第六章熟悉而陌生的力——初中物理八年級上冊（滬科版）單元探究教學設計一、教學內(nèi)容分析??本章內(nèi)容在《義務教育物理課程標準（2022年版）》中隸屬于“運動和相互作用”主題，是學生從宏觀運動現(xiàn)象深入探究其內(nèi)在原因的關鍵轉(zhuǎn)折點?！傲Α弊鳛槲锢韺W中最基本、最核心的概念之一，是構建“力與運動”、“壓強”、“浮力”乃至高中“牛頓定律”等知識體系的基石。從知識技能圖譜看，本章要求學生從大量生活現(xiàn)象中抽象出“力”的概念，理解其作用是相互的，并學會用力的示意圖這一物理模型進行表征，認知要求從感性“識記”上升到理性“理解”與“建模應用”。在過程方法上，本章是系統(tǒng)訓練“科學探究”能力的開端，尤其側(cè)重于“提出問題”、“進行實驗與收集證據(jù)”、“分析與論證”等環(huán)節(jié)，例如通過探究“影響力的作用效果的因素”來領悟控制變量法。其素養(yǎng)價值深遠，旨在引導學生從“熟悉”的生活經(jīng)驗出發(fā)，經(jīng)歷科學抽象過程，認識“陌生”的物理本質(zhì)，培育“物理觀念”中的物質(zhì)觀與相互作用觀，發(fā)展“科學思維”中的模型建構與科學推理能力，并在探究合作中養(yǎng)成嚴謹求實的“科學態(tài)度與責任”。??任教對象為八年級學生，他們正處于形象思維向抽象邏輯思維過渡期，對“力”擁有豐富的感性經(jīng)驗（如推、拉、提、壓），但普遍存在“力是物體本身具有的屬性”、“施力物體不一定同時是受力物體”等前概念誤區(qū)。其興趣點在于生動有趣的實驗和與生活緊密聯(lián)系的現(xiàn)象，但將具體現(xiàn)象抽象為普遍規(guī)律并進行規(guī)范表征存在困難。教學對策是：創(chuàng)設高沖突、可體驗的情境，引導學生在“做”與“辯”中自我修正前概念；搭建從具體到抽象的階梯，如從手壓海綿的形變到用傳感器測力，再到示意圖建模；設計分層探究任務，讓動手能力強的學生主導復雜實驗操作，讓思維嚴謹?shù)膶W生負責數(shù)據(jù)歸納，讓表達清晰的學生進行結(jié)論陳述，實現(xiàn)優(yōu)勢互補。課堂中將通過追問、實驗操作觀察、隨堂繪圖展示等形成性評價，動態(tài)診斷學情，及時調(diào)整講解深度與活動節(jié)奏。二、教學目標??知識目標：學生能準確表述力的概念，知道力是物體對物體的作用；能舉例說明物體間力的作用是相互的，并能區(qū)分施力物體與受力物體；理解力的三要素（大小、方向、作用點）如何影響力的作用效果；初步掌握用力的示意圖表示力的三要素的方法，能規(guī)范繪制簡單情境下的受力示意圖。??能力目標：學生能基于生活現(xiàn)象提出可探究的力學問題；能初步設計簡單實驗（如探究影響力的作用效果的因素），并規(guī)范使用彈簧測力計等器材進行測量；能對實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)進行分析，歸納出初步結(jié)論；能運用“力的作用是相互的”原理解釋相關現(xiàn)象，如游泳、火箭發(fā)射等。??情感態(tài)度與價值觀目標：通過體驗“力的作用是相互的”，學生能初步形成事物普遍聯(lián)系的觀念；在小組探究活動中，愿意傾聽同伴意見，協(xié)作完成實驗，并如實記錄數(shù)據(jù)，尊重事實，養(yǎng)成實事求是的科學態(tài)度。??科學（學科）思維目標：經(jīng)歷從大量具體力現(xiàn)象中抽象出共同本質(zhì)特征（物體對物體的作用）的過程，發(fā)展科學抽象思維；通過將力的三要素轉(zhuǎn)化為示意圖的圖形要素，初步建立“物理模型”的思維方法；能運用“相互作用”的觀點對力學現(xiàn)象進行因果推理。??評價與元認知目標：學生能依據(jù)“示意圖繪制評價量規(guī)”進行自評與互評；能在課堂小結(jié)時，反思“我是如何從生活經(jīng)驗逐步建構起‘力’的概念的”，梳理知識獲取的路徑與方法。三、教學重點與難點??教學重點：力的概念（物體對物體的作用）和力的作用相互性。確立依據(jù)：力的概念是整個力學知識體系的邏輯起點和核心大概念，其理解的深度直接影響后續(xù)重力、彈力、摩擦力等具體力的學習，以及力與運動關系等核心規(guī)律的理解。在學業(yè)水平考試中，圍繞力的概念辨析、相互作用原理解釋生活現(xiàn)象是高頻基礎考點，貫穿于選擇、填空、簡答等多種題型，是體現(xiàn)物理觀念是否形成的關鍵。??教學難點：對“力的作用是相互的”深刻理解與應用，以及力的示意圖的規(guī)范繪制。預設依據(jù)：學生雖能背誦結(jié)論，但面對復雜情境（如雞蛋碰石頭，兩者受力大小關系）時常受直覺影響，難以運用原理進行縝密分析，這源于對“相互作用的同時性、異物性、等大性”理解不深。力的示意圖作為首次系統(tǒng)接觸的物理模型，要求學生將抽象的“方向”、“作用點”轉(zhuǎn)化為具體的圖形符號和位置，思維跨度大，且作圖規(guī)范（如箭頭長度、起點、標注）容易出錯，是作業(yè)和考試中的典型失分點。突破方向在于：用大量反直覺實驗強化感性認識，通過邏輯辨析深化理性認知；采用“分步模仿變式練習評價反饋”的循環(huán)策略訓練作圖技能。四、教學準備清單1.教師準備1.1媒體與教具：多媒體課件（含震撼力學視頻、互動動畫）；概念建構思維導圖板貼。1.2實驗器材（分組，46人一組）：磁鐵小車（兩輛）、海綿塊、彈簧、彈簧測力計（2個）、條形磁鐵（2塊）、輕質(zhì)滑輪、細繩、鉤碼、乒乓球、水槽。1.3學習材料：分層探究任務單；力的示意圖繪制評價量規(guī)（自評/互評表）；分層鞏固練習卡。2.學生準備2.1預習任務：觀察并列舉5個生活中涉及“推、拉、提、壓”等動作的場景，思考“力是什么？”。2.2物品：直尺、鉛筆。3.教室環(huán)境3.1座位安排：小組合作式座位，便于實驗與討論。3.2板書記劃：左側(cè)預留概念建構區(qū)，中部為核心探究與圖示區(qū)，右側(cè)為生成性問題與總結(jié)區(qū)。五、教學過程第一、導入環(huán)節(jié)1.情境創(chuàng)設與認知沖突：教師播放一段精心剪輯的視頻：足球被踢出后劃出弧線入網(wǎng)；起重機吊起巨型構件；磁懸浮列車高速行駛；運動員跳水壓起水花。視頻戛然而止。“同學們，這些激動人心的場景背后，都隱藏著同一位‘幕后英雄’。大家猜猜，它是誰？”稍作停頓后，教師展示兩張圖片：一張是大力士拉卡車，另一張是柔弱的滑冰運動員輕輕一推，同伴卻飛速滑出。“再看這兩個場景，一個費盡九牛二虎之力，一個看似輕松卻能產(chǎn)生巨大效果。這又告訴我們關于這位‘英雄’的什么秘密呢？”2.問題提出與路徑明晰：“沒錯，這位既‘熟悉’又充滿‘陌生’奧秘的英雄，就是——力！”（板書：第六章熟悉而陌生的力）“今天，我們就化身科學偵探，一起揭開‘力’的神秘面紗。我們的破案線索有三個核心問題：第一，力究竟是什么？第二，力有什么樣的‘脾氣’（特性）？第三，我們?nèi)绾斡每茖W的‘語言’把力描述出來？讓我們從最熟悉的體驗開始。”第二、新授環(huán)節(jié)任務一：初探力的本質(zhì)——從現(xiàn)象到概念1.教師活動：首先，邀請兩位學生上臺進行“掰手腕”活動，引導全體觀察。“請大家聚焦他們的手和手臂，發(fā)生了什么變化？”接著，教師演示：用手壓海綿，海綿變形；用磁鐵接近但不接觸小車，小車運動。“大家想想，這幾個例子有什么共同點？力產(chǎn)生時需要幾個物體？”（引導學生關注“物體”與“作用”）。然后，教師設置認知沖突：“有人說‘小明很有力氣’，這意味著力可以單獨存在嗎？”組織學生簡短辯論。最后，引導學生歸納：力的產(chǎn)生至少需要兩個物體，一個施加，一個承受，這就是“物體對物體的作用”。2.學生活動：觀察掰手腕時雙方手臂肌肉和姿勢的變化；觀察海綿形變和小車運動；思考并回答教師的引導性問題；參與“力能否單獨存在”的微型辯論；嘗試用自己的語言總結(jié)力的概念。3.即時評價標準：①觀察是否細致，能否準確描述現(xiàn)象（如“海綿被壓扁了”、“小車被吸過來了”）。②在辯論中，觀點是否基于觀察到的實例。③歸納時，能否用“物體”、“作用”等關鍵詞。4.形成知識、思維、方法清單：★力的定義：力是物體對物體的作用。理解這個定義的關鍵是抓住“兩個物體”和“作用”兩個要素?！巴瑢W們，記住啦，談到力，一定要問：誰在對誰施力？”▲力的物質(zhì)性：談到力，必然涉及施力物體和受力物體，力不能脫離物體而單獨存在。這是糾正“力是物體具有的屬性”這一前概念的關鍵?！锪Φ淖饔眯Ч嚎梢允刮矬w發(fā)生形變（如海綿）或改變物體的運動狀態(tài)（如小車從靜止到運動）。這是我們判斷是否有力存在的宏觀依據(jù)。任務二：深挖力的特性——相互作用律1.教師活動：提出問題：“我推了墻一下，是我對墻施加了力。那墻對我有力嗎？”讓學生用手掌全力推桌子，感受手掌的壓迫感?！澳愕氖钟惺裁锤杏X？這感覺從哪里來？”然后進行分組實驗：每組分發(fā)兩個彈簧測力計，將它們鉤在一起向兩側(cè)拉，觀察示數(shù)（強調(diào)同時觀察）?！翱?，兩個測力計的示數(shù)怎么樣？幾乎總是相等的！這說明了什么？”接著，讓學生體驗：坐在椅子上用力推椅子，觀察能否把自己推走？為什么？引導學生分析過程中的施力物體與受力物體。2.學生活動：體驗推桌子時手的感覺；分組進行彈簧測力計對拉實驗，記錄并比較示數(shù)；嘗試推椅子分析原因；討論并解釋“劃船時槳向后劃水，船為什么向前進？”、“火箭為什么能升空？”。3.即時評價標準：①實驗操作是否規(guī)范，能否同時、準確讀取兩個測力計示數(shù)。②能否從實驗數(shù)據(jù)中直接歸納出“大小相等”的結(jié)論。③解釋生活現(xiàn)象時，能否清晰指出相互作用的兩個物體分別是什么。4.形成知識、思維、方法清單：★力的作用是相互的：甲物體對乙物體施力時，乙物體同時也對甲物體施加力，這兩個力互為相互作用力?！斑@兩個力就像一對雙胞胎，總是同時出生、大小相等。”★相互作用力的特點：同時產(chǎn)生、同時消失；大小相等；方向相反；作用在兩個不同的物體上。這是分析復雜力學問題的基石?！Ｒ娬`區(qū)辨析：“雞蛋碰石頭，雞蛋碎了，因為石頭給雞蛋的力更大”這是典型錯誤。根據(jù)相互作用力特點，兩者受力大小相等，雞蛋碎是因為其承受形變的能力弱。任務三：量化力的要素——三要素探究1.教師活動：創(chuàng)設情境：“同樣大小的力，推門的不同位置，效果一樣嗎？”請學生現(xiàn)場體驗推教室門的不同位置（門軸附近和門邊）。接著演示：用不同大小的力拉彈簧，形變不同；用方向相反的力拉玩具小車，運動方向不同。“看來，力這個‘家伙’，不僅看‘大小’，還得看‘方向’和‘作用在哪兒’?！币龑W生將這三個影響力作用效果的因素歸納為力的三要素：大小、方向、作用點。介紹力的單位牛頓（N），并讓學生感受1N（托起兩個雞蛋）的大致力感。2.學生活動：體驗推門，感受作用點不同帶來的省力與費力差別；觀察彈簧形變和玩具小車運動，總結(jié)力的大小、方向的影響力；記憶力的單位，并動手感受1N的力。3.即時評價標準：①能否通過體驗，準確總結(jié)出影響力的作用效果的三個因素。②是否積極參與體驗活動，并能有條理地分享感受。4.形成知識、思維、方法清單：★力的三要素：力的大小、方向、作用點。三者共同決定了力的作用效果。任何一個要素改變，力的作用效果就會改變。▲力的單位：牛頓，簡稱牛，符號N。了解常見力的大小（如托起兩個雞蛋的力約1N，中學生體重約500N），建立物理量感?！锟茖W方法——控制變量法：在探究影響力的作用效果的因素時，我們每次只改變一個要素（如作用點），而保持其他要素（力的大小、方向）不變，這種方法稱為控制變量法。任務四：建構力的模型——示意圖繪制1.教師活動：提出問題：“力的三要素如此重要，我們怎樣在紙上清晰、直觀地把它們表示出來呢？”引出力的示意圖這個物理模型。講解繪制規(guī)范：確定受力物體和作用點；從作用點沿力的方向畫一條帶箭頭的線段；在線段末端標出力的大小和符號。教師分步示范：①畫出桌面上的書本（用方框代替）。②確定重力作用點（中心）。③豎直向下畫帶箭頭的線段。④標出G=5N。然后出示易錯案例（箭頭畫反、作用點畫錯、不標符號等），讓學生“找茬”。最后，布置分層繪圖任務：基礎題（畫靜止在桌面上的書受力）；提升題（畫被細線斜向上拉動的木塊受力）。2.學生活動：學習示意圖繪制規(guī)范；觀看教師示范；參與“找茬”活動，辨析錯誤；在任務單上完成分層繪圖任務，并依據(jù)評價量規(guī)進行自評或同桌互評。3.即時評價標準：①作圖是否規(guī)范（作用點、方向、箭頭、標注）。②能否準確找出他人示意圖中的錯誤。③在互評中，能否依據(jù)量規(guī)給出具體、積極的改進建議。4.形成知識、思維、方法清單：★力的示意圖：用一根帶箭頭的線段把力的三要素表示出來的方法，是重要的物理模型。線段起點代表力的作用點，箭頭指向代表力的方向，線段長度粗略表示力的大?。ㄐ铇俗⒕唧w值）?！L制步驟口訣：“一找物，二定點，三畫線，四標箭，五寫大小在旁邊?！睅椭鷮W生記憶?！锬Ｐ徒嬎枷耄菏疽鈭D是一種簡化和抽象，它忽略了物體的具體形狀，只關注力的關鍵信息。這是物理學研究復雜問題的核心思維方法。第三、當堂鞏固訓練??分發(fā)分層練習卡，學生根據(jù)自身情況選擇完成至少兩個層次的題目?；A層（全體必做）：1.判斷題：①沒有物體，力也可以存在。（）②腳踢球時，腳對球施力，球?qū)δ_沒有施力。（）。2.用力的示意圖畫出：放在水平地面上的箱子，受到大小為100N的重力。綜合層（鼓勵大部分學生嘗試）：1.解釋現(xiàn)象：游泳時，用手向后劃水，人為什么會前進？請明確指出相互作用的一對力。2.作圖：如圖所示，用一根細繩斜向上拉著一輛小車在水平地面上向右勻速運動，畫出小車所受拉力的示意圖（給出簡單圖示）。挑戰(zhàn)層（學有余力選做）：思考與討論：一位同學說：“我用手打墻，是我的手對墻施加了力，墻是受力物體；但墻是靜止的，所以它沒有對我施加力?！彼恼f法對嗎？請用本節(jié)課所學知識進行詳細批駁。反饋機制：學生完成后，小組內(nèi)交換“基礎層”答案互查。教師利用投影展示“綜合層”第2題的不同作圖樣本，組織學生依據(jù)量規(guī)進行點評，分析優(yōu)點與不足。對于“挑戰(zhàn)層”問題，邀請有思路的學生分享觀點，教師進行總結(jié)性講評，強化相互作用力與運動狀態(tài)無關的認識。第四、課堂小結(jié)??“偵探們，今天的破案之旅即將結(jié)束，我們來梳理一下‘戰(zhàn)果’?！币龑W生以小組為單位，用思維導圖的形式在白板上梳理本節(jié)課的核心知識鏈：力的定義（是什么）→力的作用相互性（特性）→力的三要素（如何描述）→力的示意圖（如何表達）?！澳奈煌瑢W能分享一下，你是如何從‘推桌子’這種熟悉的感覺，一步步認識到‘力是物體對物體的相互作用’這個陌生而又奇妙的真理的？”鼓勵學生回顧學習過程，反思抽象思維和模型建構方法的運用。最后布置分層作業(yè)：1.基礎性作業(yè)：課后練習第1、2、3題，整理本節(jié)課堂筆記。2.拓展性作業(yè)：觀察家庭生活中的力學現(xiàn)象（如用啟瓶器開瓶蓋），寫一篇簡短的分析報告，指出其中涉及的力的知識和原理。3.探究性/創(chuàng)造性作業(yè)（選做）：設計一個能生動證明“力的作用是相互的”的小實驗或小制作，并錄制1分鐘講解視頻。六、作業(yè)設計??基礎性作業(yè)：1.完成教材本節(jié)后練習題第1、2、3題，重點鞏固力的概念、相互作用性及力的示意圖基本畫法。2.整理課堂筆記，用紅筆標出核心概念和易錯點，形成個人知識卡片。??拓展性作業(yè)：完成一份名為《家中的力學》的觀察報告。選擇家中一個涉及力學原理的工具或場景（如指甲鉗、開核桃器、推拉門窗等），分析其工作過程中包含了哪些力的知識（至少指出施力物體、受力物體、力的作用效果或相互作用），并嘗試畫出其中一個關鍵狀態(tài)的力的示意圖。字數(shù)不限，要求圖文并茂，原理清晰。??探究性/創(chuàng)造性作業(yè)：（二選一）1.小實驗家：利用身邊的簡易材料（如氣球、吸管、小車、橡皮筋等），設計并完成一個能精彩展示“力的作用是相互的”或“影響力的作用效果的因素”的小實驗，用手機錄制不超過2分鐘的演示與講解視頻。2.科幻畫創(chuàng)作：以“如果力的作用不是相互的”為題，創(chuàng)作一幅科幻畫或編寫一個短篇科幻故事開頭，描繪一個違背此物理規(guī)律的世界會是什么樣子，并在作品背面用一兩句話寫出其與真實物理規(guī)律的區(qū)別。七、本節(jié)知識清單及拓展★1.力的定義：力是物體對物體的作用。理解要點：力不能脫離物體單獨存在；至少涉及兩個物體，即施力物體與受力物體?！?.力的作用效果：一是使物體發(fā)生形變（形狀或體積改變）；二是使物體的運動狀態(tài)發(fā)生改變（包括速度大小或方向改變）?！斑@是判斷力是否存在的‘金標準’?！薄?.力的作用是相互的：A物體對B物體施力時，B物體同時也對A物體施加力。這兩個力稱為相互作用力?！坝涀?，沒有‘單身’的力，它們總是成對出現(xiàn)。”★4.相互作用力的特點：四個“同”：同時產(chǎn)生、同時消失；等大；反向；作用在兩個不同的物體上。該特點與物體的形狀、運動狀態(tài)等無關?！?.相互作用力與平衡力的區(qū)別：（此為重要拓展點）平衡力是作用在同一物體上，使物體保持平衡狀態(tài)的兩個力，它們大小相等、方向相反、作用在同一直線上。這與作用在兩個物體上的相互作用力有本質(zhì)不同?！?.力的三要素：力的大小、方向、作用點。三者共同決定了力的作用效果。例如，推門時，作用點離門軸越遠越省力?！?.力的單位：在國際單位制中，力的單位是牛頓，簡稱牛，符號是N。托起兩個雞蛋所用的力大約為1N。★8.力的示意圖：用一根帶箭頭的線段把力的三要素表示出來的方法，是重要的物理模型。線段起點表示力的作用點，箭頭指向表示力的方向，線段長度粗略表示力的大?。ㄗ詈笮铇顺隽Φ姆柡痛笮。??！?.力的示意圖繪制步驟：①確定受力物體，通常用方框或簡單輪廓表示。②在受力物體上找出力的作用點（重力在重心，壓力、拉力在接觸點）。③從作用點沿力的方向畫一條線段。④在線段末端畫上箭頭。⑤在箭頭旁標出力的符號（如G、F）和大?。ㄈ鏕=5N）?！?0.控制變量法：在研究影響力的作用效果的多個因素時，控制其他因素不變，只改變其中一個因素，觀察其效果。這是物理學中重要的探究方法。▲11.常見前概念誤區(qū)：“力是維持物體運動的原因”（實則是改變運動狀態(tài)的原因）；“相互作用的兩個力，主動施力的一方力更大”（實則大小相等）；“力的示意圖中，線段越長表示力越大”（注意：在同一圖中比較時成立，但最終需看標出的具體數(shù)值）?！?2.從生活走向物理：本章學習的關鍵在于，能將踢足球、推桌子等大量具體、熟悉的力現(xiàn)象，通過比較、抽象，歸納出普遍的、陌生的物理規(guī)律，再用此規(guī)律去解釋更廣闊世界的未知現(xiàn)象。這是物理學習的核心路徑。八、教學反思??本教學設計以“熟悉而陌生的力”為核心主題，力圖在結(jié)構化的探究活動中，實現(xiàn)差異化支持與核心素養(yǎng)的落地。復盤假設的實施過程，以下方面值得深入剖析：??（一）目標達成度評估：知識目標中，“力的概念”與“相互作用性”通過體驗、辯論、定量實驗等多重感官刺激，預計大部分學生能達成理解，但將“相互作用力特點”無混淆地應用于復雜情境（如挑戰(zhàn)層作業(yè)），仍需后續(xù)練習強化。能力目標中的“示意圖繪制”是技能習得關鍵，課堂中的“分步示范找茬分層練習互評”閉環(huán)設計，能提供即時反饋，預計能有效降低初學者的錯誤率，但需關注個別空間想象能力較弱學生的持續(xù)輔導。情感與思維目標滲透于各個活動環(huán)節(jié)，小組合作探究與解釋生活現(xiàn)象的任務，能較好地促進合作態(tài)度與模型思維萌芽。??（二）教學環(huán)節(jié)有效性分析：導入環(huán)節(jié)的視頻與對比圖片成功制造了認知沖突與期待，“這位既‘熟悉’又充滿‘陌生’奧秘的英雄”的比喻能快速抓住學生注意力。新授環(huán)節(jié)的四個任務邏輯鏈條清晰：從定義（是什么）到特性（怎么樣），再到描述（如何量化與表達），符合概念建構規(guī)律。其中，任務二（相互作用律）的彈簧測力計對拉實驗是突破難點的關鍵“腳手架”，將抽象的“等大”關系轉(zhuǎn)化為直觀的讀數(shù)比較?！翱矗瑑蓚€測力計的示數(shù)怎么樣？幾乎總是相等的！”這一即時追問能有效引導學生關注證據(jù)。任務四的“找茬”活動設計巧妙，讓學生在辨析錯誤中深化對作圖規(guī)范的理解，比單純講授效果更佳。??（三）學生表現(xiàn)預設與差異化應對：預計在探究“影響力的作用效果的因素”時，部分學生可能只關注大小和方向，容易忽略“作用點”。