（教學設計）【公開課優(yōu)質課】高一物理必修一2.4自由落體運動（人教2019版）

《自由落體運動》教學設計1課程分析自由落體運動是人教版（2017年課標）必修一第二章第四節(jié)的內容，本節(jié)內容是在學生學習勻變速運動知識后的編排，是勻變速運動的特例。通過這節(jié)內容的學習，一方面是對前面知識的鞏固，也是加強本節(jié)理論與實際生活的聯(lián)系，能應用運動觀等物理知識解釋自然現(xiàn)象和解決實際問題，另一方面通過實驗培養(yǎng)學生合作、探究的科學方法，在此過程形成“科學思維”，感受科學家的實事求是、認真嚴謹?shù)奶剿骶瘢瑸榘l(fā)展學生的學科核心素養(yǎng)起到了很好的促進作用，為學生終生發(fā)展打下良好基礎。2學情分析2.1學生學習完勻變速運動的規(guī)律，急需一節(jié)真正的實踐去深刻理解運動規(guī)律。2.2學生在小學、初中的學習，已經(jīng)了解亞里斯多德、伽利略對輕重不同的物體下落快慢的研究過程及其結論，但只是知道落體運動表象、淺顯的知識，并不知道背后的運動規(guī)律。2.3學生學習利用打點計時器研究勻變速直線運動的實驗方法，對物理模型有一定的認識，具備了設計實驗的能力。2.4部分同學知道嫦娥四號登月，很少同學看見過嫦娥四號近距離拍攝的月球照片。3課程目標3.1物理觀念能從物理學的視角描述實際生活中自由落體運動的現(xiàn)象，并能應用自由落體運動的規(guī)律解決實際問題。3.2科學思維能將生活中的實際問題轉換成自由落體運動模型，并用實驗的方法得出自由落體運動的規(guī)律3.3科學探究能根據(jù)已學到的實驗方法，利用基本的實驗器材探究自由落體運動的性質，通過合作、討論得到正確的結論。3.4科學態(tài)度與責任認識到自由落體運動是自然現(xiàn)象抽象加工的物理模型；在實驗過程中體驗實事求是、認真嚴謹?shù)目茖W態(tài)度；敢看嫦娥奔月視頻激發(fā)學生愛國熱情并關心我國航空航天科技的發(fā)展。4教學策略及資源選取教師探究引導策略：創(chuàng)設情境，設置問題，啟發(fā)引導學生探究學習；教學資源：多媒體課件，微視頻，安裝toolboxAPP智能手機；演示實驗所用器材：牛頓管，抽氣泵；學生分組實驗器材：鐵架臺，電火花打點計時器，帶有夾子的重物，紙帶，刻度尺。5教學過程設計（如表1所示）表1教學設計教學過程設計教學環(huán)節(jié)教師活動（預設）學生活動（期望）設計意圖引入新課1.提問：身邊有哪些落體運動的實例？2.演示：播放嫦娥四號無動力下降視頻圖2嫦娥四號登月我們同學剛剛舉出了很多下落物理運動的例子，你能猜出這是是什么物體下落到了什么地方嗎？教師：今天，我們終于可以要將之前學習的理論和實際聯(lián)系起來，看看同學們舉的實例和嫦娥四號登月這些下落的物體到底有什么樣的規(guī)律，讓我們一起學習《自由落體運動》（板書標題）回答問題猜想答案自由落體運動是由現(xiàn)實世界的落體運動抽象而來，通過身邊實例引入可以激發(fā)學生的好奇心和求知欲望，再通過觀看嫦娥四號登月視頻鼓勵同學關心國家大事，激發(fā)愛國熱情。課堂教學環(huán)節(jié)一：模型建構1.轉述我女兒（小學5年級學生）關于亞里斯多德和伽利略對落體運動的研究，ppt展示若圖3所示，帶入學生進入那段熟知的物理學史圖3亞里斯多德和伽利略提問：什么因素導致亞里斯多德得出了錯誤的結論？2.1牛頓管演示實驗如圖4圖4牛頓管2.2觀看《加油，向未來》，《阿波羅登月》視頻片段如圖5、圖6，觀看在沒有空氣阻力的影響下，羽毛和鐵制品是否真的下落的一樣快？圖5加油向未來圖6宇航員在月球上實驗教師：看來，在沒有空氣阻力的作用下，所有的物體下落的確實是一樣快的，物理學家就要把這種有普遍性的運動作為研究對象，抽象為物理概念“自由落體運動”，那么誰能說下我們要研究的自由落體運動的定義或是條件？（板書一、自由落體運動定義）1.小組交流討論影響因素2.1通過仔細觀察，得到了在沒有空氣阻力的情況下，羽毛和鐵片下落一樣快的認知。2.2觀看視頻，確定空氣阻力影響了下落物體的快慢3.回答問題給出自由落體運動定義運用物理學史讓學生回歸到歷史的探究事件中，引導學生思考為什么集大成者能得出這樣錯誤的結論，培養(yǎng)學生質疑能力。通過演示實驗，微視頻讓學生充分相信在沒有空氣阻力情況下落體運動的特點，同時讓同學感受到，這種運動并不是只有物理學家才研究，大到登月的航天員，小到看綜藝節(jié)目的普通百姓對這種運動都有著極大的好奇心，激起同學們的求知欲望。今年恰逢“美國阿波羅11號”登月50周年，觀看視頻能點燃學生飛天的夢想和對知識的渴望。環(huán)節(jié)二：規(guī)律得出提出問題自由落體運動是勻加速還是變加速實驗探究教師引導：2.1實驗原理2.2實驗器材2.3實驗步驟2.4注意事項進行實驗探究3.1回答實驗器材的同學（2名同學）負責器材組裝3.2回答實驗步驟的同學（2到3名同學）負責操作3.3回答注意事項的同學負責監(jiān)督實驗過程3.4回答實驗原理的同學負責記錄實驗數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)處理將紙帶上的數(shù)據(jù)通過手機投屏展示給同學們，分組確定自由落體運動是否為勻變速運動。再通過手機投屏展示各組同學的數(shù)據(jù)處理過程。（板書二、自由落體運動的性質：初速度為0的勻加速直線運動）計算重力加速度g的大??？如圖8所示，PPT展示不同地方的重力加速度并試探找尋規(guī)律圖8各地的重力加速度猜想出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因重力加速度的方向同學交流討論回答問題學生合作進行實驗探究通過大屏幕得到數(shù)據(jù)，利用已學的科學方法就行計算，得出結論舉手示意完成，利用手機投屏分享計算過程，如圖7所示圖7學生處理數(shù)據(jù)利用手中數(shù)據(jù)繼續(xù)計算求得重力加速度的大小通過數(shù)據(jù)對比得出加速度與緯度的關系學生討論培養(yǎng)學生實驗探究能力、利用所學知識解決問題能力和合作交流能力。發(fā)現(xiàn)問題-提出假設-實驗驗證-總結規(guī)律分享處理數(shù)據(jù)過程，讓所有同學都成為檢驗員，好的地方大家一起學習，不好的地方大家一起改正，體會共同進步、一起成功的樂趣。為后期學習牛頓第二定律留下“接口”環(huán)節(jié)三：自由落體運動公式找同學回答勻變速直線運動的常用的公式引導學生，將公式中的初速度和加速度分別用0和g表示，就得出自由落體運動的基本公式（板書三自由落體運動公式）學生回答問題體會自由落體運動是勻變速運動的特例，而且從公式的表達形式可以看出自由落體運動的簡潔之美環(huán)節(jié)四：規(guī)律的應用PPT展示抓尺游戲規(guī)則，如圖9所示，利用已學的知識計算自己的反應時間圖9抓尺游戲學生做游戲記錄數(shù)據(jù)計算時間自由落體運動的規(guī)律又聯(lián)系上實際，體會物理學將實際中普遍存在的現(xiàn)象抽象成概念再應用到實際生活中去的過程環(huán)節(jié)五：tollbox手機軟件測量加速度1.提問：知道手機是怎么知道人走的步數(shù)的嗎？2.介紹手機中的加速度傳感器如圖10所示和提取加速度的軟件tollbox軟件圖10加速度傳感器找一名通過抓尺測量反應時間最短的同學上到講臺，準備接住自由落體運動的手機。如圖11所示圖11課堂實錄照片分析軟件所得數(shù)據(jù)，如圖12所示圖12手機獲得加速度圖像教師：手機是一個科技含量相當高的產(chǎn)品，我們不要那到手機就玩游戲，手機還可以幫助我們測量加速度，當然還可以自拍來記錄美好生活（隨手自拍一張課堂照片如圖13）圖13課堂自拍這張照片對于教師本人意義重大，而大家再一起看看這張照片，如圖14圖14嫦娥四號拍攝月球的照片這張照片對于中國航空航天意義重大，因為這是2019年嫦娥四號登陸月球為人類傳回的第一張近距離拍攝月球地面的照片，這是送給祖國70周年最好的禮物。我也希望同學們能夠努力學習，將來為祖國的航天事業(yè)做出自己的貢獻。學生猜想同學觀察學生得出結論將先進的科技成果帶入課堂，提供學生學習的積極性。手機從2米高落到地面極有可能將手機摔壞，雖然地面有保護措施，但這樣也能讓學生集中注意力仔細觀察讓知道學生手機是個高科技產(chǎn)品，我們要合理利用幫助我們學習和