“多样的课堂教学形式和创新的教学环节设计”
——《摩擦力》创新教学设计
镇江市江南学校 束海仙
【教学设计思想】
本节设计的主导思想:在教法和学法上都力求有所创新,让学生在轻松愉悦的学习氛围中感到学习的新鲜和乐趣,这样不仅调动了学生的学习积极性,而且提高了学生的学习效率。本节课的教学模式,其核心有两点:一是教学设计上注重问题的设计,将教学环节环环相扣和实验的创新设计以增强了实验效果。二是教法上开展“做游戏”、“魔术表演”、“辩论赛”、“自主探究”等多种形式的课堂学习模式。让学生在轻松愉快的学习氛围中学习并理解和掌握知识。
“兴趣是最好的老师”。 照本宣科很难引起兴趣。本节课在导入新课时,先通过小游戏“拔河比赛”将学生带入了轻松愉快的学习环境中来。这样既激发了学生的兴趣,又创设轻松愉快的的课堂气氛。在建立静摩擦力概念时,通过橡皮筋水平拉木块,橡皮筋虽然被拉长了,但木块却没有移动。创设了问题情境引发学生思考和体会静摩擦力的存在。再通过小魔术 “筷子提米”和磁性黑板上棋子不掉下的事例进一步加深学生对静摩擦力的理解。
“创新的实验设计”是教学设计的重要组成部分。在建立滑动摩擦力概念时,用一个长方体海绵,下面间隔镂空,在长木板上推动,让学生通过观察海绵齿发生了弯曲,来体会和认识到滑动摩擦力的存在。同时通过海绵在木板上的向前运动,木板不动,以及海绵不动,木板向后运动,海绵齿都向后弯。让学生很容易理解滑动摩擦力的方向与物体的相对运动方向相反这一难点。
“探究过程不仅是实验活动,更是思维的训练和能力的培养”。在研究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关时,让学生自主设计实验方案来验证猜想。既锻炼了学生设计实验方案的能力,有培养了学生的良好的科学素养。另外,在研究滚动摩擦力时并不是一开始直接进行研究,而是在如何减小有害摩擦时,在学生通过生活实例提出“变滑动摩擦为滚动摩擦”时,再让学生通过实验来研究。这样设计不仅使教学环节之间环环相扣,而且让学生体会到实践是检验真理的唯一标准。
最后,以“辩论赛”的形式让学生对摩擦力的益与弊有更深的认识。从而再让学生谈谈如何增大有益摩擦和减小有害摩擦。并让学生利用所学知识解释一开始“大力士”为什么反而会输。做到前呼后应。再通过“探究滑动摩擦力的两种方案的对比,哪一种方案更好?”的问题结束。让学生带着问题这进课堂,通过学习解决了问题,再带着新的问题走出课堂。再次激发学生的探索欲望。
【学习目标】
1、知道什么是滑动摩擦力和静摩擦力,能够从日常生活中发现有关摩擦、摩擦力的现象.
2、知道滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关.
3、能设计研究摩擦力大小与哪些因素有关的实验,会用弹簧测力计测量滑动摩擦力,对自己设计的实验能搜集数据和证据,并验证自己的猜想.
4、知道增大有益摩擦和减小有害摩擦的方法,知道摩擦在实际生活中的意义.能
应用所学知识解决增大摩擦和减少摩擦的方法.
【重点、难点】
重点:影响滑动摩擦力的大小的因素,解释生活中的摩擦现象.
难点:如何引导学生进行科学的自主的实验探究.
【教学资源】
多媒体课件、弹簧测力计、木块、木板、砝码、毛巾、玻璃、轴承、螺旋弹簧、
海绵、茶杯、米、筷子、圆珠笔芯。
【游戏引入新课】
师:同学们拔河比赛不陌生吧,比赛时双方都选怎样的选手参赛呢?
生:选体重大的和力气大的选手。
师:那力气大的和体重大的选手就一定能获胜吗?那今天就让我们一起来见证一下众所皆知的事情一定就是真理吗?俗话说:“耳听为虚眼见为实”,下面就让我们实践一下。
师:请同学们推选我们班的“大力士”和力气一般的两位选手上台来比试一下。
学生们一致推选班上力气最大的大男生和力气较小的小女生上台。
教师先说明比赛规则
游戏:学生上台进行拔河比赛。
结果:力气较小的女生反而获胜。
教师采访这位男生“大力士”,并询问他失败的原因是什么?
这位男生很委屈地说,老师你偏心,金属棒上我的这边太滑,握也握不紧。
教师:其实我只不过在他这边涂上了“洗洁精”真正帮助这位女生的是谁呢?
学生答:摩擦力!
师:可见,摩擦力就在我们身边。今天就让我们一起走进摩擦力的世界,来认识它和探究它。
(说明:通过游戏“拔河比赛”引入课题,这样既激发了学生的兴趣,又创设轻松愉快的的课堂气氛。将学生带入了轻松愉快的学习环境中。)
【新课教学】
1、摩擦力概念的建立
教师提问:水平桌面上放上一块木块,木块受几个力的作用?
学生答:受重力和支持力。
教师演示:用橡皮筋(或软弹簧)水平拉木块,橡皮筋虽然被拉长了,但木块却没有移动。
学生答:(略)
教师小结:受到拉力的物体在水平面上没有移动,说明在物体与桌面间存在着一种“隐形的力”来与我们进行“反抗”,阻止木块被拉走。其实这个所谓的“隐形力”就是“摩擦力”。这种摩擦力是物体想要运动但又没有运动时产生的,这种摩擦力就是“静摩擦力”。
(说明:有效、直观的实验和层层深入的问题设置不仅能够锻炼学生的观察能力,而且还很好地培养学生的思维能力。)
教师投影打出静摩擦力的定义。
教师指导学生自主学习课本第55页“静摩擦力”,并结合生活实际说说生活中还有哪些地方应用了静摩擦力?
学生举例:(略)
教师汇总学生所举示例及再列出学生未能举出的示例,并用投影打出。
【活动:小魔术】
教师先提问,用一只筷子能否将一杯装有米的杯子提起来?
学生流露出疑惑的神情。
教师演示“筷子提米”成功后,学生惊讶。
教师介绍“筷子提米”实验的方法,并让学生课后也做做,看能否成功?
教师提问:“筷子提米”的实验中是什么力将米和杯子提起来的?
学生答:(略)
(说明:小魔术“筷子提米”既增强了趣味性,又能让学生更好地体会静摩擦力的存在。)
【教师创新实验演示】 用一个长方体海绵,下面间隔镂空(如图所示)在长木板上推动,这时海绵也受到摩擦力吗?你判断的理由是什么?
学生答:有摩擦力,理由是海绵齿发生了弯曲,所以海绵也受到桌子的阻碍力。
教师从而指出这种摩擦力就叫滑动摩擦力。并得出滑动摩擦力的概念。
教师进一步提问:滑动摩擦力的方向是怎样的呢?
学生答:与物体的运动方向相反.
教师:真是如此吗?
教师演示:用镂空的海绵放在长木板上,
(说明:“创新的实验设计”是教学设计的重要组成部分。用一个长方体海绵,下面间隔镂空,在长木板上推动,让学生通过观察海绵齿向后弯曲,实验效果明显。可让学生很明了直观的体会和认识到滑动摩擦力的存在。同时通过海绵在木板上的向前运动,木板不动;以及海绵不动,木板向后运动,海绵齿都向后弯。让学生很容易理解滑动摩擦力的方向与物体的相对运动方向相反这一难点。)
2.活动8.5探究影响滑动摩擦力大小的因素
教师:根据你的经验,你认为影响物体所受滑动摩擦力大小的因素可能与哪些因素有关?
学生猜想1、摩擦力可能与m有关——(如:推轻的物体比推重的物体容易)
教师分析并更正为摩擦力可能与压力有关并在黑板上板书。
学生猜想2摩擦力可能与粗糙程度有关——(如:在冰面上行车比在正常的路上行车困难)
教师板书
学生猜想3摩擦力可能与基触面积大小有关——(学生无法找到生活实例)
教师板书
学生猜想4 摩擦力可能与物体的形状有关——(如:车轮是圆的容易运动)
教师板书:摩擦力大小可能与摩擦力是滑动摩擦和滚动摩擦有关。
学生猜想5 摩擦力可能与物体的速度有关——(如:汽车速度大,不容易停止)
教师板书
(说明:学生对问题的猜想,不是凭空的主观臆照,而是要在已有知识和生活经验的基础上提出合理的猜想。教师让学生在提出猜想时,要说出相应的依据,就是培养学生养成良好的科学素养。)
教师讲述并提问:同学们根据已有的经验提出了这么多的猜想,可是如何测量摩擦力的大小呢?
【信息快递】
教师示范并用多媒体播放:用弹簧测力计沿水平面匀速直线拉动木块,此时弹簧测力计的示数等于物体所受滑动摩擦力的大小。——(教师介绍这是一种重要的方法叫“转换法”)
教师提问:现要研究的滑动摩擦力可能同时与几个因素有关,你是如何通过实验来研究摩擦力的大小跟这些因素的关系?(打出投影)
学生回答(略)
教师:采用控制变量的方法来研究,当研究滑动摩擦力的大小跟某个因素的关系时,仅改变的所要研究的这个因素,而控制其它的变量不变。
【小竞赛】
下面让我们进行一个小竞赛,这里有5个猜想。滑动和滚动对摩擦力的影响我们后面一起来研究,先来研究其中的4个猜想,我们先来分一下工,每个小组各领一个课题。
实验分工:每个小组将进行了各自所选课题的研究,并把所得的数据记录在对应的表格中,并分析归纳的出相应的结论。
下面让我们比一比,看哪一小组的实验做得又快又好?
学生实验,教师巡视指导
议一议:下面让我们各小组将各自的课题的研究结果给大家汇报一下
实物投影——(数据表格和实验结论)
探究影响滑动摩擦力大小的因素
探究一、滑动摩擦力的大小是否与压力大小有关
实验次数 接触面的材料 压力 摩擦力f/N
1 木块与木板 小
2 木块与木板 较大
3 木块与木板 大
分析比较实验数据,可得出的结论是:滑动摩擦力的大小与压力大小 。(选填“有关”或“无关”)
在其他条件一定时,压力越大,滑动摩擦力 。
探究二、滑动摩擦力的大小是否与接触面的粗糙程度有关
实验次数 压力 接触面的材料 摩擦力f/N
1 相等 木块与玻璃
2 相等 木块与木板
3 相等 木块与毛巾
分析比较实验数据,可得出的结论是:滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度 。(选填“有关”或“无关”)
在其他条件一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力
探究三、滑动摩擦力的大小是否与接触面积有关
实验次数 压力 接触面的材料 接触面积 摩擦力f/N
1 相等 木块与木板 木块平放
2 相等 木块与木板 木块侧放
3 相等 木块与木板 木块竖直
分析比较实验数据,可得出的结论是:在一定范围内,滑动摩擦力的大小与接触面积 。(选填“有关”或“无关”)
综合分析,可得出的结论是:
滑动摩擦力的大小与 和 有关,接触面越粗糙、压力越大,滑动摩擦力 。在一定范围内,滑动摩擦力的大小与接触面积 。(选填“有关”或“无关”)
投影打出实验结论:
滑动摩擦力大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关。
(1) 在压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(2)在接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(说明:科学探究的形式不是固定不变的,而是要根据具体的要求合理的运用。
由于课堂时间的局限性,这里采用分组探究的形式,既让学生有足够的时间来进行问题的探究,又能很好地培养学生的团队合作精神。)
3、增大和减小摩擦的方法
【辩论赛】
教师:摩擦对我们的生活是有益的还是有害的?我们不妨做个辩论,请正反方选手做好准备
辩论规则:正方和反方自由辩论,时间3分钟
正、反方自由辩论(略)
教师;摩擦力对我们既有益又有弊,对于有益摩擦,要想方设法增大它,对于有害摩擦,要想方设法减少它
让学生谈一谈:增大和减小摩擦的方法。(投影)
(一)、增大有益摩擦
教师:凡是摩擦有益的场合,我们应该设法增大它,根据摩擦力大小跟压力大小和接触面的粗糙程度有关的道理,请同学们举例说明在什么场合,用什么方法增大有益摩擦?
学生答(略)
教师小结:打出投影:
(说明:通过摩擦力对我们的生活是有益的还是有害的?进行“正反方辩论”,不仅使课堂生动活泼,调动了学生的学习积极性,而且通过学生在主动参与学习的过程中,能更深层次的认识到摩擦力在生活中的应用和危害。)
(二)、减小有害摩擦
教师:摩擦力并不是都是有益,在有些场合是有害的,必须设法减小它。同学们谈一谈,减小有害摩擦力的方法有哪些?
学生可能会回答的答案:
(1)减小压力
(2)减小接触面的粗糙程度
(3)气垫船、磁悬浮列车
(4)加润滑油
学生如果能够通过生活中的实例说出用滚动摩擦代替滑动摩擦的方法就更好,如果不能说出,教师可以通过自行车的车轮为什么做成圆形,来启发学生。
教师指导学生通过实验来证实它是否是正确的。
器材:长方体木块、弹簧测力计、20支圆珠笔芯、长木板。
图甲中测滑动摩擦力,图乙中测滚动摩擦力。
通过实验并进行对比发现:在一定条件下,滚动摩擦力小于滑动摩擦力。
教师启发学生说出减小摩擦力的方法还有,变滑动摩擦为滚动摩擦。
(说明:对比实验能够让学生很清晰、直观地认识:“在一定条件下,滚动摩擦力小于滑动摩擦力。” 同时也更好的让学生体验到,物理实验是解决物理问题的有效方法。)
教师播放视频(气垫船、磁悬浮列车、生活中的摩擦)并小结归纳:
【前呼后应】
教师:你现在知道,我们班的“大力士”为什么在一开始的比赛中会输吗?
学生解释(略)
【课堂小结】
教师:通过今天的学习,你学到了什么?还有哪些疑惑?
学生交流发言:(略)
【知识应用】
问题1:请问自行车哪些地方需要增大摩擦力,哪些地方需要减小摩擦?分别采用什么方法?(教师出示一辆自行车)
学生答(略)
问题2:如果生活中失去了摩擦力会出现什么现象?
学生答(略)
最后,教师让学生回顾在 “探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中遇到了哪些难题?
学生答:(弹簧测力计水平拉动物体很难做到匀速直线运动)
教师提出问题:那有没有更好的设计方案来解决这个问题呢?
教师用投影打出甲乙两种方案,让学生思考哪种方案更好,好在哪里?来结束本课的学习。
(说明:通过“探究滑动摩擦力的两种方案的对比,哪一种方案更好?”的问题结束。让学生带着问题这进课堂,通过学习解决了问题,再带着新的问题走出课堂。再次激发学生的探索欲望。)
① 你看到了什么现象?
② 橡皮筋对重物是否施加了力的作用?
③ 重物没有移动说明了什么?
教师提问
辩题
正方:摩擦对我们的生活是有益的
反方:摩擦对我们的生活是有害的
增大有益摩擦的方法
增大压力
增大接触面的粗糙程度
(1)减小压力
(2)减小接触面的粗糙程度
(3)变滑动摩擦为滚动摩擦
(4)使原来接触面相互分离
减小摩擦力的方法