交流接触面的大小对滑动摩擦力大小的影响，从而升华交流与合作的氛围，使学生再一次投入到探究性活动中。改变了教师以往的口头陈述实验，带领学生走进实验室，学生通过正确的引导，顺利完成探究性实验，让学生感受物理课程的魅力之处。

案例二

（一）以“重力”为例的教学设计

【教材分析】

本节内容属于人教版第七章第三节，在学习了力与弹力之后，学生对力这一概念有了初步的认识。本章节的主要内容是重力的概念教学，以及探究重力的大小与质量的关系。学生能正确认识重力的方向，将为以后的学习奠定一定的基础。通过实验探究重力的大小与质量的关系，目的是培养学生积极主动地探究物理规律，并在自主探究过程中感受物理规律的魅力。

【学情分析】

在学习本节“重力”之前，根据学生已有的生活经验，对重力已经有了一定的了解，因此学生比较容易接受本节内容。在日常生活中，学生可以随时感受重力的存在，对重力现象已经是习以为常了。基础一般的学生会认为学习重力很简单，但对那些各方面能力比较强，对物理非常感兴趣的学生来说，通过观察课本上的插图，阅读课后的科学世界，以及对日常生活中有关重力的现象进行思考之后，便会思考重力产生的原因这类深层次的问题。

【教学目标】

（1）知识与技能。①掌握重力的概念、大小和方向；②探究物体的重力和质量的关系；③能运用G=mg来计算重力或质量。

（2）过程与方法。①通过探讨物体的重力与质量存在的某种定量关系，掌握科学探究的方法，体会探究过程；②收集分析实验得到的数据，掌握处理数据的基本方法，学会去除错误数据，有初步的处理数据的能力。

（3）情感、态度与价值观。①在实验中，仔细观察实验现象，体会实验过程中用到的科学探究方法，培养学生的观察能力来研究物理问题，让学生时刻进行思考，培养学生的逻辑思维能力；②经过实验研究，培养学生从日常生活中分析物理现象，从而归纳出物理问题；通过查阅地球各个区域的重力加速度值，体会重力加速度的意义。

【重点与难点】(www.daowen.com)

重点：重力的大小和方向，物重的大小和质量的关系。

难点：重力的方向。

【实验器材】

弹簧测力计、质量相同的钩码。

【教学设计】

课前回顾

教师提问：同学们在学习了力之后，还记得有关力的哪些内容呢？

学生1回答：我推着课桌使其向前移动，就表示我对桌子有力的作用。

学生2回答：力可以使物体的外观发生变化。

教师补充：力是一个物体对另一个物体的作用，力的另一个作用效果就是可以改变物体的运动状态。

设计意图：回顾旧知识，使学生将新旧知识更好地联系起来。

教师提问：通过观察课本中的图片，同学们发现了什么？

学生1：第一幅图展示了瀑布的场景。

学生2：第二幅图展示了渔夫向外撒的渔网，最终落向湖面。

教师提问：请同学们仔细思考为什么瀑布在往下落？为什么渔网落在水里而不是停留在空中？

学生活动：学生认真思考，结合生活常识，回答问题。

设计意图：让学生通过观察图片的静态美，分析自然中存在的物理现象，意识到生活中处处蕴含着物理知识。让学生以语言的形式，抓住图片的特点，准确描述图片的内容。

第一部分：重力的概念

教师提问：请大家从生活中举出与上述图片相类似的实例。

学生1回答：向外面抛出一切物体最终都会回到地面。

学生2回答：秋天树叶变黄之后便会落向地面；熟透的水果也会掉落在地面上。

学生3回答：人的头发长到一定长度后总是向下的。

教师总结：地球对其表面的物体都有力的作用，在物理学上，由于地球的吸引，从而使地球表面的物体受到的力，称作重力。重力用字母G表示。

教师提问：通过上述实例，同学们能从中找出受力、施力物体吗？

学生回答：施力物体是地球；受力物体是树叶、水果等。

设计意图：让学生复习与力学相关的知识，明确物理现象中的施力物体和受力物体；通过分析图片，让学生从生活实例中分析、总结物理知识。

第二部分：重力的大小

大量的生活实例告诉我们：人手在托起质量不同的物体时，会感觉所用的力不同。换句话说，人感受重力的不同主要是由于物体质量的不同所引起的。

提出问题：物体重力的大小是否受到质量的影响？

实验器材：弹簧测力计、几个质量相同的钩码。

演示实验：通过不断地增加钩码，让学生观察弹簧测力计的示数。

教师提问：能不能当弹簧测力计还在上下起伏时读出数据？

学生回答：不能。

设计意图：让学生意识到，不能因为急于收集数据，而不遵循实验原理。不仅让学生学会根据实验原理收集正确的数据，还要让学生明确在物体静止时，物体所受的两个力才能平衡。

猜想与假设：物体的质量或物体离地面的高度可能会影响重力的大小。

设计实验：

实验步骤1：当物体距离地面的高度一定时，通过逐次加上钩码的个数来改变物体的质量，以此来测量物体的重力，如表7-8所示。

实验步骤2：当物体的质量一定时，通过改变物体距离地面的高度，来测量物体的重力，如表7-9所示。

表7-8　改变物体的质量测量其重力大小

表7-9　改变物体的高度测量其重力大小

通过记录不同的钩码质量和对应的重力大小，让学生画出重力与质量的图像。

教师提问：大家根据自己所画的图像发现了什么？

学生1回答：在物体的高度不变时，物体质量增加，重力也在增加。

学生2回答：这是一条直线，并且还是一个正比例函数的图像。

学生3回答：改变物体距离地面的高度，物体的重力没有改变。

结论：实验表明，物体所受的重力与物体的质量成正比。我们用符号g表示重力G与质量m之间的比例系数，即G=mg，在此我们把g称为重力加速度。

第三部分：重力的方向

演示实验：教师让乒乓球自由下落；被细线系住的纸盒，在静止时所处的位置。

教师提问：老师这里有一根细线和纸盒，将细线系在纸盒上，现在将细线剪断，请同学们仔细观察，物体在重力作用下沿什么方向下落？

学生回答：竖直方向。

教师总结：像纸盒这类可以被吊挂的物体，由于受重力影响，使得细线下垂的方向，便是重力的方向。这类物体静止时的方向是竖直向下的，因此重力的方向就是竖直向下。

第四部分：重心

教师提问：老师拿着一根戒尺，请问这根戒尺的重心在哪里？

学生1回答：在戒尺中心的位置。

学生2回答：在手与戒尺接触的位置。

设计意图：重心的学习对于学生来说比较抽象，为了帮助学生建立物体模型，用手捏住戒尺，并告诉学生，戒尺与手接触的位置就是重力的作用点，也就是重心。

总结：地球不仅吸引地面的一切物体，还吸引物体的每一部分。在以这个物体为研究对象时，重力作用的表现就像它作用在某一点上，在物理学上，这个点叫作物体的重心。换句话说，物体受到的重力可以认为集中在重心位置，所以重心就是重力的作用点。

【课后观察】

请同学们利用多种途径来搜寻生活中的重力现象。

（二）教学案例分析

在《重力》一节的教学设计中，改变了传统的教学模式，采用一问一答的方式，通过增加提问次数，让学生思维不脱节。本节课的重点是在教师的指引下，培养学生的观察能力和实验操作能力，初步掌握研究常见力的重要方法。在该教学设计中，利用就地取材的方法，尽可能地选取教室里现有的生活用品，简单而又快捷地为学生展示有关内容。在进行探究影响重力大小的因素时，让学生知道本次实验的目的，避免学生盲目进行实验。在新课讲授时，教师增加提问次数，培养学生观察现象的细致性和全面性。在学生学习探究性内容时，通过师生、生生和个人独立思考的方式让学生交流实验内容，及时让学生表达内心的想法，以及学会接受其他学生的意见或建议，让学生快速理解理论知识，掌握学习技巧，并熟练应用物理知识。通过布置作业，让学生在课后搜集与研究内容相关的物理现象，培养学生的观察习惯，巩固基础知识。

【注释】

[1]中国社会科学院语言研究所词典室.现代汉语词典.第5版[M].北京：商务印书馆，2005：21.

[2]黄敏.基于科学探究能力培养的支架式教学实践研究[D].上海：上海师范大学，2020：31.

[3]朱莉娅.高中生物学实验教学中培养学生科学探究能力的研究[D].哈尔滨：哈尔滨师范大学，2019：21.

[4]阎金铎，郭玉英.中学物理教学概论（第三版）[M]北京：高等教育出版社，2009：10.

[5]肖引.城市大学提升核心竞争力的路径选择[J].西南交通大学学报（社会科学版），2016，17（2），12-19.

[6]李雪莲.布鲁纳“发现学习”及其启示研究[J].西部素质教育，2015，1（7），10-11，14.

[7]朱萌.杜威的“从做中学”教学理论及其现实意义[J].理论观察，2016（9），159-160.