罗明江 龙红利
摘 要：从静摩擦力的概念、产生的条件、方向和大小等环节创设丰富的教学情境，达到激发学生学习的兴趣，在情境的驱动下，实现学生知能的有效迁移，在情境问题解决过程中，提升学生的关键能力，发展学生的学科核心素养.
关键词：情境教学;静摩擦力;核心素养;高中物理
中圖分类号：G633.7 文献标识码：B 文章编号：1008-4134（2021）11-0031-03
《普通高中物理课程标准（2017年版）》指出：“创设情境进行教学，对培养学生的物理学科核心素养具有关键作用[1].”“情境”即“问题情境”，指的是真实的问题背景，是以问题或任务为中心构成的活动场域[2].在高中物理教学中探索情境教学有助于激发学生学习兴趣，提高课堂效率，促进学生认知与情感平衡发展，提升学生的关键能力，发展学生的学科核心素养，实现学生的全面可持续发展.下面以“静摩擦力”为例阐述新授课中的情境教学设计.
1 教材分析及设计思路
“静摩擦力”是高中物理新人教版必修第一册第三章第三节第二课时的内容.由于静摩擦力“若有若无，方向不定”，较难分析，教材将静摩擦力安排在重力、弹力和滑动摩擦力之后，在学生有一定的受力分析能力后再理解分析不同情境中的静摩擦力，符合学生的一般认知规律.静摩擦力是本章教学的难点和重点，为受力分析、牛顿运动定律的运用等奠定了基础，是组成高中物理知识的一块重要“基石”.
本节课通过创设丰富的教学情境（图1），以情境为驱动，从静摩擦力的概念、产生的条件、方向和大小等环节展开课堂教学，各环节层层递进，突出发展学生的学科核心素养.
2 教学目标
（1）知道静摩擦力现象，能说出静摩擦力产生的条件，会区分静摩擦力和滑动摩擦力，会根据物体受力和运动情况，分析静摩擦力的大小和方向，了解最大静摩擦力.
（2）通过实例分析和实验探究，掌握假设法、控制变量法等科学研究方法.
（3）培养实践—认识—实践的思想，有将静摩擦力应用于生产和生活的意识.
3 教学过程
3.1 创设生活情境 引出静摩擦力的概念
教学片段一
情境创设：拉书游戏.准备两本逐页交叉叠放的书，请两名学生尝试将书拉开.结果是学生用了很大的力都没有将书拉开.
提出问题：要将两本书拉开为什么这么费力？这种（阻）力与上一节课学习的滑动摩擦力有何不同？
设计意图：通过学生参与游戏让课堂迅速“升温”，吸引学生的注意力，利用游戏现象的“出乎意料”引发认知冲突，激发学生的兴趣，为教学内容的深入做好铺垫.
情境创设：师生举例.先请学生举出生活中存在静摩擦力的例子，接着教师展示人走路、人爬树、手握笔、传送带传送包裹等情境图片.
提出问题：产生静摩擦力的两物体处于什么状态？静摩擦力阻碍的是相对运动还是相对运动的趋势？
设计意图： 在诸多客观情境中概括事物的共同属性，抽象事物的本质特征，完成从经验性常识向物理概念的转变，培养学生的物理观念.理解两个相互接触的物体，当它们之间存在相对运动趋势时，会在接触面上产生一种阻碍相对运动趋势的力，这就是静摩擦力.
3.2 创设活动情境 概括静摩擦力产生的条件
教学片段二
情境创设：小组活动.活动1为塑料筷子竖直夹光滑铁球和小毛球;活动2为用吹胀的气球提玻璃杯;活动3为手掌平放于桌面上用力下压并往前推（不要推动）.
提出问题：通过活动体验，你能概括出静摩擦力产生的条件吗？
设计意图： 增加学生的感性认识，调动其积极性，促进学生的协作能力，培养学生基于观察和实验获取信息、得出结论并作出解释的交流总结能力.学生概括出静摩擦力产生的条件为两物体接触并挤压、接触面粗糙、两接触物体有相对运动趋势.
情境创设：再做拉书游戏.教师将书页交叉叠放的两本书轻抛至空中，两学生通过绳索迅速拉书，结果两本书被轻松拉开.
提出问题：此时为什么能够轻松拉开两本书？
设计意图：引导学生亲手呈现第二个“出乎意料”，回扣开头，调动学生的智力及情感因素，激活学生学习动因，引导学生创新思考，升华思维，促进学生积极主动参与学习环节，进而有效提升学生的科学思维和科学探究能力.
3.3 创设实例情境 探寻静摩擦力的方向
教学片段三
情境创设：自主探究.如图2，情境1为杯子被手握住没有滑落;情境2为磁性黑板擦吸在黑板上静止不动;情境3为毛刷置于斜面上保持静止.
提出问题：请判断杯子、磁性黑板擦、毛刷的相对运动趋势方向及所受静摩擦力方向，并探究物体的相对运动趋势方向和静摩擦力方向有什么特点？
设计意图： 创设实例情境是为了贴近学生的“认知发展区”，帮助学生快速在头脑中建立“学习场景”，引导学生结合生活经验，利用“假设光滑法”探究相对运动趋势方向，利用“状态法”判断静摩擦力的方向，通过比较归纳，得到静摩擦力方向在接触面内，与物体间相对运动的趋势方向相反.
情境创设：观看视频.播放教师在电动扶梯上随扶梯匀速上行的视频（图3），第一个镜头站在电动扶梯上拍摄的，第二个镜头站在地面上拍摄的.
提出问题：人随扶梯匀速上行时，人的运动方向如何？人相对扶梯运动趋势方向如何？人受静摩擦力方向如何？人随扶梯下行时，情况又怎样？
设计意图： 注重以“问题链”形式呈现问题，为学生步步搭阶，引导学生抓实质求本质，培养学生的观察和思维能力.强调“相对”的含义，指出相对运动趋势方向与运动方向并无必然关系，故静摩擦力与运动方向无必然关系.教师出镜录制视频，增强学生对教学素材的亲切感，培养学生观察现象，发现问题和推理论证的科学思维素养.
3.4 创设实验情境 探究静摩擦力的大小
教学片段四
情境创设：分组实验.如图4，实验中缓慢拉动长木板，在滑块和木板未发生相对运动时，测出不同拉力下静摩擦力的大小，滑块和长木板恰好发生相对运动时，可测出一个静摩擦力的极值，利用实验数据，描点连线，做出Ff-F的图像.
设计意图：通过分组实验引导学生探究静摩擦力大小的特点.静摩擦力的大小是可变的，静摩擦力的大小随着拉力大小的增大而增大.通过探究，培养学生设计实验、操作器材、获取和处理数据、得出结论的科学探究素养.
教学片段五
情境創设：教师演示实验.如图5，摩擦块通过细线连接力传感器，线毂上的细线连接摩擦台，打开开关，轨道上的内置电机带动线毂匀速转动，摩擦块和摩擦台由相对静止到相对运动，它们间的静摩擦力和滑动摩擦力可通过力传感器测出.摩擦块为金属材质，摩擦台为塑料材质，第一次实验时接触面为金属—塑料，测出的摩擦力变化图像如图6;第二次实验在摩擦台上加上绒布面，即接触面为金属—绒布，增大接触面粗糙程度，测出的摩擦力变化图像如图7;第三次实验在摩擦块上面再加一块金属块，增大接触面的正压力，测出的摩擦力变化图像如图8.
设计意图：利用传感器进行探究实验，探索方式得到创新，融合信息技术手段，形象深刻地揭示出两物体由相对静止到相对运动过程中摩擦力的变化图像，并凸显恰好发生相对运动这一临界状态下的最大静摩擦力.实验渗透了科学探究方法，利用控制变量法探究了最大静摩擦力的影响因素，从而建构起最大静摩擦力的公式Ffm=μFN.
3.5 创设任务情境 落实科学态度与责任
教学片段六
情境创设：拔河比赛.布置学生利用互联网查询民间拔河和竞技拔河的相关技巧，课余时间组织学生进行拔河比赛.
设计意图：物理知识源于生活又服务于生活，在拔河比赛中培养学生的学以致用的意识和团结协作品格.
4 教学反思
本教学设计中，积极创设情境，倡导活动体验、自主学习、合作探究，关注信息技术与课堂教学的有效融合，培养学生形成物理观念，掌握科学探究方法，让学生在开放而富有创新活力的氛围中学习，从而落实学生主体、教师主导的课堂地位，促进学生主动自主学习，形成科学态度与责任.当然，教学中情况千变万化，要根据学生的需要和课堂实际及时调整学习活动，不断地反思和总结.
参考文献：
[1]中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018.
[2]教育部考试中心.中国高考评价体系说明[M].北京：人民教育出版社，2019.
[3]胡庆芳，杨翠蓉.有效情境创设的40项设计[M].上海：华东师范大学出版社，2017.
[4]惠广俊.创设问题情境 启迪学生思维[J].物理教师，2019，40（12）：14-17.
（收稿日期：2021-03-10）
