基于核心素养的摩擦力物理课设计

基于核心素养的摩擦力物理课设计引言物理学作为一门以实验为基础的自然科学，其教学不仅在于知识的传授，更在于学生核心素养的培育。摩擦力作为力学中的重要概念，与日常生活紧密相连，是培养学生物理观念、科学思维、科学探究与创新能力以及科学态度与责任的绝佳载体。本课设计旨在突破传统知识灌输的模式，将核心素养的培养目标融入教学全过程，引导学生在探究中建构知识，在应用中深化理解，最终实现从“学会”到“会学”的转变。一、教学目标设计基于物理学科核心素养的要求，本课的教学目标设定如下：（一）物理观念1.通过生活实例和实验观察，初步建立摩擦力的概念，能区分静摩擦力、滑动摩擦力和滚动摩擦力。2.理解滑动摩擦力的大小与压力大小及接触面粗糙程度的关系，并能运用该关系解释简单的物理现象。3.知道增大和减小摩擦的方法，并能在实际情境中进行分析和应用。（二）科学思维1.通过对摩擦力现象的分析，初步形成基于证据和逻辑对物理现象进行解释的思维习惯。2.在探究影响滑动摩擦力大小因素的过程中，学习控制变量法的应用，提升科学推理和分析论证能力。3.能对实验数据进行收集、处理和分析，并基于数据得出结论，培养归纳概括能力。（三）科学探究与创新1.经历“提出问题—猜想假设—设计实验—进行实验—收集证据—分析论证—交流评估”的科学探究过程，体验科学探究的基本方法。2.在实验设计和操作中，培养动手实践能力和解决实际问题的能力。3.鼓励学生提出不同的实验方案或对现有方案进行改进，激发创新意识。（四）科学态度与责任1.通过观察和探究摩擦力现象，激发对物理学的好奇心和求知欲。2.在实验过程中，培养实事求是、严谨认真的科学态度，以及合作与交流的意识。3.认识到摩擦力在生产生活中的广泛应用，体会物理学的实用价值，增强将物理知识服务于人类社会的责任感。二、教学重难点（一）教学重点1.滑动摩擦力的概念及其影响因素。2.科学探究能力的培养，特别是控制变量法的应用。（二）教学难点1.静摩擦力的理解，以及静摩擦力与滑动摩擦力的区别。2.如何引导学生自主设计并完成探究实验，分析处理数据得出结论。三、教学方法与教学准备（一）教学方法情境创设法、问题驱动法、实验探究法、讨论法、讲授法相结合。（二）教学准备1.教师用：多媒体课件（包含生活中的摩擦现象图片、视频）、演示实验器材（如木块、弹簧测力计、粗糙木板、光滑木板、砝码、棉布、毛巾等）。2.学生分组实验用：相同的木块若干、弹簧测力计（量程合适，已调零）、长木板、砝码若干、不同粗糙程度的接触面材料（如棉布、毛巾）、玻璃板（可选）。四、教学过程（一）创设情境，引入新课（约5分钟）教师活动：（1）播放一段包含多种摩擦现象的短视频或展示图片，如：人走路、汽车行驶、推箱子、擦黑板、滑雪等。（2）提问：“同学们，在刚才的视频/图片中，你们注意到了哪些现象？这些现象有什么共同的特点吗？”引导学生观察思考，初步感知“阻碍相对运动”。学生活动：观看视频/图片，思考并回答教师提出的问题，尝试用自己的语言描述所观察到的现象。设计意图：从学生熟悉的生活现象入手，激发学习兴趣，创设问题情境，自然引入“摩擦力”的概念，体现“从生活走向物理”的课程理念。（二）新课讲授与实验探究1.摩擦力的概念（约10分钟）教师活动：（1）基于学生的回答，引导学生总结：当两个相互接触的物体发生相对运动或有相对运动趋势时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这种力叫做摩擦力。（2）引导学生思考：摩擦力产生需要什么条件？（接触、挤压、粗糙、相对运动或相对运动趋势）（3）演示实验1：用手推讲台，讲台未动。提问：“讲台没动，它受到摩擦力了吗？”引出“静摩擦力”。再用较大的力推动讲台（假设能推动），提问：“现在讲台运动了，它受到的摩擦力和刚才一样吗？”引出“滑动摩擦力”。简单介绍“滚动摩擦力”（如轮子滚动时）。（4）强调：本节课重点研究“滑动摩擦力”。学生活动：（1）倾听教师讲解，思考并回答问题，理解摩擦力的定义和产生条件。（2）观察教师演示，区分静摩擦力和滑动摩擦力的不同情境。设计意图：通过演示和提问，帮助学生建立摩擦力的初步概念，并对摩擦力的不同类型有一个初步的区分，为后续学习奠定基础。培养学生的物理观念。2.探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关（约20分钟）教师活动：（1）提出问题：“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关呢？”（2）引导学生猜想：鼓励学生结合生活经验进行猜想，例如：“可能与物体的轻重有关？”（压力）“可能与接触面的光滑程度有关？”（接触面粗糙程度）“可能与物体运动的快慢有关？”“可能与接触面积大小有关？”等等。教师将学生的猜想记录在黑板上。（3）设计实验方案：引导学生针对每个猜想，思考如何用实验验证。重点强调“控制变量法”的思想。例如，要探究与压力的关系，应保持接触面粗糙程度等其他因素不变，改变压力大小，测量滑动摩擦力。（4）指导学生分组讨论，设计具体的实验步骤，选择合适的器材。教师巡视指导，对学生的方案进行点评和完善。（5）明确实验注意事项：例如，如何正确使用弹簧测力计（水平拉、匀速直线运动时读数，此时拉力大小等于滑动摩擦力大小），如何改变压力（在木块上加减砝码），如何改变接触面粗糙程度（更换接触面材料）等。（6）学生分组进行实验，收集数据并记录。教师巡视，及时解决学生在实验中遇到的问题，提醒学生注意安全，规范操作。（7）组织学生汇报实验数据和结论。引导学生分析数据，得出初步结论：滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关。压力越大，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。对于其他猜想（如速度、接触面积），引导学生通过实验或逻辑分析得出无关的结论。学生活动：（1）积极思考，大胆猜想滑动摩擦力的影响因素。（2）分组讨论，设计实验方案，明确实验步骤和注意事项。（3）分组进行实验操作，认真观察，准确读数，记录数据。（4）分析实验数据，小组内讨论，尝试得出实验结论。（5）各小组代表汇报实验结果，参与全班交流讨论。设计意图：这是本节课的核心环节。通过完整的科学探究过程，让学生亲身体验科学研究的方法，培养其科学探究能力、科学思维能力和动手实践能力。在合作与交流中，提升学生的团队协作意识。3.摩擦力的应用（约10分钟）教师活动：（1）引导学生思考：“摩擦力对我们来说，总是有害的吗？”（2）展示图片或视频：如鞋底的花纹、汽车轮胎的花纹（增大有益摩擦）；轴承、滑冰鞋（减小有害摩擦）。（3）组织学生讨论：生活中哪些地方需要增大摩擦？哪些地方需要减小摩擦？分别采用了什么方法？（4）总结增大和减小摩擦的常用方法：*增大有益摩擦：增大压力、增大接触面粗糙程度。*减小有害摩擦：减小压力、减小接触面粗糙程度（使接触面光滑）、用滚动代替滑动、使接触面分离（如加润滑油、气垫、磁悬浮）。学生活动：（1）结合生活经验，思考并讨论摩擦力的利与弊。（2）列举生活中增大和减小摩擦的实例，并分析其原理。（3）归纳总结增大和减小摩擦的方法。设计意图：从物理走向社会，让学生认识到物理知识的实用价值，培养学生运用所学知识解释和解决实际问题的能力，增强科学态度与责任。（三）课堂小结与拓展延伸（约5分钟）教师活动：（1）引导学生回顾本节课学习的主要内容：摩擦力的概念、滑动摩擦力的影响因素、增大和减小摩擦的方法。（2）强调本节课所用到的科学方法：控制变量法、转换法（通过拉力测摩擦力）。（3）提出拓展问题：“我们走路时，脚受到的摩擦力是什么类型的？方向如何？”“如果没有摩擦力，世界会变成什么样？”鼓励学生课后思考和查阅资料。学生活动：（1）回顾本节课所学知识，形成知识网络。（2）思考拓展问题，激发持续学习的兴趣。设计意图：梳理知识，巩固所学，深化对科学方法的理解，并通过拓展问题激发学生的探究欲望和想象力。五、板书设计基于核心素养的摩擦力物理课设计（左侧主板书）一、摩擦力(Ff)1.定义：阻碍相对运动（或趋势）的力2.产生条件：接触、挤压、粗糙、相对运动/趋势3.类型：静摩擦、滑动摩擦、滚动摩擦二、滑动摩擦力大小的影响因素1.猜想：压力、粗糙程度、速度、面积...2.实验探究（控制变量法）：*压力（F压）→越大，Ff越大*接触面粗糙程度→越粗糙，Ff越大3.结论：Ff与压力、接触面粗糙程度有关三、摩擦力的应用1.增大有益摩擦：增大压力、增大粗糙程度2.减小有害摩擦：减小压力、减小粗糙程度、滚动代替滑动、使接触面分离（右侧副板书）*学生猜想记录区*实验数据记录（示例）*关键词：控制变量法、匀速拉动、二力平衡六、教学反思本节课的设计以学生核心素养的培养为出发点和落脚点，通过丰富的生活情境和层层递进的问题引导，激发学生的学习主动性。重点突出了科学探究环节，让学生在“做中学”，亲身体验科学研究的过程，有效培养了学生的科学探究能力和科学思维。在实际教学中，需要注意以下几点：1.对学生的猜想应给予充分鼓励，即使有些猜想不合理，也要引导其通过实验去验证或修正，保护学生的积极性。2.学生在实验操作中可能会出现各种问题，如弹簧测力计使用不规范、无法做到匀速拉动等，教师需要有足够的耐心进行指导，并允许学生在试错中学习。3.对于“静摩擦力”的处理，可以根据学生的具体情况适当调整深度，避免过度拓展增加学生负担，但应让学生