【文章內(nèi)容簡介】 來檢驗，實驗定律來自事實的概括和歸納，它既要由事實來對其檢驗，也要由理論模型對其解釋，這樣物理規(guī)律就具有了必然性和真理性。只有這樣，物理科學(xué)探究才能展示邏輯、證據(jù)和知識之間的關(guān)系。基于上述觀點，物理規(guī)律教學(xué)中的實驗探究并不能簡單的看做是“把驗證性實驗改變?yōu)樘骄啃詫嶒灐钡膯栴}，也不能以實驗結(jié)果作為探究的最后一步。而是應(yīng)該把實驗結(jié)果和數(shù)據(jù)看做證據(jù)，并運用證據(jù)和邏輯進行分析、推理和交流，從而獲得物理規(guī)律，進而對問題進行解釋。滑動摩擦力實驗探究具體應(yīng)當(dāng)怎么設(shè)計呢？ 第一應(yīng)該明確學(xué)習(xí)任務(wù)和實驗探究的目標。學(xué)生在初中已經(jīng)學(xué)過滑動摩擦力并且也做過有關(guān)滑動摩擦力的探究實驗，通過實驗學(xué)生已經(jīng)知道了摩擦力的大小與正壓力和接觸面的粗糙程度有關(guān)，高中教學(xué)實驗探究任務(wù)是找出它們之間的定量關(guān)系，同時學(xué)習(xí)動摩擦因數(shù)以及物理意義。 滑動摩擦力實驗探究目標：找到摩擦力與正壓力、接觸面之間的定量關(guān)系，學(xué)習(xí)動摩擦因數(shù)的物理意義。第二，我們的學(xué)生具有一定的實驗技能，有能力完成用測力計測量滑動摩擦力的實驗，在固定測力計的情況下，用拉木板代替拉木塊，解決了實驗中只有勻速運動前提下才能用測出的拉力代替測量滑動摩擦力的問題。一般課上實驗方案都是教師為學(xué)生的設(shè)計好的，如果有幾種不同方案的話可以給學(xué)生機會選擇。如果課上讓學(xué)生改進實驗儀器這基本上是不可行的，如果是在研究性學(xué)習(xí)活動中可以給學(xué)生動手改進的機會。因此課前，老師要在了解學(xué)生實驗?zāi)芰λ降那疤嵯?，設(shè)計完善的實驗方案。第三，在用實驗探究滑動摩擦力大小的規(guī)律之前，首先學(xué)生要明確一些問題，才能保證實驗順利進行，不能給學(xué)生一些實驗儀器和任務(wù)去探究吧，也不能說教師就不敢指導(dǎo)了，怕教師指導(dǎo)了學(xué)生，就不是學(xué)生探究了。實驗前要學(xué)生明確的問題又分成兩類，一類是實驗技能方面的，如：怎么測量這些物理量，測量時有哪些注意事項，怎樣操作才能保證實驗數(shù)據(jù)的準確性、設(shè)計表格等等。另一類應(yīng)該是實驗探究思想方法類的問題，如：學(xué)生制定實驗方案、設(shè)計實驗步驟、實驗中怎樣控制變量的問題。：⑴．實驗技能方面的問題怎么測量這些物理量，測量時有哪些注意事項，怎樣操作才能保證實驗數(shù)據(jù)的準確性、設(shè)計表格等等。⑵.運用實驗探究實驗思想方法類問題學(xué)生制定實驗方案、設(shè)計實驗步驟、實驗中怎樣控制變量。另外，在收集實驗數(shù)據(jù)之后，怎樣分析實驗數(shù)據(jù)、在分析論證實驗結(jié)論前要根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)之后，做出一定的猜想，在分析論證階段教師要教給學(xué)生的方法，最終怎樣得出實驗結(jié)果并描述和解釋實驗結(jié)論。⑴．怎樣分析實驗數(shù)據(jù)⑵．在分析論證實驗結(jié)論前要根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出一定的猜想 ⑶．在分析論證階段教師要教給學(xué)生的方法⑷．最終怎樣得出實驗結(jié)果并描述和解釋實驗結(jié)論經(jīng)過新課程的教學(xué)實踐，老師們對規(guī)律教學(xué)中的實驗探究已經(jīng)進行了一些嘗試和探索，在實踐中有了自己的體會，也有困惑。我們在上課的過程中發(fā)現(xiàn)，滑動摩擦力實驗是學(xué)生初中做過的，就實驗技能方面的要求也不是太高，學(xué)生通過實驗測出數(shù)據(jù)不是很困難，困難的是在實驗前制定實驗探究方案、確定實驗步驟、取得證據(jù)以后如何分析并得出實驗結(jié)論的過程若沒有教師的指導(dǎo)，學(xué)生獨立完成還是存在著一定的盲目性。教師怎樣給予學(xué)生指導(dǎo)，又怎樣才能發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，這個尺度不知道該怎樣把握。這一部分處理不好，課上的確占用了不少的時間，學(xué)生實驗探究的結(jié)果也會打折扣。設(shè)計教學(xué)方案、確定實驗步驟、注意事項、分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論這幾個環(huán)節(jié)教師都應(yīng)該對學(xué)生做出一定的指導(dǎo)。但，應(yīng)該采取不同的策略，可以通過導(dǎo)學(xué)案將實驗步驟、注意事項、記錄數(shù)據(jù)的表格發(fā)給學(xué)生，這樣做可以減少很多的贅述，集中時間把研究的重點放在探究方法的思考上。這兩類問題的確是教師在教學(xué)實踐中比較難處理的地方，因為頭緒多，處理不好，主要內(nèi)容不突出，或者學(xué)生實驗?zāi)康男圆粡?，實驗探究部分不知道該怎么做。第二部分：摩擦力機理的探究及靜摩擦力教學(xué)情景的創(chuàng)設(shè) 上面通過實驗探究得到了關(guān)于滑動摩擦力的規(guī)律之后，我們是這樣設(shè)計下一個教學(xué)環(huán)節(jié)的：通過摩擦力產(chǎn)生的機理部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)，進一步理解摩擦力與正壓力、接觸面粗糙程度的關(guān)系。這個環(huán)節(jié)這樣設(shè)計的理由有三個：一是學(xué)生在初中沒有學(xué)過靜摩擦力，而摩擦力產(chǎn)生的原因與滑動摩擦力基本上是一樣的。在學(xué)會滑動摩擦力產(chǎn)生機理以后，讓學(xué)生用剛學(xué)到的摩擦力的機理自己去分析物體沒有被拉動時產(chǎn)生靜摩擦力的問題，學(xué)生可以自己探究分析出靜摩擦產(chǎn)生的原因、方向及大小。這樣靜摩擦力的教學(xué)設(shè)計目的是培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理及分析能力。另一個考慮是：學(xué)生在定量了解了滑動摩擦力與正壓力及接觸面的關(guān)系以后，再進一步探究靜摩擦力的定量關(guān)系時，就有了一定的基礎(chǔ)。第三，靜摩擦力大小是通過二力平衡分析出來的，而且也沒有靜摩擦力的測量實驗。象這樣，學(xué)生在分組實驗探究滑動摩擦力并了解其機理的基礎(chǔ)上，再學(xué)習(xí)靜摩擦力，學(xué)生理解起來應(yīng)該更容易些。摩擦力機理是一個比較難的問題，高中學(xué)生不可能通過一節(jié)課理解他，只是初步探究，認可這個事實即可。讓學(xué)生介紹摩擦力機理的有關(guān)課外知識，老師點到為止，不占用過多的課堂時間，較好的把握重點和難點的關(guān)系。靜摩擦力部分的教學(xué)設(shè)計有如下五部分。靜摩擦力探究的教學(xué)設(shè)計、大小、方向的理論分析 實驗中最大靜摩擦力問題情景的創(chuàng)設(shè) 靜摩擦力大小和方向探究過程的教學(xué)設(shè)計靜摩擦力大小、方向探究過程的教學(xué)環(huán)節(jié)是怎樣設(shè)計的？有了摩擦力產(chǎn)生的機理，學(xué)生用推理及理論分析的方法，得出靜摩擦力的存在、大小及方向是很容易的。第二個環(huán)節(jié)，靜摩擦力的實驗測量。一般課堂教學(xué)中理論分析二力平衡得出靜摩擦力的大小以后，一般沒有實驗測量。我們在這里設(shè)計了讓學(xué)生使用剛才用過的測力計和木塊動手測測試試，學(xué)生們在實驗中能夠發(fā)現(xiàn)并生成了一系列有關(guān)靜摩擦的探究問題，如：靜摩擦力是變化的、靜摩擦力存在著一個最大值、最大靜摩擦究竟與哪些因素有關(guān)等在靜摩擦力學(xué)習(xí)中需要解決的系列問題。然后教師要根據(jù)學(xué)生在實驗中產(chǎn)生的這些問題設(shè)計相應(yīng)的教學(xué)環(huán)節(jié)，并解決這些問題。在這里，我們介紹了一個用傳感器測量靜摩擦力的實驗，該實驗可以測出靜摩擦力，同時對比摩擦力的大小與拉力等大反向。這個演示實驗?zāi)芷鸬皆囼炚撟C的作用，也使得有關(guān)靜摩擦力的探究教學(xué)更加完整。通過演示實驗和分組實驗兩種方式探究靜摩擦力。演示實驗利用傳感器顯示水平拉力和水平切向力的大小，得到水平拉力和靜摩擦力的定量關(guān)系。再結(jié)合二力平衡，進一步得到靜摩擦力大小關(guān)系。在此基礎(chǔ)上進行的學(xué)生分組實驗的目的就是讓學(xué)生感受和體驗了。這是新課程改革極力倡導(dǎo)的教學(xué)方式。上面靜摩擦力與滑動摩擦力兩部分內(nèi)容是分別探究和學(xué)習(xí)的，當(dāng)然我們生活中見到的實例多是由靜止到運動，或者由運動到靜止的，那么應(yīng)該設(shè)計一個教學(xué)環(huán)節(jié)，把兩個摩擦放到一起，于是，就有了第四部分的教學(xué)設(shè)計內(nèi)容。滑動摩擦力與靜摩擦力大小和方向全過程探究的教學(xué)設(shè)計物體從靜止到運動全過程實時記錄摩擦力圖線意義的探究這時用傳感器實驗得出來了一條由靜止到運動的摩擦力的圖線，讓學(xué)生分析并理解圖線的含義。這是學(xué)生運用學(xué)過的知識分析測量結(jié)果、解釋現(xiàn)象的一個教學(xué)環(huán)節(jié)，在這個教學(xué)環(huán)節(jié)中，主要目的是為了給學(xué)生提供一個運用所學(xué)知識，解決實際問題的機會，同時這條圖線可以看出來最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小的關(guān)系，前面發(fā)現(xiàn)的最大靜摩擦力的大小問題也在這里得到了解決。如果學(xué)生能夠分析清楚，由靜止到運動的摩擦力的圖線，那末她就掌握了滑動摩擦和靜摩擦的規(guī)律，這個教學(xué)環(huán)節(jié)檢查了學(xué)生對本節(jié)課的學(xué)習(xí)情況。第五部分。用學(xué)到的規(guī)律解釋現(xiàn)象、鞏固理解在這個教學(xué)環(huán)節(jié)里，我們設(shè)計了一個問題，要學(xué)生用實驗的方法，測量一個無法用測力計直接測重力小球的重量，目的是讓學(xué)生用學(xué)過的知識，解決具體的實際問題，這個實驗的設(shè)計正好用上了學(xué)生實驗中測出來的滑動摩擦系數(shù)，