牛頓第一定定律

1、牛頓第一定律的教學(xué)設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)理念新課標(biāo)明確提出“倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)”，“在教學(xué)中，教師應(yīng)該讓學(xué)生親歷思考和探究的過(guò)程，領(lǐng)悟科學(xué)探究的方法?！弊灾魈骄拷虒W(xué)是一種課堂教學(xué)模式，在課堂上要求教師充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，形成師生之間、學(xué)生之間的多向反饋結(jié)構(gòu)，在教師的啟發(fā)下，學(xué)生積極主動(dòng)地解決問(wèn)題。自主探究教學(xué)通過(guò)激發(fā)學(xué)生的內(nèi)驅(qū)力，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，把學(xué)習(xí)變成學(xué)生內(nèi)在的需求，從根本上促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知、能力、個(gè)性的發(fā)展，乃至完美人格的形成。但在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中，如何讓學(xué)生的主體性、主動(dòng)性、創(chuàng)造性得到充分發(fā)揮，如何讓自主教學(xué)探究模式很好的得到實(shí)施，是教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。在教學(xué)過(guò)程的設(shè)計(jì)應(yīng)把握以下三個(gè)原則：

2、1學(xué)生已知的內(nèi)容可以通過(guò)自主探究方式讓學(xué)生獨(dú)自完成教學(xué)要求；2學(xué)生未知的但經(jīng)老師啟發(fā)引導(dǎo)后能理解的也可通過(guò)自主探究讓學(xué)生獨(dú)自完成教學(xué)要求；3學(xué)生未知的經(jīng)老師提示后理解也困難的才是需要通過(guò)老師主導(dǎo)來(lái)完成的。自主探究性教學(xué)模式，就是要讓學(xué)生成為教學(xué)活動(dòng)的主人，成為學(xué)習(xí)和發(fā)展的主人。自主探究教學(xué)模式的實(shí)施關(guān)鍵在于教師設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程時(shí)要充分了解哪些是學(xué)生已知的知識(shí)點(diǎn)，哪些是未知的知識(shí)點(diǎn)，哪些是能啟發(fā)后掌握的，哪些是學(xué)生自己無(wú)法理解的，然后尋找探究點(diǎn)再針對(duì)性地設(shè)計(jì)問(wèn)題設(shè)計(jì)具體探究過(guò)程。下面以牛頓第一定律的教學(xué)為例來(lái)看自主探究教學(xué)模式的具體應(yīng)用。二、教材分析這節(jié)教材首先對(duì)人類認(rèn)識(shí)“運(yùn)動(dòng)和力”的關(guān)系作了歷史的

3、回顧，介紹了四位科學(xué)家研究運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系的思想方法及卓越貢獻(xiàn)。然后講述牛頓第一定律的內(nèi)容和物體慣性的概念。這是初、高中知識(shí)相銜接的一節(jié)課程。學(xué)生已經(jīng)了解了牛頓第一定律的基本內(nèi)容，所以在教學(xué)設(shè)計(jì)上應(yīng)以教材中有關(guān)“力是運(yùn)動(dòng)的原因還是改變運(yùn)動(dòng)的原因”這一問(wèn)題認(rèn)識(shí)的發(fā)展歷史為線索，以科學(xué)思想、科學(xué)方法教育與思維能力培養(yǎng)為主要目標(biāo)。教學(xué)的側(cè)重點(diǎn)應(yīng)放在理解人類認(rèn)識(shí)“運(yùn)動(dòng)和力”的關(guān)系研究、思考、推理過(guò)程，學(xué)習(xí)科學(xué)研究中常用的理想實(shí)驗(yàn)方法。在牛頓第一定律內(nèi)容的學(xué)習(xí)上，注重知識(shí)的理解及與生活實(shí)際的聯(lián)系。為發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性，思維的積極性，本課采取學(xué)生自主探究模式組織教學(xué)。三、教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)引入新課：運(yùn)動(dòng)的起因是

4、什么（一）學(xué)生閱讀歷史的回顧并找出四位科學(xué)家關(guān)于力和運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)這塊內(nèi)容中有些知識(shí)點(diǎn)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(lái)完成，同學(xué)們相互補(bǔ)充，教師只起到歸納總結(jié)的作用。1亞里士多德：力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因?，F(xiàn)象：在平路上人推車，車才能運(yùn)動(dòng)，人停止用力，車子就要停下來(lái)。2伽利略：水平面上物體所以會(huì)停下來(lái)，是因?yàn)槟Σ恋淖饔?，如果沒(méi)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(yùn)動(dòng)下去。笛卡兒：如果沒(méi)有其它原因，運(yùn)動(dòng)物體將繼續(xù)以同一速度沿著一條直線運(yùn)動(dòng)，即不會(huì)停下來(lái)，也不會(huì)偏離原來(lái)的方向。牛頓：一切物體總保持原來(lái)的勻速直線運(yùn)動(dòng)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

5、。（二）問(wèn)：以上四位科學(xué)家每一位都把人類的認(rèn)識(shí)向前推進(jìn)了一步，試分析每人推進(jìn)的一步體現(xiàn)在哪里？你認(rèn)為誰(shuí)的貢獻(xiàn)最大？教師通過(guò)設(shè)計(jì)這樣一個(gè)問(wèn)題，指明學(xué)生要探究的內(nèi)容與方向，具體由學(xué)生們合作完成，教師只起到總結(jié)歸納的作用。a）亞里士多德的貢獻(xiàn)：通過(guò)直覺(jué)的觀察提出問(wèn)題為科學(xué)家的研究確立了課題。b）伽利略的貢獻(xiàn)：（1）伽利略發(fā)現(xiàn)了不易直覺(jué)的摩擦力，改變了亞里士多德根據(jù)直接經(jīng)驗(yàn)得出的直覺(jué)結(jié)論提出運(yùn)動(dòng)不需力維持；（2）思維代替直覺(jué)認(rèn)識(shí)宇宙。c）笛卡兒的貢獻(xiàn)：（1）明確勻速直線運(yùn)動(dòng)；（2）指出速度改變是有原因的。d）牛頓的貢獻(xiàn)：（1）推廣到一切物體；（2）提出靜止；（3）明確力的作用。關(guān)于誰(shuí)的貢獻(xiàn)大，學(xué)生眾說(shuō)

6、紛紜，沒(méi)有一個(gè)確切的定論，教師也無(wú)需給出一個(gè)正確的結(jié)論。但是通過(guò)對(duì)物理學(xué)歷史發(fā)展過(guò)程的考察，對(duì)四位科學(xué)家貢獻(xiàn)的探究，它將有助于學(xué)生了解物理學(xué)家認(rèn)識(shí)和發(fā)現(xiàn)物理定理、定律的基本方法。從而“以史為鑒”，培養(yǎng)他們以物理學(xué)家認(rèn)識(shí)世界本來(lái)面目的方式去認(rèn)識(shí)世界。在一定意義上，通過(guò)對(duì)規(guī)律認(rèn)識(shí)的歷史的還原，對(duì)學(xué)生進(jìn)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(jì)此問(wèn)題的關(guān)鍵所在，也是本節(jié)課的亮點(diǎn)所在。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(shí)驗(yàn)，教師要采取的教學(xué)方法是采用設(shè)計(jì)一系列問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)自己分析問(wèn)題自己解決問(wèn)題，具體可如下操作。提問(wèn)：伽利略用什么方法證明物體運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持呢

7、？演示說(shuō)明：設(shè)置一個(gè)向下的斜面，再圓滑地連一個(gè)向上的斜面。然后拿一個(gè)小球放在斜面某點(diǎn)上，由靜止運(yùn)動(dòng)下來(lái)，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(lái)高度嗎？如果光滑，結(jié)果怎樣？教師通過(guò)一系列問(wèn)題引發(fā)學(xué)生的思考。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，它升不到原來(lái)的那個(gè)水平高度，這是因?yàn)槟Σ凛^大。若換一個(gè)摩擦較小的斜面，可以看出，它就較接近那個(gè)水平高度。若摩擦越小，就越接近。這是實(shí)驗(yàn)事實(shí)?？茖W(xué)推理：依據(jù)這可靠的實(shí)驗(yàn)事實(shí)為基礎(chǔ)，然后沿著摩擦力越來(lái)越小的發(fā)展趨勢(shì)，去科學(xué)推理假如摩擦非常非常的小、以至于沒(méi)有摩擦，那小球?qū)⒎浅７浅＝咏灾劣谶_(dá)到原來(lái)水平高度。這是一種理想的實(shí)驗(yàn)情景，即小球沿著光滑的斜面總能上升到原來(lái)

8、的高度。教師指出“假設(shè)”兩個(gè)字用得很好，它對(duì)物理結(jié)論進(jìn)行合理的外推，其結(jié)論的得出符合邏輯。減小第二個(gè)斜面的傾角，傾角越小，小球?yàn)檫_(dá)到原來(lái)的高度所通過(guò)的路程就越長(zhǎng)；傾角越小，通過(guò)的路程就越長(zhǎng)。然后，我們?cè)偃タ茖W(xué)推理，假如它最終成為水平面，那小球所通過(guò)的路程也就無(wú)限長(zhǎng)，只能沿著水平面繼續(xù)運(yùn)動(dòng)下去。教師總結(jié)：“理想實(shí)驗(yàn)”雖然也叫實(shí)驗(yàn)，但它不等同于科學(xué)實(shí)驗(yàn)。真實(shí)的實(shí)驗(yàn)是一種實(shí)踐活動(dòng)，而“理想實(shí)驗(yàn)”則是一種思維活動(dòng)，是由人們?cè)诔橄笏季S中設(shè)想出來(lái)而實(shí)際上無(wú)法做到的“實(shí)驗(yàn)”。并指出理想實(shí)驗(yàn)是以真實(shí)的科學(xué)實(shí)踐為基礎(chǔ)，抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，對(duì)實(shí)際過(guò)程做出了更深入的抽象分析。理想實(shí)驗(yàn)是以正確的邏輯法則為依據(jù)

9、的。它是自然科學(xué)理論研究中的重要方法。觀察它的運(yùn)動(dòng)，進(jìn)一步地幫助學(xué)生加深理解物體不受外力作用時(shí)將做勻速直線運(yùn)動(dòng)。（三）讓學(xué)生們仔細(xì)閱讀牛頓第一定律的內(nèi)容，并思考定律包含的幾層含義在進(jìn)行牛頓第一定律的教學(xué)時(shí)，不能只滿足于學(xué)生能復(fù)述牛頓第一定律的內(nèi)容，還應(yīng)幫助學(xué)生理解牛頓第一定律所包含的幾層意思。定律的理解是未知的，但可以在教師的啟發(fā)下，通過(guò)學(xué)生們相互討論、自主探究、教師補(bǔ)充共同完成下面的三層含義。1描述了物體不受外力作用時(shí)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律牛頓第一定律描述了物體不受外力作用，或者所受的合外力為零時(shí)，物體將保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)。2闡明了力的科學(xué)定義力是物體間的相互作用，它是改變物體

10、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，即產(chǎn)生加速度的原因，而不是產(chǎn)生和維持物體運(yùn)動(dòng)的原因。3一切物體都有保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)，揭示了物體普遍具有的屬性慣性。（五）學(xué)生聯(lián)系生活中的實(shí)際問(wèn)題自己分析慣性問(wèn)題三、教學(xué)反思本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)打破了以往的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，從對(duì)學(xué)生的調(diào)查詢問(wèn)看，學(xué)生對(duì)這樣處理牛頓第一定律的教學(xué)所采取的探究式教學(xué)方法相當(dāng)滿意，普遍反映通過(guò)探究學(xué)習(xí)真正深刻地認(rèn)識(shí)到了牛頓第一定律的本質(zhì)。教學(xué)方法的創(chuàng)新是這一節(jié)課最突出的亮點(diǎn)和成功之處。但在具體的實(shí)施過(guò)程中也深刻體會(huì)到教師應(yīng)該充當(dāng)怎樣的角色，才能較好地發(fā)揮學(xué)生的主體性，教師在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中是導(dǎo)演，是顧問(wèn)。要導(dǎo)的好、導(dǎo)的妙，對(duì)教師的要求很高。備課時(shí)既要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的目的要求來(lái)制定教學(xué)目標(biāo)，又要深入