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1、“力的存在”的教学设计胡柳蔚 （杭州市文澜中学 浙江 310015）教学任务分析本节课教学的核心是力的作用效果和力是物体对物体的相互作用。力是科学中最重要的概念之一，正确理解力的概念是学好初中科学的基础。力的现象客观存在于我们生活中，我们每天都要接触到力的现象，感受到力的作用，享受着力的作用带来的便捷，同时也被力所困扰而无法自由飞翔。力是物体对物体的作用，力能使物体发生形变，也能改变物体的运动状态，而这些结论的得出，需要在一定的观察、实验等的基础上，通过归纳提练得到。用力的作用相互性分析生活、自然中的现象，可以深化对力概念的理解。力、力量、作用力和反作用力等词，对学生来说一点都不陌生，但学生对
2、力不只是不知所以然，连知其然的也不多，学生已有的认识处于模糊状态：什么是力？力有怎样的作用效果？反作用力到底是怎么产生的？这些问题学生很难说清楚的。对学生来说，他们见到的是：力可以打碎一只玻璃杯，力可以让汽车运动起来，力可以把物体举高等力的作用的具体事例，并没有形成力的概念。基于学生对力有较丰富的感性认识，这就需要教师在课堂上创设问题情景，将生活中有关力的现象在课堂上重现，让学生积极动手实验，在边实验边观察、边思考边归纳的过程中，把力的作用效果和力的概念概括出来。教学目标知识与技能知道力的作用效果：改变物体的形状和改变物体的运动状态；理解力是物体对物体的作用，知道力的作用是相互的；能运用力的作
3、用的相互性解释有关现象。 过程与方法通过自主体验、实验探究等活动，初步培养学生观察和实验能力；通过力的概念的建立过程，培养学生分析、比较、归纳能力，感受运用抽象思维建立概念的方法。情感、态度与价值观培养学生交流、合作以及实事求是的科学态度和勇于创新精神；让学生体验到科学知识对人类生活的影响，进一步增强学生对科学的热爱，激发学生学习的兴趣。教学的重点和难点重点：力的作用效果及力的作用是相互的。难点：力的概念的建立的过程及运用力的作用的相互性解释有关现象。教学设计思想科学教学不只是给学生一些知识，更应该给学生一些科学方法和思想：对熟视无睹的生活现象进行实验、思考、归纳的习惯，对生活经验的批判及对科
4、学探究的热爱。所以，在本节课的教学中，采用自主探究、动手实验的教学方法，通过创设一系列的实验活动，提供学生自主探究的机会，引导学生感受力的存在、体验力的作用效果、探究力的作用的相互性、领会力的概念、运用力的概念解释现象，让学生对力有较为深刻的认识，并从中培养学生初步的观察、设计实验能力，通过观察、实验、分析、归纳等科学方法建立起力的概念，体验探究过程，主动建构知识，从而实现课堂教学的目标。 “神舟七号”飞船等的成功发射，已经让学生为我国的航天事业而感到骄傲，而火箭升空也是基于力的作用的相互性。所以，从火箭发射引入本课，并紧接着用充气气球在细线上的运动来模拟火箭升空，能大力激发学生的求知欲，为力
5、的探究活动做好铺垫。学生从身边的事例“感受力的存在”，通过实验 “体验力的效果”，这样的设计重现了生活经验，让学生自主探究来归纳提练，不但能加深学生对力的作用效果的理解，更重要的是可以培养学生观察、思考的习惯，让学生养成用研究者的眼光来看待自然现象；“力的作用是相互的” 的理解，需要教师设置问题情景，让学生在解释有关现象的过程中来领会，同时，也可以培养学生用科学的语言来表述问题的能力和表述的逻辑性。教学过程设计一、创新实验，引入新课细线情景：“神舟七号”飞船发射及宇航员在太空中高举五星红旗的一组图片。当五星红旗在太空高高举起，中国又一次向世界展示了我们中国人的李量。有哪些同学通过电视观看了“神
6、舟七号” 飞船的成功发射、宇航员出舱、胜利返回等过程？如果你观看了这些过程，那份激动、那份自豪，将会永远铭记。那么，同学们是否想知道火箭是依靠什么力量升空的呢？让我们先来模拟火箭升空，好吗？实验：以充气气球反冲上升实验模拟火箭升空，实验装置如右图所示。在实验中，自制了一个引导装置，即将气球通过滑环串在一根细线上，当充足气的气球的口松开时，气球就能沿细线迅速上升，实验效果就很明显。 使火箭升空与使气球上升都需要力的作用，并且这两个过程中力的作用原理是一样的，你相信吗？要知道这个道理，让我们一起来探究“力的存在”。二、自主探究，建构概念1感受“力”的存在情景：举重运动员举起杠铃、武术运动员表演动作
7、等一组图片。你也能表现出你的力量吗？让我们一起来感受“力”的存在。实验：学生按下面的四个方面内容，分四大组进行实验，做到人人动手，实验过程中让学生持续一段时间，以感受“力”的作用。（1）用两个手指夹住小车，并尽可能抬高手臂；（2）用手提凳子，使凳子离地；（3）双手相对放于胸前，并相互挤压；（4）与同桌同学单手拉起，并呈拔河状。实验后先让学生说说感觉，并在学生的这种“酸痛的”感觉的基础上，指出人类的祖先就是从推拉提压等作用引起的肌肉酸痛中感受到力的存在。情景：给出树被风吹弯、钳子夹山核桃等日常生活中的现象，进一步让学生认识力的存在。2体验“力”的作用效果实验：每两人一组，提供学生器材：弹簧、气球
8、、塑料尺、空可乐瓶、乒乓球等，演示力的存在，并让学生给出让人信服力存在的依据。学生在动手实验后，会给出 “两手挤压气球（乒乓球、空可乐瓶），气球（乒乓球、空可乐）变形”、“拉或压弹簧，弹簧会变形”、“手压塑料尺，塑料尺弯曲“等事例，从而感受力的存在。我们从物体的形状改变中感受到力的存在，可见，力能使物体发生形变的效果。各种物体在力的作用下都会发生形变吗？（教师手握玻璃杯子）现在老师对玻璃杯有没有力的作用？那这个力有没有使玻璃杯发生形变呢？如果这个力能使玻璃形变？你能设计实验证明吗？提出力能否使所有的物体（如玻璃）发生形变，引发学生思考，教师不断地加以引导，从而有效地激活学生的思维，如有学生会回
9、答：“如果有足够大的力就可使玻璃瓶形变”、“玻璃不是没有形变，而是大小看不出来而已”等。进而引导学生思考如何将微小形变放大，然后让学生回顾温度计的结构特点，用类比的方法让学生再设计实验去证明。实验：学生动手演示玻璃的微小形变的实验，如右图。挤压玻璃瓶，看液柱高度是否会发生改变？并让学生领会实验中的放大思想。除了力能使物体发生形变外，还有怎样的作用效果呢？ 实验：将学生分成四组，第一组同学将气球拍到第二组同学，第二组同学将气球拍回；第三组同学与第四组同学也对拍，感受一下力还有怎样的作用效果。让学生给出分析：力还能使物体运动、力还能使物体运动速度变化、力还能使物体运动方向变化等。情景：郑洁发球、姚
10、明“盖帽”的一组图片，这组图片说明了什么？可见，力还能使物体的运动方向、速度的大小发生变化。我们把物体运动方向的改变、物体运动速度大小的改变统称为物体运动状态的改变，因此，力还能使物体的运动状态发生改变。3探究“力”的作用是相互的情景：出示人推车、人踢球等一组图片。这两个动作有什么共同的特征？学生会概括出人对汽车、人对足球用了力。人对物体施加了力的作用，那么，只有人才能对物体施加力的作用吗？情景：出示推土机推土、压路机压路等一组图片，及两只气球互相挤压的实验。这些现象有什么共同的特征？人对物体能施加力的作用，物体对物体也会施加力的作用；那么到底如何理解力呢？你能给力下个初步的定义吗？通过学生的
11、讨论，归纳上面的事例，抽象出“力是物体对物体的作用”。两个物体产生力的作用一定要相互接触吗？通过实例说明相互接触的物体不一定有力的作用，两个物体只有发生相互作用才会产生力的作用。小磁体回形针细线那么不接触的物体间可否产生力的作用？你能否用实验来证明你的结论？让学生设计实验并用实验来证明自己的结论。学生通过磁体在相隔一定距离就能吸引铁，或将两块磁铁分别放在两辆小车上，当两辆小车靠近而不接触，小车将相互吸引或相互推斥等实验说明不接触的物体也能产生力的作用。特别是有学生设计出如右图所示的实验，生动而有力地说明：力的产生不以物体是否接触为条件。情景：两辆相碰的汽车的图片，一辆行驶的汽车撞上了停在路边的
12、汽车，这两辆汽车有没有发生力的作用呢？从两辆汽车的两败俱伤，引出物体间力的作用是相互的，以深化力的概念。实验：选择一个学生上台演示。让这个学生站在玩滑板车，用手推墙实验后要求该学生分析所发生的现象：你对墙的力是向哪个方向的？当你用力推墙时，你却是离墙而去，是谁给了你沿这个方向前进的力？学生分析：用手推墙时，给墙一个推力，墙就反过来给手一个力，正是这个力使人和滑板车离墙而去。实验：进一步感受力的作用的相互性：（1）用一只气球去压另一只气球，看看会发生什么现象？（2）提起自己的凳子，有没有感受到凳子对手的拉力？这个力向哪个方向？由此概括出力的作用的特点：物体间力的作用是相互的。一个力的产生必定同时
13、存在一个反作用力，力的作用总是同时成对出现的。现在我们能明白两辆汽车的两败俱伤，明明是这辆车去撞击那辆车，却是两辆车都损失惨重，千万要注意安全。4领会“力”的概念当用浆划船时，船就前进，那么，是谁给船前进的力？ 学生分析：人用力划浆，浆对水一个向后的力，由于力的作用是相互的（教师指出这是关键句），浆同时也受到水对它的向前的力，正是这个力使船向前进。 接着让学生分析：鱼前进的力从哪里来的？再让学生分析：乌贼前进的力从哪里来的？学生可能会认为乌贼也跟鱼一样是利用鳍来游泳的，在此基础上，教师可以给出情景：在海洋生物中，乌贼的游泳速度最快，与一般鱼靠鳍游泳不同，它是靠肚皮上的漏斗管喷水而飞速前进的，它
14、可以使乌贼从深海中跃起，跳出水面高达7米到10米，象炮弹一样能在空中飞行50米左右。乌贼在海水中游泳的速度通常可以达到每秒15米以上，最大时速可以达到150千米。你能分析一下它的飞行原理吗？这时，有学生会认为是乌贼向后喷水，给外面水一个力，由于力的作用是相互的，外面水也给乌贼一个向前的力。进一步引导学生分析：是谁给了乌贼前进的力？是它身边的海水吗？那么，离开海面后，海水还能提供它前进的力吗？这样，学生就容易理解是它体内喷出去的水给了它一个反作用力，使它离开海水后还能继续向前。也就是说乌贼的喷水飞行时，乌贼用力将水压出体外，给水一个向后的力，由于物体间力的作用是相互的，所以压出去的水给乌贼一个向
15、前的力。分析乌贼的喷水飞行现象后，学生就很容易解释本节课开始时模拟火箭升空的实验中气球为什么会升空了，进而引导学生分析火箭的升空：火箭向下喷燃气，给燃气一个向下的力，由于力的作用是相互的，燃气就给火箭一个向上的力，使火箭上升。通过对“船前进”、“鱼的前进”、“乌贼喷水前进”、“火箭喷气前进”等事例的层层分析，不断深化力的作用是相互的，同时运用力的作用的相互性解释这些现象，进一步培养学生用科学的语言来表达的能力。三、知识迁移，学以致用视频：播放上一届学生的水火箭制作与发射比赛活动的视频。在学习了“力的存在”后，我们将举行一次水火箭比赛活动。你想不想自己来制作火箭？（出示已制作好的反冲汽车）在制作
16、了水火箭后，你能否再制作的反冲汽车、反冲纸船？试一试，这些制作都是很有意思的。科学带给我们创新，希望有你的创新，我们的明天会更精彩！教学反思科学教学应以实验为基础，以自主探究为主要学习方式，通过学生自主探究的活动，把一个个具体的力的作用事例抽象化，建立起力的概念。力的作用效果、力的作用是相互的的得出，都是在学生观察与实验的基础上概括出来的。科学教学应以激活学生的思维为核心。让课堂“动”起来并不难，难的是让学生在“活动”中真正参与到学习中来，思维得以提升。这就需要教师精心地设置学生熟悉而感兴趣的问题情景，巧妙地选取学生身边的材料进行有趣的实验，实验的进行和问题的解答都是学生自己不断努力的结果，让学生真正成为学习的主人，学生的思维才会活跃起来。科学教学应重视学生领会科学探究过程与方法。以温度计中液柱高低变化是玻璃泡中液体微小膨胀的放大的实验思想，引导学生设计玻璃瓶形变放大的实验，再出示事先准备好的插有细管的玻璃瓶让学生操作，从而使学生体验到玻璃瓶的微小形变。学生在这样的过程中，实验设计的能力得以提升，实验设计的思想和方法得以理解。
