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牛頓第一定律教學(xué)設(shè)計
"牛頓第一定律"教學(xué)設(shè)計課程分析
慣性定律(牛頓第一定律)揭示了運動和力的關(guān)系：力不是維持物理速度(運動狀態(tài))的原因,而是改變物理速度(運動狀態(tài))的原因.因此,它被稱為牛頓物理學(xué)的基石,力學(xué)的第一原理.正是因為它破除了長達近兩千年的亞里士多德的錯誤,改變了人類的自然觀和世界觀,才導(dǎo)致牛頓第二定律的得出,并使牛頓以新的視角看待引力,近而令人信服地表明,天上和人間服從同樣的力學(xué).與此同時,它本身還包含著力,慣性和參考系這些極富成果的科學(xué)概念,成為物理學(xué)理論的基石.
本教材重視慣性定律的教學(xué),強調(diào)它在科學(xué)中的地位與作用,意在引導(dǎo)學(xué)生了解科學(xué)的發(fā)展.科學(xué)的發(fā)展都有其深刻的社會背景和科學(xué)背景,同時,科學(xué)家自身的創(chuàng)造性思維品質(zhì)和敢于質(zhì)疑,堅持真理的獻身精神又成為情感態(tài)度價值觀教育的好素材.
本節(jié)課的重點：理解牛頓第一定律；區(qū)分慣性和慣性定律.
本節(jié)課的難點：準(zhǔn)確理解牛頓第一定律的含義.
學(xué)情分析
在初中階段的學(xué)習(xí)中,學(xué)生雖然除了"慣性與質(zhì)量"這一問題沒有專門學(xué)習(xí)外,關(guān)于本節(jié)其他的知識都有了大致的了解.但他們只知道亞里士多德的觀點是錯誤的；只知道伽利略做了個理想實驗就得出了牛頓第一定律；練的最多的是通過慣性性質(zhì)去程式化的解答相關(guān)的實際問題.高中階段的學(xué)習(xí),首先應(yīng)該在已有認(rèn)識的基礎(chǔ)上,糾正一些片面,不恰當(dāng)?shù)恼J(rèn)識,進一步深化和提高對相關(guān)問題的認(rèn)識.
設(shè)計思路
整個教學(xué)過程堅持落實"在教師導(dǎo)向性信息誘導(dǎo)下學(xué)生真正的學(xué)",首先通過多媒體演示讓學(xué)生觀察并思考"運動的起因是什么",然后讓學(xué)生閱讀教材中"歷史的回顧",近而提出亞里士多德的錯誤觀點.再讓學(xué)生自由表述伽利略和笛卡兒的觀點,通過相互討論,最終得到牛頓第一定律.同時讓學(xué)生思考：四位科學(xué)家都吧人類認(rèn)識向前推進了一步,他們每人推進的一步體現(xiàn)在哪里?你認(rèn)為誰的貢獻最大?通過設(shè)計這樣一個問題,引導(dǎo)學(xué)生要探究的內(nèi)容與方向,具體由學(xué)生完成,教師只起到總結(jié)歸納的作用.體現(xiàn)教學(xué)生以"漁"的教學(xué)指導(dǎo)思想也是我進行本節(jié)設(shè)計課的出發(fā)點.最后通過典型例題,學(xué)以致用,遷移引申.
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.能大致敘述發(fā)現(xiàn)牛頓第一定律的歷史過程,并能作出初步評述.
2.能清楚的描述伽利略關(guān)于力與運動的思想觀念和相應(yīng)的推理結(jié)論.
3.能準(zhǔn)確表述牛頓第一定律,并能對定律有較深入的理解.
4.能舉例說明：物體質(zhì)量是其慣性大小的量度.
教學(xué)流程
一.鋪墊引新重溫歷史
(課件投影)：在水平路上人推車,車才能運動,人停止用力,車子就停下來.
學(xué)生思考：運動的起因是什么?
亞里士多德：力是維持物體運動的原因.
伽利略：水平路面上物體所以會停下來,是因為摩擦的作用,如果沒有摩擦,水平面上物體一旦具有某一速度物體將保持這一速度運動下去.
笛卡兒：如果沒有其他原因,運動物體將繼續(xù)以同一速度沿著一條直線運動,既不停下來,也不偏離原來的方向.
牛頓：一切物體總保持原來的勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。
設(shè)計意圖：這塊內(nèi)容中有些知識點學(xué)生是已知的，也有未知的，但學(xué)生都看得懂，所以就由學(xué)生來完成，同學(xué)們相互補充，教師只起到歸納總結(jié)的作用。讓學(xué)生積極的參與到課堂教學(xué)中來。
簡要實錄：觀看課件時，學(xué)生看的很認(rèn)真，教室很安靜。讓學(xué)生自己表述時，他們都很積極，表述也很正確。讓他們舉實例時：張建舉出手推桌子在土路上，觀察撤去推力后桌子的運動情況；劉敏提出若將桌子放到教室的瓷磚上，桌子運動情況又會怎樣?王剛還提出若將桌子放在冰面上，桌子運動情況又會怎樣?同學(xué)們討論越來越激烈，越來越靠近問題實質(zhì)。
問：以上四位科學(xué)家每一位都把人類的認(rèn)識向前推進了一步，試分析每人推進的一步體現(xiàn)在哪里?你認(rèn)為誰的貢獻最大?
簡要實錄：關(guān)于誰的貢獻大，學(xué)生眾說紛紜，沒有一個確定的定論，教師也無需給出一個確定的結(jié)論。
設(shè)計意圖：教師通過設(shè)計這樣一個問題，指明學(xué)生要研究的內(nèi)容與方向，通過對物理學(xué)歷史發(fā)展過程的思考，對四位科學(xué)家貢獻的探究，它將有助于學(xué)生了解物理學(xué)家認(rèn)識和發(fā)現(xiàn)物理定律，定理的基本方法。從而"以史為鑒"培養(yǎng)他們以物理學(xué)家認(rèn)識世界本來面目的方式去認(rèn)識世界。在一定意義上，通過對規(guī)律認(rèn)識的歷史的還原，對學(xué)生進行科學(xué)思想和科學(xué)方法論的教育是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的有效途徑。這是設(shè)計此問題的關(guān)鍵所在。
二.問題引導(dǎo)探究規(guī)律
提問：伽利略用什么方法證明物體運動不需要力來維持呢?
(課件投影)：設(shè)置一個向下的斜面，再圓滑的連一個向上的斜面。然后拿一個小球放在斜面某點上，由靜止運動下來，它將沖上另一斜面。
教師設(shè)疑：它能"沖"到哪里，它能回到原來高度嗎?如果光滑，結(jié)果怎樣?
設(shè)計意圖：在該塊教學(xué)內(nèi)容中學(xué)生未知的是關(guān)于伽利略的理想實驗，教師采用設(shè)計一系列問題引發(fā)學(xué)生的思考，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會自己分析問題自己解決問題。
簡要實錄：學(xué)生大都回答："不能"。如果光滑，學(xué)生先是安靜，然后有回答"能"的，也有回答"不能的"，也有觀望的。
(課件投影)：它升不到原來的那個水平高度，這是為什么?再換一個摩擦較小的斜面，可以看出，它就較接近那個水平高度。若摩擦越小，就越接近。這是實驗事實�？茖W(xué)推理：依據(jù)這可靠的實驗事實為基礎(chǔ)，然后沿著摩擦力越來越小的發(fā)展趨勢，去科學(xué)推理--假如摩擦非常非常的小，以至于沒有摩擦，那小球能否達到原來水平高度?這是一種理想的實驗情景，學(xué)生發(fā)現(xiàn)小球沿著光滑的斜面總能上升到原來的高度。
減少第二個斜面的傾角，傾角越小，小球為達到原來的高度所通過的路程就越長；傾角越小，通過的路程就越長。然后，再去科學(xué)推理，假如它最終成為水平面，那小球所通過的路程會怎樣?
學(xué)生總結(jié)(教師補充修正)：摩擦越小，小球就越接近那個水平高度，假如摩擦非常非常小，以至于沒有摩擦，那小球總能達到原來水平高度，減少第二個斜面傾角，假如它最終成為水平面，那小球所通過的路程就會無限長，只能沿著水平面繼續(xù)運動下去。
教師解釋：什么是理想實驗?
讓學(xué)生自己閱讀牛頓第一定律的內(nèi)容，并思考定律包含的幾層含義?
教師整理歸納。
三.學(xué)以致用遷移引申
1.(課件投影)在行使的公交車上，若汽車突然加速或突然剎車，車上的人或物體運動情況怎樣?為什么?
設(shè)計意圖：通過對車上人或物體的運動情況分析，加深學(xué)生對慣性的理解，并區(qū)分慣性和慣性定律。
2.(課件投影)在較光滑的桌邊放一紙片，在紙片上放一較光滑的重物，慢慢的和迅速的將紙片抽出，觀察發(fā)生的現(xiàn)象，有何不同，為什么?
設(shè)計意圖：綜合應(yīng)用相互作用與牛頓第一定律解釋生活中的現(xiàn)象。
教學(xué)反思
本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計打破了以往傳統(tǒng)設(shè)計，強調(diào)對學(xué)生學(xué)習(xí)方法的傳授，學(xué)生普遍反映通過學(xué)習(xí)真正深刻的認(rèn)識到了牛頓第一定律的本質(zhì)。教師在教學(xué)中把活動貫穿于教學(xué)的全過程，使學(xué)生處于最大限度的主動激活狀態(tài)，使學(xué)習(xí)成為其自主活動。
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