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“实验：研究影响滑动摩擦力大小的因素” 教学设计丹江口市大坝中学 赵国强一、实验教学目标首先分析该实验部分的教材和学情 八年级物理下册第八章第3节摩擦力，主要包括四个主要内容：“摩擦力”、“测滑动摩擦力大小”、“探究影响滑动摩擦力大小的因素”、“摩擦的利用和防止”。本实验探究以第一个实验“测摩擦力”为基础，结合重力、压力、二力平衡等知识，对摩擦力进行更深层次的探究。本实验既是对前面力学知识的总结检验更是后面探究实验借鉴的典范。可教学中发现，截止到这一章很多学生对力学实验课的热情在逐渐下降，这可能与前几章的实验探究内容浅显、探究过程单调等因素有关。基于以上对教材和学情的理解，确定了以下教学目标：(1)知识与技能：通过实验知道影响滑动摩擦力大小的因素；培养学生基本的实验技能。(2)过程与方法：让学生经历较完整的实验探究过程；掌握各种研究问题的方法，特别是创新方法 (3)情感、态度、价值观：在实验中培养学生尊重事实、敢于创新等品质；在探究中感受力学之美，激发学习兴趣。二、实验教学方法为了落实以上目标，在实验中适当的挖掘教材，注重创新，让学生在探究中能发现力学中蕴藏的智慧，去感受力学之美，以此来激发他们的学习兴趣。以下是本节的课堂教学方法：在小组学习的教学模式下，以学生自主探究为主；通过课外准备器材，课堂创新实验，师生谈话，知识拓展等手段提高学生的学习兴趣和实践创新能力；引导学生通过小组合作、自主探究、讨论归纳等方法进行实验探究 ；以创新实验带动整个教学活动。三实验教学内容教学内容按教学过程分成五个知识板块：1.通过老师演示引出新的测滑动摩擦力的方法 ；2.通过实验和讨论引导学生猜想影响滑动摩擦力大小的因素（难点）；3、4.探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度和压力的关系（重点）；5.知识的应用和拓展四、实验教学过程：(一)创设情景 引出问题教师演示：用自制摩擦力演示仪测滑动摩擦力大小。学生兴趣被激发后，根据摩擦力演示仪的原理，鼓励学生利用事先准备好的器材，分小组尝试着也去探究新的测摩擦力的方法，最后，研究出不同于教材中的新的方法（如图1）。学生用新方法测几次摩擦力，发现优点：示数稳定 便于读数。图1图2老师进一步启发学生：把桌面上提供的长纸带利用起来。学生经过反复尝试，再次创新了测摩擦力的方法（如图2）。实际操作几次 便会发现新方法的特点：可使实验持续时间长、连续性好，达到更好的效果。以上设计是对教材内容的一个补充，目的是激发学生学习兴趣，培养学生创新能力，也为后面提供了更简便的研究滑动摩擦力的方法。学生探究中还会发现不同情况下摩擦力一般不相等，这就引出本节课的核心问题: 哪些因素会影响滑动摩擦力的大小?（二）讨论分析 形成猜想学生联系实际讨论以上问题，会猜想出很多因素：接触面的粗糙程度、接触面受到的压力、物体的重力、接触面面积、滑动速度、接触面的材料等等。面对学生的各种猜想老师不能一带而过，否则会错失很多精彩的探究和讨论，例如：探讨“速度”因素：在图2所示利用纸带测滑动摩擦力的实验中，分别用不同的速度拉动纸带，可发现摩擦力不变，这就说明了速度影响滑动摩擦力是不符合实际的探讨“接触面积”因素：测出一个长方体木块分别平、侧、竖放时与同一木板之间的滑动摩擦力的大小，可发现摩擦力大小不变。以上方法要求木块的六个面的粗糙程度要相同，实际很难做到，在实际教学中可用以下创新方法：在图2所示利用纸带测滑动摩擦力大小的实验中，纸带中间被裁剪去宽窄不同的部分（如图3），木块从上面滑过时接触面积发生改变，但摩擦力大小不变。以上实验都可证明滑动摩擦力大小与接触面积无关。图3排出不合理的猜想后，根据大量经验和实事，教师引导学生最后形成猜想:滑动摩擦力大小可能与接触面受到的压力和接触面的粗糙程度有关（板书）。以上教学设计除了培养学生的创新能力外，还有一个很重要的目的：那就是通过精心设计实验来纠正学生错误的认识，建立正确的观点，让学生在新旧观点不断碰撞而产生的内心震撼中，去感受力学的美妙，进一步激发他们的学习兴趣。（三）实验探究 验证猜想探究一：探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系。1.课前准备：与以往实验不同，这是本实验增加的一个环节：请学生提前准备至少三个表面粗糙程度不同的物体。目的是通过对材料的收集甚至创造，来培养学生的社会实践能力和创新能力，对有创意的作品要进行展示和鼓励。2. 实验设计：从测摩擦力大小的方案、实验原理、探究方法、器材等四个方面对实验进行设计。鼓励用新方法、新材料进行探究。 3.进行实验：实验前教师要交待实验注意事项:检查测力计指针是否指零；被测摩擦力不能超过测力计的量程；实验要在水平桌面上进行，拉力方向要沿着水平方向；实验多做几次，使结论更具有说服。实验中教师进行巡视和指导，强调操作的规范性。4.分析论证：各小组把实验数据填入事先设计好的表格中，并讨论分析，最后自己得出结论：接触面受到的压力一定时，接触面粗糙程度越大，滑动摩擦力越大。（板书）5.交流评估：实验结束后，主要从以下几个方面交流评估：（1）实验中遇到什么问题？如何处理的？（2）不同小组之间交换测得的数据，实验数据中有没有不符合规律的？可能是什么原因造成的？（3）实验中组内的成员完成自己的职责了吗？谁表现的最好？通过交流评估可使学生的实验能力进一步得到提高。探究二： 探究滑动摩擦力大小与压力的关系。该探究与第一个探究实验的方法、原理、步骤基本相同，完全可以让学生自主探究。但还是要严格按照“设计实验-进行实验-分析论证-交流评估”等主要步骤来进行，以培养学生严谨认真的科学态度。 最后得到结论：接触面粗糙程度一定时，接触面受到的压力越大，滑动摩擦力越大。（板书）（四）知识拓展和应用仔细阅读下面一段关于轮胎花纹的介绍，然后回答问题：轮胎与地面接触的面积，不会比我们鞋底与地面所接触的面积大多少。这么小的接触面积，需要完成重要而又复杂的工作，这时轮胎上的花纹就起到了至关重要的作用。轮胎上的纵向花纹主要起到快速排水的作用，但其会导致轮胎的抓地能力不足；而轮胎上的横向花纹拥有较高的抓地能力，从而可以弥补纵向花纹的先天缺陷。根据本节课所学知识回答问题：1.上文中所提到的“抓地力 ”，从物理角度可以理解为什么？而“横向花纹”代表的是什么？2.文中提到的“纵向花纹”对抓地力没有帮助，你是如何理解的？这道题紧密联系实际，从而使学生学到的摩擦力知识在课外得到拓展与提高，体现了“从生活走向物理，从物理走向社会”的新课程理念。五实验教学评价与反思本节课的教学设计可以概括为一线三点三面，所谓“一线”，是指从开始的“引出问题”一直到最后的“知识拓展”等多个探究环节组成的一条主线索，它把各个教学内容板块有机的联系起来；“三点”是指在主线索中设置了三个能够激发兴趣、培养能力的关建点，分别是“探究测摩擦力的新方法”，“探究重力、速度、接触面积是否