《科學(xué)探究：牛頓第一定律》

1、科學(xué)探究：牛 頓 第 一 定 律 蕪湖市繁昌縣峨山中學(xué)王雪 教學(xué)設(shè)計(jì) 課程理念本節(jié)由“牛頓第一定律”和“慣性”兩部分組成。內(nèi)容設(shè)置上體現(xiàn)了三方面的課程基本理念。 1. 注重多樣化的教學(xué)方式 通過(guò)亞里士多德觀點(diǎn)與伽利略思想實(shí)驗(yàn)的觀點(diǎn)質(zhì)疑，引導(dǎo)學(xué)生糾正前概念。 2. 貫徹從生活走向物理，從物理走向生活 教材從生活概念為基礎(chǔ)，強(qiáng)化矛盾沖突，激發(fā)學(xué)生探究興趣，最后又通過(guò)“慣性的應(yīng)用和防止慣性的危害”將物理還原于生活。 3. 注重科學(xué)探究 實(shí)驗(yàn)探究“牛頓第一定律”，提供了學(xué)生經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)與數(shù)據(jù)分析，分析與論證，交流與合作，自我表述，培養(yǎng)科學(xué)方法、實(shí)踐能力的條件?！皯T性小實(shí)驗(yàn)”幫助學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方法，并有助

2、于學(xué)生對(duì)“物理與生活”的認(rèn)知。 教學(xué)目標(biāo) 1. 了解伽利略的理想實(shí)驗(yàn)，了解物理學(xué)上理想實(shí)驗(yàn)的實(shí)質(zhì)。 2. 體會(huì)亞里士多德與伽利略的思想沖突。 3. 經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)過(guò)程，學(xué)會(huì)用分析與論證的方法探究出牛頓第一定律，并會(huì)用自己的語(yǔ)言予以表述。 4. 在生活中認(rèn)識(shí)慣性，了解利用慣性及防止慣性危害的方法并初步應(yīng)用于生產(chǎn)和生活實(shí)踐，對(duì)學(xué)生進(jìn)行STS教育。 教學(xué)重難點(diǎn)探究并學(xué)會(huì)用學(xué)生自己的語(yǔ)言表述牛頓第一定律。 教學(xué)策略 1. 牛頓第一定律 第一階段：盡力展示生活，體驗(yàn)亞里士多德觀點(diǎn)與伽利略理想實(shí)驗(yàn)矛盾沖突，激發(fā)學(xué)生探究欲望。 第二階段：實(shí)驗(yàn)探究。這一階段要肯花時(shí)間，教師僅起一個(gè)指導(dǎo)者的作用，盡量讓學(xué)生自己分析、

3、交流、推論并表述出牛頓第一定律內(nèi)容。 第三階段：主要以教師講述的形式，指明牛頓第一定律的重要性、理想性，并通過(guò)對(duì)定律內(nèi)容的理解指導(dǎo)，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)力的作用在運(yùn)動(dòng)中只是“可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”。 2. 慣性 除了課本上實(shí)驗(yàn)，還安排學(xué)生做一做運(yùn)動(dòng)物體由于慣性而表現(xiàn)出來(lái)的現(xiàn)象，以突出慣性“維持其原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”的實(shí)質(zhì)。“安全帶的作用”由教師利用多媒體系統(tǒng)或制作仿真動(dòng)態(tài)投影片予以展示。勞動(dòng)中利用慣性，教師取羊角鋤，小斧頭演示分別用不同方法固緊鋤(斧)頭，以突出慣性的實(shí)際意義。最后，需要教師簡(jiǎn)潔、明快地闡釋出慣性與慣性定律的區(qū)別。 教學(xué)用具 1. 教具：計(jì)算機(jī)多媒體教學(xué)系統(tǒng)、CAI課件、有關(guān)網(wǎng)站下載圖片資

4、料、羊角錘、木工刨刀等。 2. 學(xué)具：斜面、木板、透明膠布、棉布、毛巾、玻璃板、小車、刻度尺、長(zhǎng)方體窄木塊、盛有大半杯水的燒杯、慣性演示儀等。 教學(xué)過(guò)程 一、 牛頓第一定律的實(shí)驗(yàn)探究 1. 激發(fā)矛盾 投影出課本中四幅圖，讓學(xué)生觀察。然后，要求學(xué)生講述推桌上的木塊、小車的感受：推木塊，木塊就運(yùn)動(dòng)；撤去推力，木塊停止運(yùn)動(dòng)。推小車，小車運(yùn)動(dòng)；撤去外力，小車逐漸停下來(lái)。 師：生活中還見(jiàn)過(guò)類似的例子嗎? (學(xué)生答，教師將學(xué)生的例舉，羅列投影) 啟發(fā)學(xué)生比較上述事例的共同特征：物體的運(yùn)動(dòng)需要力的作用，撤去物體受的力，物體就不會(huì)動(dòng)或停止運(yùn)動(dòng)。 投影亞里士多德觀點(diǎn)：要維持物體作勻速運(yùn)動(dòng)，就必須給物體施加一恒定

5、的力。不受力而一直運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象是沒(méi)有的。 師：上述是古希臘最杰出的哲學(xué)家亞里士多德的觀點(diǎn)，和同學(xué)們的生活體驗(yàn)何其相似!可是，幾百年前，著名科學(xué)家伽利略卻曾通過(guò)理想實(shí)驗(yàn)，運(yùn)用邏輯推理，對(duì)亞里士多德，也即同學(xué)們的觀點(diǎn)提出了質(zhì)疑。 投影出伽利略的理想實(shí)驗(yàn)示意圖，教師對(duì)照示意圖復(fù)述伽利略的推理過(guò)程和結(jié)論。 師：伽利略的推理，也是建立在分析大量事實(shí)基礎(chǔ)上的，而且后來(lái)又經(jīng)過(guò)了法國(guó)科學(xué)家笛卡爾等的進(jìn)一步論證。孰對(duì)孰錯(cuò)，還是請(qǐng)同學(xué)們自己動(dòng)腦、動(dòng)手探究論證吧? 2. 實(shí)驗(yàn)探究 (1) 提示學(xué)生先完整地看一遍實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。 提出問(wèn)題：此實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，哪些條件保持不變?哪些條件在發(fā)生變化? (學(xué)生一開(kāi)始可能只能回答出表象，

6、應(yīng)經(jīng)多輪交流，由學(xué)生自己回答出：小車進(jìn)入水平面時(shí)的速度大小和方向保持不變，小車在水平面上受到的摩擦力大小在變) (2) 負(fù)面因素評(píng)估。 提出問(wèn)題：實(shí)驗(yàn)時(shí)，毛巾、棉布與車輪作用會(huì)產(chǎn)生移動(dòng)；毛巾一端線結(jié)較粗；小車從斜面進(jìn)入平面出現(xiàn)卡輪等。請(qǐng)觀察桌上物件，看是否可以選用桌上的物件，盡可能地減小出現(xiàn)的負(fù)面影響? (可以用寬幅透明膠布粘接斜面和平面的毛巾一端；斜面坡度不宜過(guò)大；斜面與平面交接處斷面不能過(guò)大) (3) 探究點(diǎn)撥。 師：本實(shí)驗(yàn)分析與論證過(guò)程，著重在于比較數(shù)據(jù)，找出現(xiàn)象中變化的共同規(guī)律。 (4) 學(xué)生分實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，教師巡視實(shí)驗(yàn)情況。 (5) 學(xué)生匯報(bào)分析與論證的想法。 教師投影出具有

7、代表性的各種想法，啟發(fā)學(xué)生間交流與探討，逐步由學(xué)生自己完善自己的表述，保留公認(rèn)的較成熟的表述。 3. 總結(jié)歸納 (1) 教師點(diǎn)明：上述表述其實(shí)就是牛頓第一定律所反映的內(nèi)容。投影牛頓第一定律與學(xué)生表述對(duì)照，征詢學(xué)生對(duì)牛頓第一定律中“一切”“不受外力”和“總保持”的含義的理解意見(jiàn)，將成熟的意見(jiàn)顯示投影。 (2) 綜合述評(píng)：牛頓第一定律是研究物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的三大定律之一，該定律的建立具有兩方面重大意義：一是說(shuō)明了物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持；二是牛頓第一定律的建立過(guò)程說(shuō)明，不能直接用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的規(guī)律，可以在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，以合乎邏輯的方式推理出來(lái)。 二、 慣性 師：為什么不受力物體會(huì)表現(xiàn)為“靜者恒靜，動(dòng)者恒動(dòng)”

8、呢?請(qǐng)同學(xué)們先閱讀課本“慣性”部分前3段內(nèi)容，并利用桌上的器材參照課本親手做一做實(shí)驗(yàn)，并思考以下問(wèn)題(投影出提綱)： 1. 你是怎樣理解“慣性”實(shí)質(zhì)的? 2. 課本中是怎樣推論出物體具有慣性? 3. 你認(rèn)為還可以做什么實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步論證不僅僅是靜止物體才具有慣性? 請(qǐng)利用桌上器材設(shè)計(jì)并完成12個(gè)有別于課本中的小實(shí)驗(yàn)。 學(xué)生按照教師點(diǎn)撥分小組活動(dòng)，活動(dòng)完畢，教師以提問(wèn)的方式組織交流，讓學(xué)生列舉一些生活中由于慣性而表現(xiàn)出來(lái)的現(xiàn)象。 師：慣性既有有用的一面，也會(huì)帶來(lái)危害。 生活中，我們要通過(guò)學(xué)習(xí)慣性，“興利除弊”。 (演示：撞緊松脫的羊角錘錘頭，從刨身中退刨刀) (投影：“賽歐”車減震、防撞措施) 三、 本節(jié)內(nèi)容小結(jié) 投影本節(jié)內(nèi)容要點(diǎn)，進(jìn)行本節(jié)內(nèi)容小結(jié)。 四、 布置作業(yè) 1. 活動(dòng)任務(wù)： (1) 訪問(wèn)央視網(wǎng)站，查看轎車防傷害思路及措施。 (2) 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究牛頓第一定律，嘗試用其他器材進(jìn)一步論證小車運(yùn)動(dòng)距離與摩擦力大小的關(guān)系。 (3) 通過(guò)乘車，體會(huì)慣性。 2. 書(shū)面作業(yè)：課本上的作業(yè)。 專家點(diǎn)評(píng) 牛頓第一定律是經(jīng)過(guò)抽象概括并以十分精煉的語(yǔ)言表述出來(lái)的，這些現(xiàn)成的結(jié)論很容易使學(xué)生誤以為物理概念和規(guī)律的得出輕而易舉，這不僅使學(xué)生失去了觀察、研究問(wèn)題的興趣，同時(shí)也使本節(jié)的教學(xué)黯然失色。如何克服這一難點(diǎn)呢?王雪老師在本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)中以多樣化的教學(xué)方式，通過(guò)對(duì)學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)的質(zhì)疑，引