教學設(shè)計——牛頓第一定律定稿

1、學校：北京市順義區(qū)楊鎮(zhèn)第一中學姓名：設(shè)計思想本節(jié)內(nèi)容包括牛頓第一定律和慣性兩方面的內(nèi)容。 牛頓第一定律是經(jīng)典力學中三大定律之一，確立了力和運動之間的關(guān)系，是前面力的作用效果的延伸，又為后面學習力平衡的知識打下了基礎(chǔ)，起著承前啟后的作用。以學生基礎(chǔ)和能力看，對教學有利的方面是：經(jīng)過初中的物理學習，學生具備了一定的實驗探究能力，并且學習了機械運動、力的作用效果，知道力可以改變物體的運動狀態(tài)，為本節(jié)學習做好了鋪墊。不利的方面是：學生受生活經(jīng)驗的影響， “物體的運動需要力來維持 ” 的“前概念 ”不容易轉(zhuǎn)變。因此，選擇行之有效的方法是取得良好教學效果的保證。本課時我主要采用 “演示法 ”與 “科學推理

2、法 ”相結(jié)合來進行教學，即通過實驗現(xiàn)象的觀察、分析、討論，又加以科學的想象和推理，引導學生去發(fā)現(xiàn)知識，沿著歷史研究的過程，采用問題再現(xiàn)、演示實驗、學生體驗、科學推理的方法進行教學總結(jié)規(guī)律。教學活動是教與學兩方面的有機結(jié)合， 在上述教學方法的正確實施下， 通過一些生活現(xiàn)象，由生活經(jīng)驗得出一些 “前概念 ”，引入矛盾沖突，通過實驗探究，從而得到物理知識的科學概念。指導思想與理論依據(jù)構(gòu)建主義理論：從學生的認知規(guī)律出發(fā)，創(chuàng)設(shè)了物理情境，學生通過實驗觀察和體驗，在原有知識和新知識相互作用的過程中重新構(gòu)建物理知識，領(lǐng)悟科學研究方法，形成科學觀念。波利亞教學發(fā)生學原理：讓學生重蹈知識的發(fā)生過程，在教師的引導

3、下，去揭示并感受物理知識的發(fā)生原因、物理知識的形成經(jīng)過、以及物理知識發(fā)展的方向。高中物理新課程標準：依據(jù)物理教學基本特征教學理論模型，以實驗創(chuàng)設(shè)問題情境，以實驗事實為基礎(chǔ)，通過演示實驗、學生小實驗引導學生觀察現(xiàn)象、發(fā)現(xiàn)問題、研究問題。教學背景說明教材分析：牛頓運動定律是力學中重要的定律，是研究經(jīng)典力學的基礎(chǔ)。 牛頓第一定律是牛頓運動定律的基石。牛頓第一定律揭示了運動和力的關(guān)系，是動力學理論的基礎(chǔ)。本節(jié)課是在前面已學的運動學、力學的基礎(chǔ)上進一步學習。教材這樣安排就是要引導學生，從物體是如何運動的感性認識引導到物體為什么會做這樣的運動的思考中來， 符合高一學生正處在由形象思維向抽象思維轉(zhuǎn)變的過渡情

4、況。 牛頓第一定律又是正確理解和掌握牛頓第二、第三定律乃至整個動力學知識的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。在前后教材中起到承前啟后的作用。學情分析：本節(jié)課所述內(nèi)容在初中課本上已經(jīng)涉及到， 學生對本節(jié)的知識已有一定的基礎(chǔ)， 關(guān)鍵是看如何加深學生對牛頓第一定律的理解。高一學生已具備一定的分析推理，邏輯思維能力。但對于學習習慣方面，主動性不強，認知習慣，被動接受學習為主。對于力和運動的關(guān)系，從日常經(jīng)驗出發(fā)，往往會產(chǎn)生錯誤的認識，建立正確的觀點不是輕而易舉的事情。1、學生已有的知識和經(jīng)驗（只是停留在認識的層次上）2、學生可能遇到的困難:“力和運動到底有什么關(guān)系”（形象到抽象思維的轉(zhuǎn)換）“建立理想模型后的邏輯推理”(跳躍型

5、思維 )“分析生活中的慣性現(xiàn)象”(理論聯(lián)系實際、學生未必能活學活用)因此，在教學中，我將根據(jù)學生實際情況適當?shù)慕档徒虒W梯度，盡量運用實物演示、多媒體課件等使教學形象、直觀。教法分析 ：1、了解和關(guān)注學生的認識情況，列舉新鮮生活事例，借助視頻、演示實驗，增強信息的表達能力和教學的直觀性。2、注意知識的逐層深化和科學研究方法的建立，通過深入淺出的分析和啟發(fā)，引導學生歸納，靈活應用知識進行釋疑。使學生對牛頓第一定律有更深的理解。教學目標知識與技能：（1）理解牛頓第一定律的內(nèi)容和意義。（2）知道慣性的概念，知道慣性大小和質(zhì)量有關(guān)，能夠正確解釋有關(guān)慣性的現(xiàn)象。過程與方法：通過將研究物體運動原因的相關(guān)史料

6、合理剪裁， 了解牛頓第一定律建立過程； 通過認識伽利略研究運動和力關(guān)系的思想方法，展現(xiàn)伽利略的批判精神、邏輯推理的方法、猜想與假說的魄力和理想實驗的作用；通過實驗使學生有身臨其境之感，感受前人的研究方法、科學精神。情感態(tài)度價值觀：（1）通過物理學史的簡介，對學生進行科學態(tài)度、科學方法教育，了解人類認識事物本質(zhì)的曲折。（2）通過對伽利略對力和運動關(guān)系的研究，培養(yǎng)學生敢于堅持真理，不迷信權(quán)威的精神和科學探究精神。（3）通過牛頓第一定律的教學，使學生體會到物理學對人們世界觀、自然觀、思維方式的改變都在起著重要的作用。教學重點、難點說明教學重點：牛頓第一定律及慣性之所以確立它是本節(jié)教學內(nèi)容的重點理由在

7、于本節(jié)課是一節(jié)物理規(guī)律教學課，通過本節(jié)課的科學探究及實驗論證的目的就是為了認識力和運動的關(guān)系，揭示力和運動之間的內(nèi)在規(guī)律。教學難點：力和運動的關(guān)系學生在從生活經(jīng)驗中獲得了一種被現(xiàn)象掩蓋了本質(zhì)的錯誤認識。那就是物體的運動是力作用的結(jié)果，為了使學生擺脫這種觀念，轉(zhuǎn)變錯誤認識，需要教師精心設(shè)計，嚴密推理，才能幫助學生走出誤區(qū)。流 程 圖創(chuàng)設(shè)情境，引入新課亞里士多德的觀點伽利略的觀點科學方法力與運動關(guān)系，歷史回顧笛卡爾的補充牛頓第一定律牛頓歸納、總結(jié)慣性防止與應用應用遷移，鞏固提高實例分析學生總結(jié)回憶反思，課堂小結(jié)承上啟下教學過程說明教教師活動學生活動教學設(shè)計意圖學環(huán)節(jié)演示實驗 ：在勻速運動的小車中，

8、豎直向上彈起一小球。環(huán)請同學們猜猜：小球落下后還會落學生觀看實到車中么？拋出的小球會落在哪？節(jié)驗，思考：一球為什么又、能落到向前創(chuàng)運動的車設(shè)中？情境引入思考：為什么球能落在車中？新課 拋出的球已經(jīng)脫離了小車，小車向前勻速運動，球仍然能落回車中，說明球也向前做與汽車相同的運動。是有什么力使球向前運動嗎？力與運動是什么關(guān)系呢？這是一個古老的話題，這節(jié)課我們就來共同探討這個問題。（一） 亞里士多德的樸素運動觀【觀察】有力物體運動，撤掉外力物體停止，類似的現(xiàn)象生活中多嗎？請同亞里士多德根據(jù)大量生活現(xiàn)象， 歸納學們舉例！出：必須有力作用在物體上，物體才能運動；力一旦去除，運動即停止。物體運動需要力維持。

9、【結(jié)論】力是維持物體運動的原因依據(jù)：直覺 +經(jīng)驗結(jié)論：錯誤亞里士多德是最早提出這個問題并給出經(jīng)驗總結(jié)。他的觀點來自直接經(jīng)驗，有一定的合理成分。所以被人們廣泛接受，并維持了近兩千年。直到意大利科學家伽利略的出現(xiàn)。資源實驗器材小車、彈簧裝置亞里士多德圖片創(chuàng)設(shè)情境 , 提出問題。自然過渡，引入古人對這一問題的研究 。理論依據(jù)：好奇心是探究的開始。讓學生縱觀歷史，了解人們研究力與運動關(guān)系的歷程。了解科學發(fā)展的艱巨性，實事求是的對待歷史， 科學客觀評價古人的成就。落實情感、態(tài)度與價值觀的教育（二） 伽利略的運動觀（1）質(zhì)疑 ( 觀察 )環(huán)【小實驗 1】節(jié)操作：用手推放在水平桌面上的塑料二：平板觀察：看到

10、什么現(xiàn)象？自思考：此現(xiàn)象說明什么？主 依據(jù)亞里士多德觀點：沒有力維持，預 物體的運動將會停止。習實際看到現(xiàn)象：塑料平板運動中不是新 沒有力，而恰恰是因為有力，是摩擦課 力阻礙了其運動。教 按以上理解，物體如果摩擦力很小就學 會運動的更遠。（2）假設(shè)猜想如果沒有摩擦阻力、 流體阻力的影響，在水平面上運動的物體會怎么樣運動？【小實驗 2】由氣球通過小孔排出氣體，再次推動平板，觀察現(xiàn)象與前次實驗對比。環(huán)節(jié)二：通過實例分析可知：力不是維持物體自 運動的原因。從而可以推翻亞里士多主 德的觀點不正確。預現(xiàn)實生活中很難實現(xiàn)絕對沒有摩伽利略圖片學生思考并自制塑回答料板觀察對比第加裝氣一次情況 球后形學生回答：

11、 成氣墊物體將會一 薄板直運動下去了解伽利略的研究歷程物體受到摩擦力、空氣阻力等作用而停止運動， 亞里士多德觀點不正確。對比減小阻力的薄板運動，薄板運動的越遠習擦力、空氣阻力的影響，因此， “在水平面上運動的物體將會一直運動下新去”是我們的猜測。課教學（3）理想實驗【演示1】伽利略看到讓小球從某一高度開始擺動，小球通過最低點后會擺動與釋放位置大體等高的位置，然后改變實驗條件進行多次實驗， 得到：如果沒有空氣阻力，小球由靜止釋放將會運動到與原來等高的位置。學生觀察到小球能到達右側(cè)等高的由此激發(fā)伽利略的靈感，伽利略設(shè)計位置了如下裝置，一個對接斜面實驗。（教師介紹理想實驗斜面）環(huán)節(jié)二 學生觀察： 【

12、演示 2】首先用軌道內(nèi)鋪有軟布的斜面進行演示，從斜面一端某一高度自處無初速度釋放一個小鋼球，觀察小主預 球的運動情況，標記出小球到達另一習 側(cè)斜面的最高點位置。新課【演示3】用另一根軌道內(nèi)沒有鋪軟教布的同樣斜面再做上述實驗，通過對學學生觀察比，發(fā)現(xiàn)小球上升的更高了，但是比釋放的高度還是低一點，這是什么原因？鐵架臺構(gòu)成的 介紹伽利略靈感來源單擺真實驗證接近理想情況自制伽利略理想斜面（教師引導學生推理） 通過對比我們不難發(fā)現(xiàn)，摩擦力大時，小球上升的高度小，摩擦力小時上升的高度大，假設(shè)沒有摩擦呢？【演示 4】利用自制氣墊導軌，演示滑塊從一端某高度處釋放，觀察滑塊到達另一端等高處。仍然用【演示 2】的

13、裝置，先把另一側(cè)的斜面的傾角減小，標記小球運動環(huán)的水平最遠距離，發(fā)現(xiàn)什么現(xiàn)象？節(jié)我們前面已經(jīng)有過推理，假如沒有摩二：擦，從某一高度釋放，小球能沖上另一側(cè)斜面的同樣高度。那么，傾角變自 小后，要想達到同一高度，小球運動主 的距離就變大了。預進一步減小斜面傾角， 小球運動的習距離會變得更大。當一側(cè)的斜面的傾新 角減小到 0 時，會有什么現(xiàn)象呢？課 （引導學生推理）教 假如水平軌道做夠長， 而且沒有摩擦，學 小球?qū)⑷绾芜\動？（4）科學推理，得出結(jié)論小球在水平軌道上運動時，水平方向有推或拉的外力作用么？說明什么呢？（組織學生小組討論并總結(jié)發(fā)言）我們運用可靠的事實和思維上的推理可以驗證我們的猜想“如果沒

14、有摩擦力、流體阻力的影響，物體在水平面上將會一直運動下去，不需要外力的維持”。觀點：物體運動不需要力來維持依據(jù)：可靠事實 +理論思維（理想實驗）學生觀察學生推理永遠運動下去學生小組討論自制氣墊導軌感受科學研究方法， 更好地理解力與運動的關(guān)系，模擬實驗直觀演示， 突破難點。引導學生分析 ,強調(diào)方法的精髓：合理假設(shè)，建立理想模型，邏輯推理，突出重點讓學生體會伽利略的科學研究方法的意義通過實驗驗證結(jié)論， 師生互動，調(diào)節(jié)課堂氣氛總結(jié)：伽利略的雙斜面實驗是一個理想實驗。理想實驗的魅力：實驗（事實） +邏輯推理通過可靠的實驗事實，加上合理的邏輯推理，得出規(guī)律的一種方法。伽利略的成就：第一次用科學的實驗方法

15、改變了人類對物體運動的認環(huán) 識。節(jié)愛因斯坦是這樣評價的：伽利略二：的發(fā)現(xiàn)以及他所應用的科學的推理方法是人類思想史上最偉大的成就之自 一，而且標志著物理學的真正開端。主 伽利略的觀點存在局限性。預習（三）笛卡兒補充新課 觀點：如果運動中的物體沒有受到力教 的作用，它將繼續(xù)以同一速度沿同一學 直線運動，既不停下來也不偏離原來的方向。依據(jù)：補充伽利略的運動觀結(jié)論：沒有了水平面限制，增加了物體運動方向也不會改變。（四）牛頓的總結(jié)（牛頓第一定律）歷史的長河流經(jīng)到 17 世紀中期，又出現(xiàn)了一位大師級人物，這個人就是牛頓。牛頓在前人的研究的基礎(chǔ)上，對運動和力的關(guān)系進行了全面的闡述總結(jié)。1、內(nèi)容：一切物體總保

16、持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。牛頓把力與運動的關(guān)系這個結(jié)論總結(jié)成第一定律。并在自然哲學之數(shù)學原理這本書中發(fā)表。2、慣性指導學生閱讀教材并找出相關(guān)內(nèi)容。（1）定義一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)學生對比伽利略與笛卡 迪卡兒爾的觀點笛 圖片卡爾做了哪些補充？事實與經(jīng)驗相互矛盾， 增強學生的探究欲望，“理想實驗”1、 理想化（光滑軌道、平面）2、 無限長3、 不受外力對比伽利略的觀點， 迪卡爾做了哪些補充環(huán)或靜止狀態(tài)的性質(zhì)。節(jié)牛頓第一定律也稱慣性定律。二（2）慣性大小的影響因素學生閱讀教研究更進一步，牛頓總結(jié)： 讓學生討論、交流。一般學生能說出，材與教師一質(zhì)量大，慣性

17、越大。設(shè)計小實驗來驗起總結(jié)結(jié)論自證。牛頓圖主“總保持”說明慣性是物體與生俱片預來的本領(lǐng)，原來勻速直線就將一直勻習速運動下去，如果原來物體靜止就將一直靜止。慣性大說明越難改變原來新的狀態(tài)。課教那我們就通過兩個小實驗對比一學生閱讀教學下，看能得到什么結(jié)論？材給出慣性的定義【演示 6】找一個肺活量大一點的男生，盡最大力吹用細線懸掛的小球。教師再拿出一個用細線懸掛的鐵球，讓學生同樣盡最大力吹。觀察到什么現(xiàn)象？為什么會出現(xiàn)這樣的結(jié)果？結(jié)論：物體質(zhì)量越大，慣性越大?？偨Y(jié)：學生分組討質(zhì)量大的物體，運動狀態(tài)難改變，慣論、交流，性大。質(zhì)量小的物體運動狀態(tài)容易改猜測影響慣變，慣性小。質(zhì)量是慣性的唯一量度。性的因素

18、問題：固體有慣性，液體和氣體有沒有慣性？【小實驗 3】在水平面上沿與瓶身平行的方向快速移動，請同學們猜測氣泡移動方向？為什么？學生觀察并思考并解釋：兩球原來都靜止，用同樣大小有細線的力吹，乒的乒乓乓球更容易球請同學們觀看視頻，并猜測第二種改變原來的發(fā)散思維，學生討論通過實驗對比，兩個同樣的乒乓球，同樣的力為什么效果不一樣？讓學生在做中學，通過現(xiàn)象分析本質(zhì)原因情況氣球會向哪個方向運動？為什狀態(tài)。么？操作、思考并解釋帶有氣泡的水瓶訓練學生，轉(zhuǎn)換研究對象以及應用牛頓第一定律的解釋一些生活中的現(xiàn)象結(jié)論：固體、液體、氣體不論什么形態(tài)，無論是靜止還是運動，都具有慣性。慣性的防止和應用學生觀看視頻并思考回答

19、訓練學生，轉(zhuǎn)換研究對象以及應用牛頓第一定律的解釋一些生活中的現(xiàn)象視頻資料展示汽車碰撞實驗視頻，總結(jié)由于人具有慣性，會保持原來運動狀態(tài)，所以在汽車突然停止時，人就會撞擊前擋風玻璃。危急人的生命，結(jié)合新交規(guī)，說明系安全帶的重要性。節(jié)三：應用遷移學生觀看視汽車碰學以致用，拓展知識面頻撞實驗并組織學生視頻討論回答學生觀看大圖片通過實例達到學以致用屏幕展示的鞏圖片分析固提高引導學生結(jié)合本節(jié)學習過程， 總結(jié)本節(jié)課學習的內(nèi)容。 并引導學生思考，學生回憶整外力能夠改變物體運動狀態(tài)，運動狀節(jié)課內(nèi)容，并總結(jié)。通過學生小結(jié)幫助學生構(gòu)建學生自己的知識體系態(tài)改變也就是物體有加速度；而物體有質(zhì)量具有慣性，物體總保持原來運環(huán)動狀態(tài)?？梢姡矬w的加速度與物體節(jié)所受外力、物體質(zhì)量有關(guān)，那么它們四之間有什么定量關(guān)系呢？這就是我們回下節(jié)課將要繼續(xù)探究的物體。憶反思課