科學(xué)探究：用證據(jù)說話——“力的作用是相互的”一課教學(xué)設(shè)計與反思

科學(xué)探究：用證據(jù)說話——“力的作用是相互的”一課教學(xué)設(shè)計與反思

　　白孝忠

　�。ń�蘇省吳江經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)實驗初中，215200）

　　摘要：物理教學(xué)中，應(yīng)啟發(fā)學(xué)生尋找證據(jù)，培養(yǎng)用證據(jù)說話的思維習(xí)慣。學(xué)生獲取證據(jù)的過程，就是經(jīng)歷科學(xué)探究的過程。學(xué)生認識了彈力、重力和摩擦力，初步接觸了磁力、靜電力，為“力的作用是相互的”內(nèi)容的學(xué)習(xí)夯實了基礎(chǔ)，也為尋找證據(jù)提供了豐富的素材。教學(xué)中，以證據(jù)為主線，以學(xué)生為主體，以實驗為載體，既關(guān)注了知識點的落實，又重視了能力和情感目標(biāo)的達成。

　　關(guān)鍵詞：設(shè)計理念目標(biāo)定位教學(xué)流程

　　一、 設(shè)計理念

　　科學(xué)是以多樣統(tǒng)一的自然界為研究對象的探究活動，是建立在證據(jù)和理性思維的基礎(chǔ)上的。任何科學(xué)結(jié)論都要有相應(yīng)的證據(jù)來證實。物理教學(xué)中，應(yīng)啟發(fā)學(xué)生尋找證據(jù)，培養(yǎng)用證據(jù)說話的思維習(xí)慣。學(xué)習(xí)“力的作用是相互的”一節(jié)內(nèi)容時，學(xué)生已經(jīng)認識了彈力、重力和摩擦力，初步接觸了磁力、靜電力——這是該課的教學(xué)起點，也是學(xué)生尋找證據(jù)的方向。為判斷物體是否受力，可以補充“力能改變物體的運動狀態(tài)”，這同時也為學(xué)生尋找證據(jù)提供了知識保障。學(xué)生獲取證據(jù)的過程，就是經(jīng)歷科學(xué)探究的過程，體驗不斷得到豐富，認識逐步走向飽滿，從而自主地完成知識構(gòu)建。

　　二、 教材分析

　　“力的作用是相互的”為蘇科版初中物理八年級下冊第8章第4節(jié)內(nèi)容，教材首先提出問題：施力物體是否同時也受到力的作用？然后通過四個活動，引導(dǎo)學(xué)生觀察、歸納，得出結(jié)論。教材選擇了彈力、靜電力和磁力等作為實例進行分析（由于重力作用的相互性不易討論，摩擦力作用的相互性不易觀察到，故回避了重力和摩擦力）。但教材在分析靜電力、磁力時，只考慮了吸引的情況，沒有涉及排斥力的相互性。從說服力的角度來說，證據(jù)越充分、越全面，得到結(jié)論的可靠性越高。教材忽略的內(nèi)容在教學(xué)設(shè)計中應(yīng)盡量得到體現(xiàn)和突破，以培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，進一步提高學(xué)生的表達能力、實驗設(shè)計和動手能力、分析能力等。

　　三、 目標(biāo)定位

　　1. 知識與技能：（1） 知道力的兩種作用效果，并能根據(jù)作用效果判斷物體是否受力；（2） 知道施力物體同時也是受力物體，知道力的作用的相互性。

　　2. 過程與方法：（1） 通過探究力作用的相互性，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力；（2） 通過對不同性質(zhì)力的研究，歸納出力的作用是相互的，體會歸納法和尋找證據(jù)的意義。

　　3. 情感態(tài)度與價值觀：（1） 體驗、分享探究成功的喜悅；（2） 通過探究活動，養(yǎng)成與他人合作、交流的習(xí)慣，培養(yǎng)團隊合作的精神；（3） 以習(xí)題為載體，激發(fā)學(xué)生的愛國熱情和民族自豪感。

　　四、 教學(xué)流程

　�。ㄒ唬� 知識準(zhǔn)備

　　師我們知道，力能使物體發(fā)生形變。力還能產(chǎn)生什么效果呢？

　�。úシ抛闱虮荣愐曨l：進攻隊員罰點球，對方守門員撲球脫手，進攻隊員再次進攻，守門員將球撲住。慢鏡頭回放，教師解說：運動員主罰點球，球由靜止到運動；守門員撲球脫手，球的運動方向改變；再次進攻，球的運動方向又改變；守門員最后撲住球，球由運動變?yōu)殪o止。）

　　師在物理學(xué)中，物體由靜到動，由動到靜，以及運動快慢或方向的改變，都叫做運動狀態(tài)發(fā)生了改變。上述四個階段，足球受到了力，運動狀態(tài)均發(fā)生了改變，說明力還可以改變物體的運動狀態(tài)。

　　師（手壓彈簧）彈簧受力的作用嗎？判斷依據(jù)是什么？

　　生受到手的壓力，判斷依據(jù)是彈簧發(fā)生了形變。

　　師同樣，一個物體的運動狀態(tài)改變了，也能由此判斷物體受到力的作用。

　�。◣熒�總結(jié)，得出結(jié)論：根據(jù)力的兩個作用效果，可以判斷物體是否受力。）

　　如果有人的參與，感受力的存在并不困難；(論文范文　www.gymyzhishaji.com)但如果是物體之間，就要根據(jù)作用效果來判斷其是否受力。所以，在探究之前，教師有意識地補充了“力可以改變物體的運動狀態(tài)”的內(nèi)容。足球比賽視頻基本包含了各種運動狀態(tài)的改變，充分挖掘了一個完整情境的教育價值。利用視頻的暫停和回放功能，清楚地展現(xiàn)足球的狀態(tài)改變及受力情況，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

　�。ǘ�） 實驗導(dǎo)入，提出問題

　�。ń處熝菔荆鸿F釘靠近磁鐵，松手，鐵釘被磁鐵吸上去。）

　　師鐵釘受到磁鐵的吸力嗎？如何判斷？

　　生受到了磁鐵的吸力。因為松手瞬間，鐵釘由靜止變?yōu)檫\動，運動狀態(tài)改變了，說明受吸力。

　　師鐵釘同時也在吸引磁鐵嗎？

　　（學(xué)生意見不統(tǒng)一，教師適時引入探究課題。）

　　師磁鐵吸鐵釘?shù)耐瑫r，鐵釘對磁鐵有力的作用嗎？

　�。ㄌ峁┢鞑模簝奢v小車、一塊磁鐵、一根鐵塊、透明膠。學(xué)生討論研究方案，教師巡回指導(dǎo)。學(xué)生展示成果：如圖1，用透明膠把磁鐵和鐵塊分別固定在小車上，靠近，同時松手，觀察到磁鐵和鐵塊相向運動。磁鐵向鐵塊靠攏，磁鐵由靜止變?yōu)檫\動，說明磁鐵同時受到鐵塊的吸力。課題拓展：磁鐵之間的斥力也是相互的嗎？需要哪些器材？怎樣實驗？學(xué)生討論，展示，其他學(xué)生評價。歸納得出結(jié)論：磁力的作用是相互的。）

　　磁鐵對鐵釘有力的作用，證據(jù)確鑿，容易理解；而鐵釘對磁鐵是否有力的作用，很少有學(xué)生思考過這個問題。通過實驗導(dǎo)入問題，可以激起學(xué)生的探究欲望，提醒學(xué)生要善于觀察、勤于思考：原來，司空見慣的現(xiàn)象也蘊含著深刻的物理學(xué)原理。與其他力相比較，磁力的相互性是相對完整的探究案例，包含了科學(xué)探究的各個要素，知識和能力要求正好處于學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”，通過這個探究活動，能促進學(xué)生各項能力的發(fā)展，并獲得成功的喜悅。

　�。ㄈ�） 尋找證據(jù)，豐富體驗

　�。ㄌ峁┢鞑模汗P、兩個氣球、彈簧稱、橡皮筋、兩根直徑為12mm的吸管、15cm×12cm的塑料盒。）

　　師磁力作用是相互的，其他力呢？根據(jù)這些器材能不能再找到一些證據(jù)？

　　1. 證據(jù)一：彈力的作用是相互的。

　　學(xué)生交流、體驗：手指壓筆尖；氣球相互擠壓；橡皮筋、彈簧秤對拉……手對筆尖有力的作用，同時手指凹陷，發(fā)生形變，筆尖對手指同時產(chǎn)生了力的作用；相互擠壓的氣球、對拉的橡皮筋和彈簧都發(fā)生了形變，說明氣球之間、彈簧和橡皮筋之間力的作用是相互的。

　　師這些力有什么共同點？說明了什么？

　　生都是發(fā)生形變產(chǎn)生的，屬于彈力，所以彈力的作用是相互的。

　　2. 證據(jù)二：靜電力的作用是相互的。

　　引導(dǎo)學(xué)生用吸管做靜電實驗（注意手要干燥）：手握住兩根吸管，在另一只手的虎口上摩擦，讓它們帶上同種電荷，然后將吸管并排放在塑料盒或蓋上（如圖2），同時松手，兩根吸管向相反方向滾動，說明兩根吸管都受到了對方靜電力的作用。

　　師排斥力是相互的，吸引力呢？

　�。ㄒ曨l播放：豎直放置的兩個輕質(zhì)小球，帶上異種電荷后，出現(xiàn)如圖3的情形，說明吸引力也是相互的。）

　　3. 證據(jù)三：摩擦力的作用是相互的。

　　教師演示，學(xué)生觀察：將幾根吸管平行放在桌面上，上面鋪一塊硬紙板。將上緊發(fā)條的玩具汽車放在硬紙板上，車向前運動，同時硬紙板向相反方向運動，說明摩擦力的作用也是相互的。

　　4. 證據(jù)四：重力的作用是相互的。

　　結(jié)合投影，介紹重力作用的相互性，并陳述科學(xué)結(jié)論：大到天體之間、地球與地球上物體之間的引力，小到微觀粒子之間的作用都是相互的。

　　5. 證據(jù)五：生活經(jīng)驗。

　　學(xué)生結(jié)合生活經(jīng)驗說明力作用的相互性：鼓掌、劃船、滑板上的人對推……師生總結(jié)得出：（1） 一個物體對另一個物體有力的作用時，另一個物體同時也對這個物體有力的作用，力的作用是相互的。（2） 施力物體同時也是受力物體。

　　本環(huán)節(jié)的重點是尋找更多的證據(jù)支持觀點，培養(yǎng)用證據(jù)說話的意識。學(xué)生在收集證據(jù)的過程中，要動手動腦、觀察分析、體驗內(nèi)化，調(diào)動了多種感官，學(xué)到了知識，發(fā)展了能力。結(jié)合初中生的特點和教學(xué)實際，證據(jù)的收集不可能非常嚴(yán)格、面面俱到，也不必統(tǒng)一要求。選擇的案例要典型、各有側(cè)重，學(xué)生在磁力作用的相互性中經(jīng)歷了完整的探究過程。對于彈力和靜電力，學(xué)生主要是體驗感知；對于摩擦力，難度較大，應(yīng)采用教師演示的方式組織教學(xué)；而對重力作用的相互性，則只是簡單地介紹了解；最后回歸生活，用生活經(jīng)驗佐證力作用的相互性。

　　（四） 再設(shè)情境，初步探究

　�。▌�(chuàng)設(shè)情境：雞蛋砸向石頭，雞蛋破，請學(xué)生解釋原因。）

　　生雞蛋對石頭有力的作用，由于力的作用是相互的，石頭對雞蛋也有力的作用，正是這個力使雞蛋破碎。

　　師雞蛋對石頭的力與石頭對雞蛋的力大小關(guān)系如何？你能用兩個彈簧秤研究相互作用力的關(guān)系嗎？注意彈簧秤的使用方法。

　�。▽W(xué)生猜想探究，得出結(jié)論：相互作用力大小相等。）

　　生既然大小相等，為什么石頭安然無恙，而雞蛋卻破了？

　�。▽嶒炨屢桑簩�800g鉤碼盒放在桌面，桌面沒有反應(yīng)；而放在海綿上，海綿卻凹陷下去。說明相同的力能產(chǎn)生不同的效果。）

　　引入雞蛋碰石頭的例子，自然、不生硬，進而提出問題，激起學(xué)生思考的興趣。一些學(xué)生認為石頭對雞蛋的力大于雞蛋對石頭的力，當(dāng)探究出大小相等時，他們感到很意外，再用對比實驗解釋，學(xué)生就會頓悟。

　�。ㄎ澹� 學(xué)以致用，鞏固提高

　�。�1） 如圖4，小明游泳時手向后劃水，水對小明有一個向前的推力，正是這個力使小明能在水中前進。

　�。�2） 2012年6月16日，神舟九號成功發(fā)射。神舟九號的一飛沖天，不僅肩負著中國首次載人飛行器空間交會對接的重大任務(wù)，更代表著中國正一步一個腳印地實現(xiàn)自己的太空夢。如圖5，火箭發(fā)射時，對噴出的燃氣產(chǎn)生向下的推力。根據(jù)物體間力的作用是相互的，所以火箭受到燃氣對它向上的推力。

　�。�3） 松開夾緊氣球口的夾子，氣球向右飛行（教師演示，如圖6）。請解釋氣球飛行的原理。

　　前兩道習(xí)題設(shè)計成填空的形式，目的是給學(xué)生提供解釋現(xiàn)象的范例，為習(xí)題（3）的表達搭好“腳手架”，體現(xiàn)先易后難、先扶后放的原則，防止學(xué)生剛接觸習(xí)題就碰到困難而消減學(xué)習(xí)積極性。習(xí)題（2）以我國航天事業(yè)為背景，增強了學(xué)生的民族自信心和自豪感，同步達成知識目標(biāo)和情感目標(biāo)。習(xí)題（3）穿插氣球飛行實驗，調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，課堂氣氛再次被激活。

　�。�六） 歸納總結(jié)，課后拓展

　　學(xué)生回顧本堂課的主要收獲；播放水火箭視頻，布置課外作業(yè)：上網(wǎng)搜索水火箭的相關(guān)資料，嘗試制作水火箭，并用所學(xué)知識解釋。

　　本環(huán)節(jié)打破了傳統(tǒng)的文本作業(yè)形式，依托水火箭項目，及時鞏固學(xué)習(xí)內(nèi)容和方法，培養(yǎng)學(xué)生收集、處理信息的能力和動手能力，提高綜合素質(zhì)。

　　五、 課后反思

　　本節(jié)教材內(nèi)容偏少，按部就班，很快就能上完，但教學(xué)不能只關(guān)注知識點的落實，還要重視能力和情感目標(biāo)的達成。教學(xué)設(shè)計立足三維目標(biāo)，體現(xiàn)了以下特點：

　　1. 以證據(jù)為主線。在尋找證據(jù)的過程中，學(xué)生習(xí)得了科學(xué)知識，同時也習(xí)得了獲取證據(jù)的方法，鍛煉了能力，體驗到物理學(xué)習(xí)的樂趣。

　　2. 以學(xué)生為主體。新課程倡導(dǎo)讓學(xué)生在活動體驗的過程中獲取知識、自主發(fā)展。實驗設(shè)計、操作展示、成果匯報、交流評價、現(xiàn)象解釋等環(huán)節(jié)主要由學(xué)生完成，將學(xué)生推向前臺，讓他們放手體驗、大膽探究，為他們的自主構(gòu)建提供肥沃的土壤。

　　3. 以實驗為基礎(chǔ)。實驗不僅能激趣，還能培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，重要性不言而喻。本課以“低成本、可循環(huán)、一物多用”為指導(dǎo)思想，在實驗開發(fā)方面做了一點探索，取得了理想的教學(xué)效果。比如，靜電力排斥實驗，吸管和塑料盒在超市都能買到，而且價格便宜；吸管不僅可做帶電排斥實驗，還能在摩擦力的相互性中制造滾動摩擦，吸管直徑比較大，無論是可見度，還是制造滾動的效果均十分顯著；塑料盒分為盒和蓋兩部分，兩者都能作為吸管運動的導(dǎo)軌，一個塑料盒可供兩個小組使用，節(jié)約了成本（本課使用的吸管和塑料盒已存放實驗室，供其他學(xué)生循環(huán)使用）；滑板既能放在講臺上作展示平臺使用，還可做演示實驗。

　　當(dāng)然，由于本課設(shè)計容量較大，教學(xué)時間略顯緊張，還有一些問題需要注意和改進：比如實驗引導(dǎo)不到位，學(xué)生有些無所適從——做靜電力排斥實驗時，有的小組一人一個吸管，分別在自己手上摩擦，不清楚摩擦的方法，場面有點混亂；語言表達不精煉，缺乏感染力；沒有預(yù)設(shè)好各個環(huán)節(jié)的教學(xué)時間，時間安排上前松后緊。在今后的教學(xué)中，要著力加以改進和完善。

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