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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“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,
2、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。“慣性小實(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.
3、 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、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)
4、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
5、,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。
??? 師:生活中還見過類似的例子嗎?
??? (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的力。不受力而一直運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象是沒有的。
??? 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。
???
6、 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,而且后來又經(jīng)過了法國(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。
??? 提出問題:此實(shí)驗(yàn)過程中,哪些條件保持不變?哪些條件在發(fā)生變化?
??? (學(xué)生一開始可能只能回答出表象,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。
??? 提出問題:實(shí)驗(yàn)時(shí)
7、,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;斜面坡度不宜過大;斜面與平面交接處斷面不能過大)
??? (3) 探究點(diǎn)撥。
??? 師:本實(shí)驗(yàn)分析與論證過程,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
8、。
??? 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,將成熟的意見顯示投影。
??? (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:一是說明了物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來維持;二是牛頓第一定律的建立過程說明,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。
??? 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)”呢?請(qǐng)同學(xué)們先閱讀課本“慣性”部分前3段內(nèi)
9、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1~2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)出來的現(xiàn)象。
??? 師:慣性既有有用的一面,也會(huì)帶來危害。
??? 生活中,我們要通過學(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)
10、
??? (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) 通過乘車,體會(huì)慣性。
??? 2. 書面作業(yè):課本上的作業(yè)。
??? 專家點(diǎn)評(píng)
??? 牛頓第一定律是經(jīng)過抽象概括并以十分精煉的語(yǔ)言表述出來的,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,通過對(duì)學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)的質(zhì)疑,引發(fā)矛盾沖突,緊接著介紹伽利略的思想,再讓學(xué)生科學(xué)探究,最后在老師的幫助下共同駁斥亞里士多德的錯(cuò)誤觀點(diǎn),得出牛頓第一定律,這既讓學(xué)生了解了科學(xué)發(fā)展的歷史,體會(huì)到知識(shí)的形成過程,同時(shí)又以伽利略的推理思想對(duì)學(xué)生進(jìn)行了科學(xué)態(tài)度和科學(xué)方法的教育。整節(jié)課生動(dòng)而精彩。
??? 點(diǎn)評(píng)者:蕪湖市教科所李文波