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深度学习下初中物理滑动摩擦力实验教学问题设计

范文

吕燕云

【摘要】契合深度学习理念的教学方式，引导学生以理由打开思维，避免进入机械化的学习模式，有利于促进学生深度学习的习惯养成。

【关键词】滑动摩擦力;条件;装置对比;深度学习;相对运动

八年级的学生在沪科版物理教材的第六章第5节中认识到摩擦力的存在，并在该节课上完成了“滑动摩擦力与哪些因素有关”的实验探究，但在完成后续的习题或试题上暴露了大部分八年级学生学习的浅表性，不具有系统且层次性的理解过程，而是机械化的照搬照套。笔者从长期的执教中深刻感受到，为了防止学生进入浅表性学习的误区，应该以理由打开思维，构建学生系统的理解过程。引领学生走向深度学习。深度学习与浅表学习的区别如表1所示。

1.滑动摩擦力实验的两种装置对比

当一个物体在另一个物体表面上滑动时所受到的阻碍物体间相对运动的力叫做滑动摩擦力。在这个定义中明确了物体受到摩擦力的条件：在另一物体表面上发生相对运动。故在设计实验时，我们既可以如图1所示向右拉动木块使其相对于木板向右滑动，也可以如图2所示向右拉动木板使木块相对木板向左滑动，本质是一样的，都只是为了实现木块受到木板的摩擦力的这个目的，至于如何拉动，在设计此步骤中是没有要求的，因为定义中体现只要木块和木板发生相对运动就会在它们的接触挤压面上产生滑动摩擦力，并没有规定要发生何种相对运动。在后续的学生解题过程中，笔者发现很多学生不愿意去理解为什么要拉动木块或木板，而只是机械性的记住要匀速拉动，不知其中意义，这是极不可取的。

如何测出滑动摩擦力的大小，这就涉及到如何拉動才能帮助初中阶段的我们测出滑动摩擦力的大小，无论是图1所示的木块还是图2所示的木块在水平方向都只受到两个力的作用：弹簧测力计所施加的拉力和木板对木块的滑动摩擦力;初中阶段的学生不具有高中的定量公式关系来求出滑动摩擦力的大小，故我们需要构建出木块的平衡状态，使我们能够利用二力平衡的条件测出滑动摩擦力大小，在图1中，如何构建出木块的平衡状态？匀速水平拉动木块即可;在图2中，木块本身就是相对地面静止，处在平衡状态，无需我们构建，故在图2如何拉动木板都不会影响滑动摩擦力的大小，此问题也可在完成图1所示装置的实验后，得出滑动摩擦力大小只与压力大小和接触面的粗糙程度有关的结论的情况下，再来分析图2所示的实验装置如何拉动木板的问题，木块和木板是通过力的作用（竖直方向上的压力和支持力和水平方向上的摩擦力）感知彼此的存在，当它们之间的作用力（木块和木板之间的压力和滑动摩擦力）的大小没有发生变化时，作为物体的它们是不会感知彼此的变化，所以无论木板如何被拉动，对于木块而言，都是相同的。若未经历这种深度思考的过程，就会落入按照既定的实验（如图1）内容硬套或是按照生活直观感觉来判断的陷阱。那么以理由打开思维就显得至关重要，设计每个步骤的理由得能明确给出且解释到位，此过程就是思维养成的过程。

2.传送带（足够长）上的物体A是否受到滑动摩擦力的判断

判断物体A是否受到传送带的滑动摩擦力，要从定义入手，不能靠直观感觉下意识进行判断，想解决此问题，就必须明确物体A从放到传送带上的那瞬间开始发生什么变化。

过程分析：①物体A放上传送带的瞬间，以向右运动的传送带为参照物，物体A向左运动，故受到传送带的水平向右的滑动摩擦力，如图3所示，该滑动摩擦力f滑使物体A向右加速运动;②直到物体A的速度到达与传送带的速度相同时，如图4所示，在此瞬间它们相对静止，滑动摩擦力消失，至此后，物体A和传送带一起向右做匀速直线运动，它们之间无滑动摩擦力。

综上分析：传送带（足够长）上的物体A是否受到滑动摩擦力的问题，应该关注所问的阶段，是启动阶段（刚放上）还是一起匀速直线运动阶段，即所问的过程是否存在相对运动，若存在，则有;若不存在，则无。

3.结束语

物理的实验课堂若无层次性的引导，极易堕入浅表性学习的误区，导致学生被动的机械学习，缺乏思辨讨论，导致学生低阶认知和照搬照套，这样的学习必将带来消极负面的学习效果。故在实验课堂中，问题设计重在每个步骤的理由，以理由打开思维，引导学生走向深度学习。

【参考文献】

[1]祝智庭，彭红超.深度学习：智慧教育的核心支柱[J].中国教育学刊，2017（5）：44-53.

（本文系2019年福州市教育科学研究“十三五”规划课题“指向深度学习的课堂问题设计策略研究”（项目编号：FZ2019GH013）阶段性研究成果）

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