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初二物理实验教学设计方案

一、明确实验航向：教学目标的确立

物理实验教学，旨在引导学生通过亲身体验与科学探究，深化对物理概念的理解，掌握科学研究方法，提升动手与思维能力。本课教学设计围绕“滑动摩擦力”这一核心概念展开，具体教学目标如下：

1.知识与技能：学生能准确描述滑动摩擦力的定义；通过实验探究，归纳得出影响滑动摩擦力大小的主要因素（压力大小和接触面的粗糙程度）；初步学习使用控制变量法研究物理问题，并能根据实验结论解释简单的生活现象。

2.过程与方法：经历“提出问题—猜想与假设—设计实验—进行实验与收集证据—分析与论证—交流与评估”的完整探究过程。在实验中，学习规范使用弹簧测力计等基本仪器，培养观察、记录、分析实验数据的能力，以及与同伴协作交流的能力。

3.情感态度与价值观：通过探究活动，激发学生对物理现象的好奇心和求知欲，培养实事求是的科学态度和勇于探索的精神。感受物理知识在生活中的广泛应用，体会科学探究的乐趣与艰辛，培养团队合作意识。

二、聚焦实验核心：教学内容与实验原理

本次实验的核心内容是引导学生探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关。

实验原理：根据二力平衡条件，当物体在水平面上做匀速直线运动时，其在水平方向上受到的拉力与滑动摩擦力大小相等、方向相反。因此，我们可以用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块，此时弹簧测力计的示数就等于木块所受滑动摩擦力的大小。这种将不易直接测量的物理量转化为易于测量的物理量的方法，是物理实验中常用的转换法。

实验猜想：基于生活经验，学生可能会提出滑动摩擦力的大小可能与物体的重量（压力）、接触面的光滑程度、物体的运动速度、接触面的面积大小等因素有关。教师引导学生重点关注压力大小和接触面粗糙程度这两个核心变量，并对其他可能因素（如速度、面积）在后续环节进行简要探讨或验证。

三、夯实实验基础：教学准备

1.实验器材准备：

*弹簧测力计（量程合适，已校零）若干；

*长方体木块（表面光滑程度一致）若干；

*砝码（或其他已知质量的重物）若干；

*不同粗糙程度的接触面材料（如光滑木板、粗糙木板、毛巾、砂纸等）若干；

*水平实验桌面。

*（可选）不同面积的同种材质木块或可更换底面的木块。

2.学情分析：初二学生已初步学习了力的概念，对摩擦力有感性认识，但对其产生条件和影响因素理解不深。学生具备一定的观察能力和简单的实验操作技能，但对控制变量法的理解和应用尚需引导。部分学生可能在匀速拉动木块时存在困难，影响测量准确性。

3.教学环境：实验室环境，确保桌面水平，光线充足，学生分组就座，便于小组合作与交流。

四、引领探究之旅：教学过程设计

（一）创设情境，导入新课（约5分钟）

*教师活动：展示生活中的摩擦现象图片或短视频（如推箱子、走路、擦黑板等），提问：“这些现象中都存在一种阻碍物体相对运动的力，是什么力？”引导学生说出“摩擦力”。进一步提问：“我们推一个很重的箱子比推一个轻箱子费力，在冰面上行走比在水泥地上容易滑倒，这些现象说明了什么？”

*学生活动：观察、思考、回答问题，初步感知摩擦力的存在及其大小可能与某些因素有关。

*设计意图：从生活实例入手，激发学生兴趣，自然引出探究主题，为后续猜想做铺垫。

（二）提出问题，科学猜想（约5分钟）

*教师活动：引导学生明确研究对象是“滑动摩擦力”，提问：“根据刚才的观察和生活经验，你认为滑动摩擦力的大小可能与哪些因素有关呢？请说出你的猜想和依据。”鼓励学生大胆发言，将学生提出的猜想记录在黑板上。

*学生活动：积极思考，大胆猜想，如“可能与物体的重量有关”、“可能与地面是否光滑有关”、“可能与拉动物体的快慢有关”等，并尝试解释理由。

*设计意图：培养学生提出问题和作出假设的能力，尊重学生的直觉与经验。

（三）设计实验，制定方案（约10分钟）

*教师活动：针对学生提出的众多猜想，引导学生聚焦“压力大小”和“接触面粗糙程度”这两个最有可能的因素。提问：“如果我们要研究滑动摩擦力与压力大小的关系，应该怎样做？需要控制哪些量不变？改变哪个量？”同理引导学生思考研究与接触面粗糙程度关系的方法。从而引出“控制变量法”。

*引导学生思考：如何测量滑动摩擦力的大小？（回顾二力平衡知识，明确用弹簧测力计水平匀速拉动木块时，示数等于摩擦力）。

*讨论实验步骤：如何改变压力（在木块上加砝码）？如何改变接触面粗糙程度（更换不同接触面材料）？如何保证接触面面积不变（同一木块正放）？如何操作才能使木块匀速运动？

*学生活动：小组讨论，在教师引导下逐步明确实验思路和方法，理解控制变量法的重要性，初步设计实验步骤和数据记录表格。

*设计意图：培养学生设计实验方案的能力，理解