2019-2020年高中物理 2.5《探究自由落體運(yùn)動(dòng)》教學(xué)設(shè)計(jì) 新人教版必修1.doc

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2019-2020年高中物理 2.5《探究自由落體運(yùn)動(dòng)》教學(xué)設(shè)計(jì) 新人教版必修1 　　【課標(biāo)要求】 　?。?）通過(guò)史實(shí)，初步了解近代實(shí)驗(yàn)科學(xué)產(chǎn)生的背景，認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)對(duì)物理學(xué)發(fā)展的推動(dòng)作用。 　?。?）經(jīng)歷勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)研究過(guò)程，了解勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，體會(huì)實(shí)驗(yàn)在發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律中的作用。 　　【教材分析】 　　選自人教版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)《物理》（必修1）第二章《勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究》第四節(jié)《自由落體運(yùn)動(dòng)》。 　　落體運(yùn)動(dòng)是一種常見(jiàn)的運(yùn)動(dòng)，伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究意義重大。關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)的學(xué)習(xí)分成兩節(jié)來(lái)講授。本節(jié)按照伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究過(guò)程和科學(xué)思維過(guò)程，使學(xué)生認(rèn)識(shí)自由落體運(yùn)動(dòng)。下一節(jié)通過(guò)演示、實(shí)驗(yàn)、分析得出自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，明確重力加速度的意義，使學(xué)生對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律有具體、深入的認(rèn)識(shí)。 　　【學(xué)情分析】 　　在前面的教學(xué)中，學(xué)生已經(jīng)初步掌握了平均速度、瞬時(shí)速度、加速度的概念，并用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究過(guò)勻速直線運(yùn)動(dòng)和勻變速直線運(yùn)動(dòng)，同時(shí)對(duì)物理學(xué)中的理想模型有了一定的認(rèn)識(shí)，具備了初步的邏輯思維能力和運(yùn)用控制變量的研究方法。 　　【任務(wù)分析】 　　教學(xué)問(wèn)題從生活中來(lái)（通過(guò)“測(cè)反應(yīng)時(shí)間”的游戲，引起學(xué)生的興趣、質(zhì)疑，引出課題）→運(yùn)用合作學(xué)習(xí)方式展開(kāi)討論（引導(dǎo)學(xué)生注意直覺(jué)經(jīng)驗(yàn)和邏輯推理的矛盾，使學(xué)生明確下一步要解決的問(wèn)題）→利用分組實(shí)驗(yàn)組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究（引導(dǎo)學(xué)生與情景對(duì)話，學(xué)生之間協(xié)商，積極主動(dòng)的建構(gòu)自己的知識(shí)和邏輯思維）→討論問(wèn)題，回到生活中（利用錢毛管的演示，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到探究現(xiàn)象背后的實(shí)質(zhì)原因是必須考慮外界因素的影響）→學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)探究自由落體運(yùn)動(dòng)（對(duì)物體情景的分析，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理，逐步引導(dǎo)學(xué)生探究物理情景之間的物理量的關(guān)系） 　　【教學(xué)目標(biāo)】 　　1、知識(shí)與技能 　?。?）認(rèn)識(shí)自由落體運(yùn)動(dòng)，知道影響物體下落快慢的因素，理解自由落體運(yùn)動(dòng)是在理想條件下的運(yùn)動(dòng)。 　?。?）能用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到相關(guān)的運(yùn)動(dòng)軌跡，并能自主分析紙帶上記錄的位移與時(shí)間等運(yùn)動(dòng)信息。 　?。?）初步了解探索自然規(guī)律的科學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的觀察、概括能力。 　　2、過(guò)程與方法 　　通過(guò)對(duì)落體運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)探究，初步學(xué)習(xí)使用變量控制法。 　　3、情感態(tài)度價(jià)值觀 　?。?）通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)求知的欲望。 　　（2）調(diào)動(dòng)學(xué)生積極參與討論的興趣，培養(yǎng)邏輯思維能力及表述能力。 　?。?）滲透物理方法的教育，在研究物理規(guī)律的過(guò)程中抽象出一種物理模型──自由落體。 　　（4）培養(yǎng)學(xué)生仔細(xì)觀察、認(rèn)真思考、積極參與、勇于探索的精神。 　?。?）培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和實(shí)事求是的科學(xué)作風(fēng)。 　　【重點(diǎn)難點(diǎn)】 　　1、對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)概念的認(rèn)識(shí)和理解。 　　2、“觀念→思考→推理→猜想→驗(yàn)證”是本節(jié)的重點(diǎn)思路，也是培養(yǎng)良好思維習(xí)慣的重要過(guò)程。 　　【設(shè)計(jì)思想】 　　現(xiàn)代學(xué)習(xí)理論認(rèn)為學(xué)生進(jìn)入課堂學(xué)習(xí)之前對(duì)世界和事物有先入為主的認(rèn)識(shí)，教師的教學(xué)要引導(dǎo)學(xué)生闡發(fā)他們已有的理解，激起新舊知識(shí)的矛盾，進(jìn)行有針對(duì)性的教學(xué)。 　　為了全面完成各項(xiàng)教學(xué)目標(biāo)，本節(jié)教學(xué)設(shè)計(jì)以實(shí)驗(yàn)探索為主線，充分展現(xiàn)隱含在本節(jié)內(nèi)容中的科學(xué)探究方法和科學(xué)思維方式。首先，通過(guò)“測(cè)反應(yīng)時(shí)間”的實(shí)驗(yàn)游戲激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，引出研究的問(wèn)題──落體運(yùn)動(dòng)，接著從生活經(jīng)驗(yàn)和亞里士多德的觀點(diǎn)出發(fā)進(jìn)行巧妙的推理，使亞里士多德的理論陷入自相矛盾的境地，引起學(xué)生探究的興趣。在此基礎(chǔ)上學(xué)生自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析和討論得出初步結(jié)論，提出物體下落快慢與質(zhì)量無(wú)關(guān)的設(shè)想；再進(jìn)一步通過(guò)教師演示“毛錢管”實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證設(shè)想。最后再由學(xué)生自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，記錄自由落體運(yùn)動(dòng)的信息，為下一節(jié)定量地探究自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律做好準(zhǔn)備。 　　由于本節(jié)課學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)探究的活動(dòng)較多，故采用學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ竭M(jìn)行課堂活動(dòng)，以小組為單位進(jìn)行教師引導(dǎo)下的科學(xué)探究，加強(qiáng)小組同學(xué)間的討論與交流，師生間的相互反饋，培養(yǎng)學(xué)生合作學(xué)習(xí)的精神。課堂以問(wèn)題和小組交流貫穿教學(xué)的始終，不斷提出新問(wèn)題，不斷解決新問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力。 　　【教學(xué)方法】 　　教師演示、引導(dǎo)，學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究，討論、交流學(xué)習(xí)成果。 　　【教學(xué)過(guò)程】 　　一、引入新課 　　我們已經(jīng)學(xué)習(xí)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，下面我們一起來(lái)研究我們常見(jiàn)的運(yùn)動(dòng)──落體運(yùn)動(dòng)。 　　二、進(jìn)行新課 　　1．活動(dòng)設(shè)計(jì)：測(cè)“反應(yīng)時(shí)間” 　　教師活動(dòng)：課前設(shè)計(jì)制作好“測(cè)反應(yīng)時(shí)間尺”（在一約50cm長(zhǎng)的尺的一面標(biāo)記上自由下落對(duì)應(yīng)長(zhǎng)度所用的時(shí)間，以一面朝向?qū)W生） 　　引出問(wèn)題：“一般刻度尺是用來(lái)測(cè)量什么的？” 　　學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生習(xí)慣性回答：測(cè)長(zhǎng)度。 　　教師活動(dòng)：老師手中的這把尺很神奇，它不僅能測(cè)量長(zhǎng)度，還能測(cè)量時(shí)間，并且能測(cè)出同學(xué)們的大腦反應(yīng)時(shí)間，誰(shuí)想知道自己的大腦反應(yīng)時(shí)間是多少？可以用我的這把尺來(lái)測(cè)量。（選3～4名學(xué)生上來(lái)玩“測(cè)反應(yīng)時(shí)間”的游戲。） 　　學(xué)生抓住尺的同時(shí)就報(bào)出其反應(yīng)時(shí)間，可采用“比比誰(shuí)的反應(yīng)時(shí)間短”的方式調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性。（實(shí)際教學(xué)效果表明學(xué)生對(duì)這一活動(dòng)非常感興趣，踴躍參與） 　　設(shè)計(jì)說(shuō)明：在此將教材中的“做一做”欄目中的“測(cè)定反應(yīng)時(shí)間”改為放在課前引入，目的是通過(guò)這一游戲產(chǎn)生“驚奇”效果，激發(fā)學(xué)生探究的興趣，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，激發(fā)學(xué)習(xí)物理的興趣，活躍課堂氣氛。 　　2．引入課題 　　教師活動(dòng)：同學(xué)們一定想知道這把尺為什么能測(cè)出你的反應(yīng)時(shí)間。它的“奧秘”與我們今天要認(rèn)識(shí)和研究的一種運(yùn)動(dòng)密切相關(guān)。 　　錄像演示： 　　a．石頭從空中落下 　　b．重力使屋檐下的雨滴下落 　　c．樹(shù)葉從樹(shù)上豎直飄落 　　教師引問(wèn)：觀察并指出以上物理情景中物體相似的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。 　　學(xué)生活動(dòng)：觀察，思考，總結(jié)。 　　教師活動(dòng)：教師在學(xué)生表述的基礎(chǔ)上總結(jié)：畫(huà)面中的物體都是從高處落到地處，這類下落的運(yùn)動(dòng)稱為落體運(yùn)動(dòng)，這節(jié)課我們一起來(lái)研究落體運(yùn)動(dòng)是否具有一定的規(guī)律。 　　設(shè)計(jì)說(shuō)明：從生活中構(gòu)建物理情景或模型，以培養(yǎng)學(xué)生在生活中聯(lián)系物理知識(shí)的好習(xí)慣。 　　3．關(guān)于落體運(yùn)動(dòng)的進(jìn)一步思考 　　A．提出問(wèn)題 　　落體運(yùn)動(dòng)的快慢與什么因素有關(guān)？（可以用觀看賽跑的生活情景來(lái)說(shuō)明我們研究物體運(yùn)動(dòng)往往首先關(guān)心的是物體運(yùn)動(dòng)的快慢，從而直接引入該問(wèn)題） 　?。?）提示學(xué)生想象生活中經(jīng)常見(jiàn)到的落體運(yùn)動(dòng)（或具體舉例）。 　　提出疑問(wèn)：以經(jīng)驗(yàn)來(lái)看是否重的物體一定下落得快？ 　?。?）直接經(jīng)驗(yàn)：重得物體下落快──也是歷史上亞里士多德認(rèn)可的觀點(diǎn)（簡(jiǎn)介亞里士多德）。 　　學(xué)生小組內(nèi)相互交流對(duì)落體運(yùn)動(dòng)快慢的經(jīng)驗(yàn)感受。 　　設(shè)計(jì)說(shuō)明：此環(huán)節(jié)將對(duì)落體運(yùn)動(dòng)的研究落實(shí)在其運(yùn)動(dòng)的快慢上，直接問(wèn)“是否重的物體一定下落得快”是為了更易進(jìn)入主題。 　　B．引導(dǎo)學(xué)生從亞里士多德的觀點(diǎn)進(jìn)行邏輯推理，得出矛盾。 　　相互矛盾的結(jié)論既是對(duì)學(xué)生頭腦中錯(cuò)誤概念的震撼，也是激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)的手段，學(xué)生進(jìn)行邏輯推理，可相互討論，然后小組代表舉手發(fā)言，其余傾聽(tīng)、思考。 　　邏輯推理為后面的研究指明了方向，使學(xué)生明確下一步要解決的問(wèn)題。 　　C．組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究 　?。?）教師引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，分別用一枚硬幣（一元的效果不錯(cuò)）、兩枚和硬幣大小面積相同的硬紙片、一枚粘有硬紙片的硬幣、一粒小塑料球，一團(tuán)棉花（質(zhì)量要比小塑料球的大）來(lái)比較輕重不同或相同的物體下落快慢。 　?、僖幻队矌排c一枚與硬幣面積相同的紙片等高同時(shí)下落，比較下落快慢。 　?、谝幻队矌排c一枚粘有面積相同的紙片的硬幣等高同時(shí)下落，比較下落快慢。 　?、蹖⒁幻队布埰瑘F(tuán)成團(tuán)，與另一枚大小面積相同的硬紙片等高同時(shí)下落，比較下落快慢。 　　④一粒小塑料球與一大團(tuán)棉花等高同時(shí)下落，比較下落快慢。 　　設(shè)計(jì)說(shuō)明：學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程中教師在各個(gè)小組間巡視，收集學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作時(shí)如何創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)條件（如怎樣保證等高同時(shí)釋放等）；啟發(fā)學(xué)生注意總結(jié)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中兩物體下落快慢與物體輕重進(jìn)行關(guān)聯(lián)比較。 　　學(xué)生準(zhǔn)備材料：硬幣、紙片。課前要求學(xué)生準(zhǔn)備材料時(shí)并沒(méi)有告知學(xué)生具體用途，學(xué)生對(duì)此充滿好奇，這也從一個(gè)側(cè)面調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。 　?。?）學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與探究，小組成員分工進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作、觀察記錄，在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的基礎(chǔ)上進(jìn)行分析、討論，得出本小組的結(jié)論。 　　結(jié)論一般有三種情況： 　　A．重的物體下落快；B．輕重不同而下落快慢相同；C．輕重相同而下落快慢不同。 　　考慮到如果能有與直覺(jué)經(jīng)驗(yàn)完全相反的現(xiàn)象出現(xiàn)，學(xué)生的認(rèn)識(shí)會(huì)更明確，故增加了“一粒小塑料球與一大團(tuán)棉花下落快慢比較”的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，體現(xiàn)“輕的物體可以比重的物體下落快”。 　?。?）分析小節(jié) 　?。╝）選小組代表描述所觀察的實(shí)驗(yàn)情景及小組的討論。 　?。╞）在學(xué)生探究的基礎(chǔ)上教師講解，引導(dǎo)學(xué)生明確：實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示出物體下落快慢與其質(zhì)量沒(méi)有必然聯(lián)系。 　　設(shè)計(jì)說(shuō)明：教學(xué)的重心應(yīng)放在精心準(zhǔn)備的語(yǔ)言講解上，歸納、認(rèn)識(shí)、分析、發(fā)現(xiàn)。作出科學(xué)猜想，然后驗(yàn)證猜想，對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法教育，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)自行探究問(wèn)題的過(guò)程與方法的理解。此處由學(xué)生做結(jié)論時(shí)可以的，但學(xué)生的結(jié)論不應(yīng)是最后結(jié)論，最后結(jié)論應(yīng)是教師給出的，以加深學(xué)生的認(rèn)識(shí)。 　　4．進(jìn)一步探究影響物體下落快慢的因素 　　（1）引問(wèn)：既然物體下落快慢與其質(zhì)量沒(méi)有必然聯(lián)系，實(shí)際生活中物體下落快慢不同可能是受什么因素的影響。 　　學(xué)生從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和生活經(jīng)驗(yàn)可以猜想到是空氣阻力影響。 　?。?）猜想：影響物體下落快慢的因素是空氣阻力嗎？ 　　教師演示實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證猜想：毛錢管實(shí)驗(yàn)。（可考慮用電腦課件，老師同步講解。） 　?。?）引導(dǎo)學(xué)生從觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出結(jié)論。猜想、觀察、思考、理解、體會(huì)。學(xué)生在教師的引導(dǎo)下可以從實(shí)驗(yàn)中得出結(jié)論：物體下落受到空氣阻力的影響。沒(méi)有空氣阻力時(shí)，物體下落過(guò)程中運(yùn)動(dòng)快慢與質(zhì)量無(wú)關(guān)。 　　通過(guò)毛錢管實(shí)驗(yàn)使學(xué)生認(rèn)識(shí)：（1）探究現(xiàn)象背后的實(shí)質(zhì)原因必須考慮或排除外界因素干擾。（2）科學(xué)實(shí)驗(yàn)是科學(xué)探究的有效方法。 　　5．自由落體運(yùn)動(dòng)的概念 　?。?）概念引入 　　引問(wèn)：由于落體運(yùn)動(dòng)受到空氣阻力影響，要想研究落體運(yùn)動(dòng)就必須排除空氣阻力，那么，如果物體在下落過(guò)程中忽略空氣阻力，物體的受力有什么特征。 　　學(xué)生以原有的力學(xué)基礎(chǔ)可以很快答出：忽略空氣阻力，則物體只受重力作用。 　?。?）自由落體運(yùn)動(dòng) 　　物體僅在重力作用下，從靜止（即初速度為零）開(kāi)始豎直下落的運(yùn)動(dòng)，叫做自由落體運(yùn)動(dòng)。 　　學(xué)生思考，聯(lián)想，答問(wèn)。概念認(rèn)識(shí)強(qiáng)調(diào)自由落體運(yùn)動(dòng)實(shí)際上是一種理想條件下的運(yùn)動(dòng)，實(shí)際生活中物體受到空氣阻力，但一般重力大于空氣阻力。 　　6．學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)探究自由落體 　　（1）引問(wèn)：若要研究某種運(yùn)動(dòng)規(guī)律，我們可以采用怎樣的方法和器材？ 　　學(xué)會(huì)回顧前面學(xué)習(xí)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的體驗(yàn)，可想到：利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器采用示蹤（軌跡記錄）法研究。 　?。?）組織學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)：利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄重物的下落過(guò)程。（提醒學(xué)生操作注意事項(xiàng)） 　　（3）引導(dǎo)學(xué)生思考、討論如何合理利用紙帶記錄的信息作初步分析： 　　A．軌跡──直線 方向──豎直向下 　　B．變速──速度越來(lái)越大──比較相等時(shí)間內(nèi)發(fā)生的位移。 　　小組實(shí)驗(yàn)、操作、記錄、思考、交流討論， 　?。商嵝褜W(xué)生課前復(fù)習(xí)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作原理，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)任意兩個(gè)相鄰點(diǎn)（無(wú)論勻速或變速）的等時(shí)性。） 　　7．引導(dǎo)思考討論 　　引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到研究運(yùn)動(dòng)規(guī)律的方法之一為尋找位移與時(shí)間的關(guān)系，故可以想到做s－t圖象，分析推測(cè)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 　　基于本實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，不容易確定起始點(diǎn)，故不方便準(zhǔn)確測(cè)出s，從而給s－t圖象的得出帶來(lái)一定難度，這一點(diǎn)可在下一節(jié)課探究自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)解決。 　　三、課堂總結(jié)、點(diǎn)評(píng) 　　教師活動(dòng)：讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請(qǐng)一個(gè)同學(xué)到黑板上總結(jié)，其他同學(xué)在筆記本上總結(jié)，然后請(qǐng)同學(xué)評(píng)價(jià)黑板上的小結(jié)內(nèi)容。 　　學(xué)生活動(dòng)：認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會(huì)寫下來(lái)、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，看誰(shuí)的更好，好在什么地方。 　　設(shè)計(jì)說(shuō)明：總結(jié)課堂內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力。讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容，允許內(nèi)容的順序不同，從而構(gòu)建他們自己的知識(shí)框架 　　【板書(shū)設(shè)計(jì)】 2．4自由落體運(yùn)動(dòng) 一、測(cè)“反應(yīng)時(shí)間” 二、生活中的落體運(yùn)動(dòng) 三、關(guān)于落體運(yùn)動(dòng)的進(jìn)一步思考 　　1．落體運(yùn)動(dòng)的快慢與什么因素有關(guān)？ 　　2．實(shí)驗(yàn)探究 四、進(jìn)一步探究影響物體下落快慢的因素 五、自由落體運(yùn)動(dòng) 　　【教學(xué)后記】 　　本節(jié)課從學(xué)生的“測(cè)反應(yīng)時(shí)間游戲”引入，創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情景，建立問(wèn)題期待，有效的激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)。從生活情景中構(gòu)建物理情景或模型，有利于學(xué)生將所學(xué)的科學(xué)知識(shí)與社會(huì)，生活實(shí)際相聯(lián)系；在教學(xué)中，學(xué)生經(jīng)歷的實(shí)驗(yàn)探究全過(guò)程就是一個(gè)學(xué)生充滿興趣和動(dòng)力去不斷解決問(wèn)題的過(guò)程，學(xué)生從中能體會(huì)逐步解決問(wèn)題的方法，提高解決問(wèn)題的能力，小組內(nèi)的討論與交流活動(dòng)能有效的培養(yǎng)學(xué)生的合作學(xué)習(xí)能力。 　　附：課外閱讀材料（印發(fā)給學(xué)生） 一、亞里士多德為什么在物理問(wèn)題中總是出錯(cuò)──評(píng)述亞里士多德的功與過(guò) 　　物理教科書(shū)上，亞里士多德給同學(xué)們的形象不好。他老是出錯(cuò)，請(qǐng)同學(xué)們講一講，他有哪些錯(cuò)誤的結(jié)論。 　　“物體下落的快慢是由它的重量決定的，物體越重，下落得越快”、“力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，用力推車，車才前進(jìn)，停止用力，車子就要停下來(lái)”。 　　是否覺(jué)得亞里士多德實(shí)在太不高明，而伽利略則比他偉大千倍。其實(shí)這種看法過(guò)于偏激，事實(shí)上，亞里士多德是古代的一位偉大思想家，一位百科全書(shū)式的大學(xué)問(wèn)家，他有著成就事業(yè)的理性方法，又有著幾乎無(wú)所不及的思想成果，是古代科學(xué)思想的偉大代表，不僅在哲學(xué)、邏輯學(xué)方面的成就至今還被應(yīng)用著，而且對(duì)物理學(xué)的前期發(fā)展是有貢獻(xiàn)的。 　?、賮喞锸慷嗟抡J(rèn)為，物體永遠(yuǎn)在運(yùn)動(dòng)變化，“運(yùn)動(dòng)是永恒的，不能在一個(gè)時(shí)候曾經(jīng)存在，在另一個(gè)時(shí)候不存在”這種運(yùn)動(dòng)永恒的觀點(diǎn)具有唯物主義思想，包含辯證法的因素，至今仍是積極而有價(jià)值的。 　　亞里士多德提出的“自然運(yùn)動(dòng)”與“非自然運(yùn)動(dòng)”的理論。其中含有靜止慣性的思想，在遙遠(yuǎn)的公元前，已是難能可貴的了。 　?、趤喞锸慷嗟抡J(rèn)為地上的物質(zhì)由土、水、氣、火這四種“基本元素”組成；企圖從物質(zhì)本身來(lái)說(shuō)明自然，把科學(xué)從宗教與神話中解放出來(lái)，這一精神是有進(jìn)步意義，這是人類幼年時(shí)代的思想精粹。 　?、蹃喞锸慷嗟轮鲝埓蟮厥乔蛐蔚模⒘谐隽艘恍┦聦?shí)來(lái)證明。他說(shuō)，當(dāng)月蝕的時(shí)候，其顯明的部份恰帶有球形的形狀……月蝕的成因乃是由于地球遮蔽月球之故，因而這就是說(shuō)，地球表面的球形確定了月球的輪廓：認(rèn)識(shí)到大地是球形，是一個(gè)重大的認(rèn)識(shí)飛躍，為后來(lái)引力理論的建立作了思想準(zhǔn)備。 　　這樣一位偉大的學(xué)者為什么在物理問(wèn)題上經(jīng)常出錯(cuò)？亞里士多德的錯(cuò)誤不在于頭腦也不全在于時(shí)代，而在于研究方法。亞里士多德對(duì)物理的研究是采用“觀察加直覺(jué)”的方法，他的那些錯(cuò)誤結(jié)論是靠觀察，并依賴直接推理，得出一系列直覺(jué)結(jié)論。固然，觀察與直覺(jué)對(duì)物理研究是至關(guān)重要的。詳細(xì)的觀察和良好的直覺(jué)往往導(dǎo)致偉大的發(fā)現(xiàn)。然而物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，所以根據(jù)直接觀察所得出的直覺(jué)結(jié)論不是都可靠，有時(shí)會(huì)將人們引入歧途。如果說(shuō)伽利略比亞里士多德偉大，就在于伽利略是第一位創(chuàng)造通過(guò)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)理論推導(dǎo)的科學(xué)研究方法的科學(xué)家． 　　二、伽利略與自由落體 　　亞里士多德的學(xué)說(shuō)在十六世紀(jì)仍然如日中天，人人都奉為經(jīng)典，沒(méi)有人提出任何的懷疑。亞里士多德關(guān)于「自由落體」的學(xué)說(shuō)是：物體自高處自由落下的速度和重量成正比。也就是說(shuō)，一個(gè)十磅重的物體，下墜的速度會(huì)比一磅重的物體快十倍。這個(gè)學(xué)說(shuō)在大小的外表上看來(lái)，似乎非常的合理，而且人人也都相信學(xué)說(shuō)的真確性，教授們嚴(yán)肅的把這個(gè)學(xué)說(shuō)教給他們的學(xué)生，學(xué)生們也都敬謹(jǐn)?shù)慕邮苓@個(gè)學(xué)說(shuō)，只有伽利略表示懷疑。 　　伽利略曾經(jīng)親眼目睹大小不同的冰雹，同時(shí)一起掉落到地。根據(jù)常識(shí)判斷，它們似乎是從同一高度一起下墜的，但是按照亞里士多德的學(xué)說(shuō)，較大的冰雹應(yīng)該先落到地面上，小冰雹在接著掉來(lái)，伽利略觀察到的并非如此。 　　他做了許多實(shí)驗(yàn)，發(fā)覺(jué)亞里士多德的學(xué)說(shuō)是錯(cuò)誤的，他決心指出這項(xiàng)錯(cuò)誤。傳說(shuō)有一天，他邀請(qǐng)有關(guān)的教授到比塞塔前，拿出一個(gè)一百磅的重體，和一個(gè)一磅的重體。 　　伽利略問(wèn)所有的教授們： 　　「假如這兩個(gè)重體同時(shí)自塔頂自由落下，結(jié)果如何？」 　　教授們議論紛紛，誰(shuí)也沒(méi)有做過(guò)這樣的實(shí)驗(yàn)，沒(méi)有人敢預(yù)料結(jié)果如何。 　　以往，他們按亞里斯多德的學(xué)說(shuō)照本宣科，從來(lái)沒(méi)有懷疑過(guò)?，F(xiàn)在，居然有一位二十五歲的青年，提出了要求證據(jù)的疑問(wèn)。結(jié)果呢？要是兩個(gè)重體以非常懸殊的速度墜落地面，教授們可以松一口氣，證明亞里士多德的學(xué)說(shuō)是正確的，伽利略將被冠上「說(shuō)謊者」、「攪局者」的罪名。要是兩個(gè)重體同時(shí)墜落地面？又將如何解釋呢？是揚(yáng)棄奉行多年的亞里士多德學(xué)說(shuō)，接受伽利略實(shí)驗(yàn)所證明的事實(shí)，還是對(duì)伽利略的實(shí)驗(yàn)視若無(wú)睹？ 　　比薩塔的傾斜度可以使墜體不受阻礙，伽利略塔頂大喊： 　　「看清楚了沒(méi)有？下來(lái)了！」 　　兩個(gè)重體砰然而下，小的重體始終和大的重體并行，而且同時(shí)落地。這兩個(gè)重體的砰然一聲，并不表示亞里士多德的學(xué)說(shuō)已經(jīng)崩潰。因?yàn)檫@一群教授在不想相信一件真實(shí)事物的時(shí)候，根本不去看一看、摸一摸，無(wú)論如何也不愿意承認(rèn)亞里士多德的學(xué)說(shuō)是錯(cuò)誤的。更荒謬的是他們反而懷疑伽利略為了證實(shí)速度相同，而在重體內(nèi)隱藏了「魔術(shù)」。 　　三、評(píng)述伽利略的科學(xué)研究方法 　?、俦人_有座著名的塔，建于1173年。塔高54．6m（179英尺），由于塔基問(wèn)題，塔身發(fā)生傾斜，那正是理想落體實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所。伽利略為了證明他的論斷，他邀請(qǐng)了許多人到斜塔旁觀看，有他的支持者，也有他的反對(duì)者。伽利略一手拿著1只0．454kg（1磅）重的鉛球，另一手拿著一只4．54kg（10磅）重的鉛球，一步一步地登上斜塔，那些支持亞里士多德的學(xué)者發(fā)出“噓噓”的嘲笑聲，準(zhǔn)備看他“失敗”的實(shí)驗(yàn)。伽利略到了塔頂，向下面人作了手勢(shì)，叫喊著：“現(xiàn)在請(qǐng)各位注意！”他隨即一松手，兩只鉛球筆直落下?！芭尽钡匾宦?，兩個(gè)重量不等的鉛球同時(shí)落地。 　?、谫だ杂脤?shí)驗(yàn)方法證明亞里士多德的看法是錯(cuò)誤的，還用實(shí)驗(yàn)證明了力不是維持物體運(yùn)動(dòng)而是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，并根據(jù)斜面實(shí)驗(yàn)，提出慣性的概念，總結(jié)出了慣性定律，自由落體運(yùn)動(dòng)定律，相對(duì)性原理，發(fā)現(xiàn)了單擺等時(shí)性原理，用自制的33倍望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了一系列天文現(xiàn)象。 　?、圪だ詾榱舜_立新的自然研究法──實(shí)驗(yàn)法的地位，又同教會(huì)的唯心論世界觀進(jìn)行了激烈的斗爭(zhēng)，受到羅馬宗教法庭的迫害，罰他每星期背誦七篇懺悔圣詩(shī)，無(wú)限期地監(jiān)禁在他自己家中。但強(qiáng)權(quán)沒(méi)有迫使伽利略屈服，他在家中寫下了《兩種科學(xué)的對(duì)話》，它用實(shí)驗(yàn)方法在物理學(xué)上打開(kāi)了人們的眼界。不幸的是這本書(shū)出版時(shí)，伽利略已雙目失明，永遠(yuǎn)也看不到它了。 　　偉大的物理學(xué)家愛(ài)因斯坦給了伽利略極高的評(píng)價(jià)，說(shuō)“伽利略的發(fā)現(xiàn)及他所用的科學(xué)推理方法是人類思想史上最偉大的成就之一，而且標(biāo)志著物理學(xué)的真正開(kāi)端，這個(gè)發(fā)現(xiàn)告訴我們，根據(jù)直接觀察所得出的直覺(jué)的結(jié)論不總是可靠的，因?yàn)樗鼈冇袝r(shí)會(huì)引到錯(cuò)誤的線索上去”。這精辟的分析告訴了我們伽利略成功的秘訣和亞里士多德失敗的原因。 　　目的：印發(fā)閱讀材料給學(xué)生，以便于學(xué)生能對(duì)人類研究自由落體運(yùn)動(dòng)的歷史和關(guān)鍵任務(wù)有一點(diǎn)認(rèn)識(shí)。