高中物理-伽利略對自由落體運動的研究教學設(shè)計學情分析教材分析課后反思

PAGE1PAGE2.6伽利略對自由落體運動的研究設(shè)計人：一、設(shè)計思路：1、課標要求分析：（1）了解亞里士多德關(guān)于運動的主要觀點和研究方法.（2）了解伽利略研究自由落體運動的探究歷史.（3）了解伽利略研究自由落體運動的科學思想和方法。培養(yǎng)學生熱愛科學、勇于探索、堅持真理的高尚情操。2、教材文本分析：教材介紹了伽利略研究自由落體運動所用的科學方法和巧妙的實驗構(gòu)思，以及伽利略對自由落體運動的探究歷史，方法的教學貫穿課程文本始終。目的是讓學生體會伽利略發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的歷史過程以及面對困難時采取的方法，增加學生對處理物理問題的方法論的初步認識。3、學生學情分析：學生已經(jīng)學習了自由落體運動的定義和規(guī)律，但不十分了解伽利略發(fā)現(xiàn)自由落體規(guī)律的具體過程和歷史。所以教材單獨列出這節(jié)課，讓學生了解伽利略對落體問題的研究過程和突破困難采用的方法，培養(yǎng)學生勇于探索、堅持真理的高尚情操。4、教學總體安排：本課時采用了課前學生自己預(yù)習、課上學生分組討論問題和教師適當引導的方式，重點關(guān)注伽利略在研究過程中所采用的科學方法以及意義。二、教學目標：（一）知識與技能了解伽利略對落體運動研究的史實，了解他的科學方法和邏輯推理的特色。（二）過程與方法通過伽利略研究自由落體規(guī)律的過程，體會其推理方法的奧妙，同時了解猜想的必要性。初步體會抽象思維、提出假說、科學實驗是進行科學研究的重要思路和方法。（三）情感態(tài)度與價值觀經(jīng)歷研究過程，提高自己的認識觀，滲透研究自然規(guī)律的科學方法。體驗數(shù)學在研究物理間題中的重要性，體會人類對客觀世界發(fā)現(xiàn)之旅的樂趣。三、教學重點與難點：教學重點：了解探索過程，明確探索的步驟，同時了解實驗及科學的思維方法在探究中的重要作用，從中提煉自己的學習方法．教學難點：“觀察——思考——推理——猜想——驗證”是本節(jié)的重點思路，也是培養(yǎng)良好思維習慣的重要參考．四、教學方式：教學方法：自主討論法、歸納法、實驗演示法五、教學用具：牛頓管、多媒體輔助設(shè)備。六、教學流程引入生活中的落體運動現(xiàn)象亞里士多德的觀點伽利略的思考：反駁的邏輯與藝術(shù)引入生活中的落體運動現(xiàn)象亞里士多德的觀點伽利略的思考：反駁的邏輯與藝術(shù)后人的研究：重走巨人之路伽利略的實驗驗證伽利略的思考：猜想與假設(shè)后人的研究：重走巨人之路伽利略的實驗驗證伽利略的思考：猜想與假設(shè)伽利略科學研究方法的歸納總結(jié)伽利略實驗結(jié)論的合理外推伽利略科學研究方法的歸納總結(jié)伽利略實驗結(jié)論的合理外推2.6伽利略對自由落體運動的研究2.6伽利略對自由落體運動的研究亞里士多德的結(jié)論：越重的物體下落越快伽利略對落體運動的研究：1、觀察發(fā)現(xiàn)2、猜想假設(shè)3、邏輯推理4、實驗驗證5、合理外推教學過程教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動教學目的復習提問1、什么是自由落體運動？2、自由落體運動的加速度有什么特點？回答問題復習鞏固新課引入實驗演示：牛頓管！自由落體運動是一種比較簡單的運動，但是對這種簡單運動現(xiàn)象的研究卻經(jīng)歷的漫長的歷史過程。今天讓我們一起重走大師路，體驗研究自由落體運動的科學方法：《2.6伽利略對自由落體運動的研究》思考引入新課新課教學新課教學一、學生介紹亞里士多德簡介一起闡述亞里士多德的觀點學生總結(jié)亞里士多德錯誤觀點的原因?qū)W生展示ppt介紹亞里士多德；小組交流總結(jié)錯誤之處引導學生進入當時的環(huán)境二、伽利略的研究過程：1、伽利略是誰？伽利略是如何反駁亞里士多德的觀點？2、伽利略反駁完了，這個問題是不是就結(jié)束了？伽利略在考慮什么問題？3、伽利略對落體運動的最初認識是怎樣的？4、伽利略是怎樣大膽猜測：下落物體的速度是隨時間均勻增加的，即v∝t？介紹伽利略研究過程中遇到的困難：給學生時間思考與體悟困難一、瞬時速度不易測量，伽利略通過數(shù)學推導，間接證明位移與時間的平方成正比就可以。困難二、當時沒有準確的計時工具，很難測定物體自由下落的時間。伽利略采用“沖淡重力”的辦法再現(xiàn)伽利略當年的實驗過程，得到初步結(jié)論7、伽利略將結(jié)論合理外推，得到落體運動的規(guī)律；討論伽利略將結(jié)論外推的邏輯的合理性伽利略的勇氣9、整體展現(xiàn)伽利略的研究過程與方法10、伽利略科學方法的深遠影響學生展示ppt介紹伽利略；學生思考并小組交流總結(jié)歸謬法思考回答：研究落體現(xiàn)象的規(guī)律閱讀合作推理小組討論,回答.學習、體會伽利略對待處理困難的精妙設(shè)計以及邏輯的合理性學生輔助完成操作學習體會伽利略的推理邏輯記憶感悟閱讀感悟引導邏輯方法的合理運用引導對物理現(xiàn)象的深入研究了解伽利略的哲學信仰培養(yǎng)獲取認識的嚴謹性：科學猜想不是亂猜體會研究物理問題的觀察法和猜想法,以及邏輯思維在研究過程中的作用。經(jīng)歷伽利略的實驗驗證過程體會邏輯的作用體會伽利略大膽的思辨填補經(jīng)驗材料的不足整體認知伽利略研究方法體會科學方法的方法論意義以及生命力所在課堂小結(jié)伽利略的科學方法：對現(xiàn)象的一般觀察→提出假設(shè)→運用邏輯得出推論→實驗進行檢驗→對假設(shè)進行修正和推廣。伽利略的科學思想方法的核心是把實驗和邏輯推理(包括數(shù)學推理)和諧地結(jié)合起來，從而發(fā)展了人類科學思維方式和科學研究方法。學生自行交流、梳理、記憶強化方法的理解和記憶作業(yè)設(shè)計1.課下討論：學完了這一課，你覺得有什么想法和收獲？2.閱讀課本“從伽利略的一生看科學與社會”。鞏固知識教學反思成功之處：本節(jié)教材注重過程與方法、情感態(tài)度和價值觀的一個標志性內(nèi)容。為了使學生領(lǐng)略從“觀察現(xiàn)象→實驗探索→提出問題→討論問題→解決問題”的科學探究方式。本教學設(shè)計以“伽利略是怎樣推翻亞里士多德的結(jié)論并建立自己的理論”為主線索展開，學生通過體驗伽利略的科學研究方法，能夠進一步養(yǎng)成良好的思維習慣，發(fā)展科學探索興趣；能夠體會到研究物理問題所使用的方法和手段，提高對生活和物理問題的深入思考，也有助于提高邏輯推理能力和科學想象能力。伽利略克服困難的態(tài)度和方法激勵了學生的學習興趣。但這節(jié)課邏輯推理和合理外推學生并不能真正理解，而后面的學習學生又很少有機會應(yīng)有，因而對于難點的突破教學就要進行細致的考慮。對于落體運動的規(guī)律，當時流行的認識是“速度與距離成正比”；這在當時的人們看來是很自然的事情。伽利略對兩種思想進行了思考和論證，這個證明的過程課本處理的很簡略，就需要課堂教學細化，否則學生不可能真正體會“認為速度和距離成正比會導致非常復雜的結(jié)論”的真正含義。另一處是在合理外推的環(huán)節(jié)：教材文本沒有詳細描述伽利略外推的過程，甚至沒有提及他是如何完成外推的。這容易給學生造成誤解：外推是一件很容易的事情，不需要邏輯的嚴謹。所以這里也需要恰當?shù)难a充。教學中再現(xiàn)伽利略的實驗過程，對于引導學生體驗伽利略研究方法必不可少。因此感覺這個演示實驗，不是可有可無的。實驗獲得的數(shù)據(jù)，用Excel表格處理之后，和伽利略手稿中的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)的規(guī)律相對比，容易讓學生感到信服伽利略的結(jié)論的獲得的合理性。測出不同傾斜角時位移與時間的比值，學生就會發(fā)現(xiàn)比值越來越大，這樣就比較容易理解伽利略的合理外推的可靠性和一種自然而然的傾向性。本節(jié)課的教學基本能夠完成預(yù)設(shè)的教學目標。不足之處：1、教學問題的設(shè)置上，還可以有改進的空間，還是要考慮怎樣能更好的激發(fā)學生的思考，引領(lǐng)學生的探究學習過程。2、由于沒有專門的實驗儀器，演示實驗的器材是我自行設(shè)計組合的，精度上還有很大差距，所以實驗數(shù)據(jù)的誤差相對比較大。原來考慮用一組可伸縮彈簧片對小球的位置進行精確測量的想法，因為技術(shù)原因，沒法實現(xiàn)，也是比較遺憾。3、盡管之前閱讀過一些關(guān)于伽利略的傳記以及與本課節(jié)相關(guān)的一些內(nèi)容，但是對于物理美學以及物理科學方法論儲備很少，駕馭起來有些捉襟見肘，這都是以后需要我在教學中不斷學習的地方。學生學情分析學生已經(jīng)學習了自由落體運動的定義和規(guī)律，但不十分了解伽利略發(fā)現(xiàn)自由落體規(guī)律的具體過程和歷史。所以教材單獨列出這節(jié)課，讓學生了解伽利略對落體問題的研究過程和突破困難采用的方法，培養(yǎng)學生勇于探索、堅持真理的高尚情操。

效果分析本節(jié)內(nèi)容是讓學生了解并學習伽利略研究自由落體運動的科學思維方法和巧妙的實驗構(gòu)思.教材編寫的脈絡(luò)清楚，邏輯推理嚴謹，文字表述生動、通俗易懂，因此，很適合于學生自主學習.我在這節(jié)的教學設(shè)計中也著重突出學生自主學習這一點，把大部分時間和工作交予學生自主完成，教師只是起到個引領(lǐng)、補充的作用。從教學進行情況和學生收獲情況來看，這方面的處理還是頗有成效的。

本節(jié)是新教材注重過程與方法、情感態(tài)度和價值觀的一個標志性內(nèi)容.過去的教學過分注重對知識與技能的掌握，而忽略了對科學精神、科學研究方法的培養(yǎng).因此，能否通過這節(jié)課的學習讓學生體會到人類對自然世界的探究思想和方法，感受到一位偉大的科學家的高尚情操，就成為這節(jié)課最終的目標.為了更好地落實新課標的精神，我采用了先讓學生收集相關(guān)資料，在課堂上經(jīng)過討論和發(fā)表見解，充實和完善伽利略的研究過程與方法.引導學生一步步體會伽利略嚴謹?shù)目茖W態(tài)度、不畏強權(quán)的探索精神和正確地解決問題的思路，樹立正確的科學觀念.本節(jié)是新教材注重過程與方法、情感態(tài)度和價值觀的一個標志性內(nèi)容.為了使學生領(lǐng)略從“觀察現(xiàn)象→實驗探索→提出問題→討論問題→解決問題”的科學探究方式.本教學設(shè)計以“伽利略是怎樣推翻亞里士多德的結(jié)論并建立自己的理論”問題展開，先讓學生帶著問題自主探究，再由教師引導，共同歸納、總結(jié).這樣可提高學生自主學習能力、歸納總結(jié)的能力.通過體驗伽利略的科學研究方法，使學生養(yǎng)成良好的思維習慣，發(fā)展科學探索興趣.領(lǐng)略堅持真理、勇于創(chuàng)新、實事求是的科學態(tài)度與科學精神。通過讓學生親身經(jīng)歷研究過程、自己查閱、課上展示等形式感知科學研究的發(fā)展和嚴謹，提高了學生自主學習能力、歸納總結(jié)的能力。通過體驗伽利略的科學研究方法，是學生養(yǎng)成良好的思維習慣，發(fā)展科學探索興趣。領(lǐng)略堅持真理、勇于創(chuàng)新、實事求是的科學態(tài)度與科學精神。教材分析教材介紹了伽利略研究自由落體運動所用的科學方法和巧妙的實驗構(gòu)思，以及伽利略對自由落體運動的探究歷史，方法的教學貫穿課程文本始終。目的是讓學生體會伽利略發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的歷史過程以及面對困難時采取的方法，增加學生對處理物理問題的方法論的初步認識?！菊n前自主預(yù)習案】知識準備什么是自由落體運動？2.物體下落的快慢與質(zhì)量________教材助讀了解亞里士多德、伽利略簡介2．亞里士多德的觀點物體下落的快慢是由決定的．3．伽利略的研究(1)歸謬：伽利略從的論斷出發(fā)，通過邏輯推理．否定了亞里士多德的論斷．(2)猜想：伽利略猜想自由落體運動是一種最簡單的變速運動，它的速度應(yīng)該是．(3)數(shù)學推理：伽利略通過數(shù)學推理得出初速度為零的勻變速直線運動應(yīng)有．(4)實驗結(jié)果：①小球沿斜面滾下的運動是.②只要斜面的傾角一定，小球的加速度都是的．③增大斜面的傾角，小球的加速度隨斜面傾角的增大而．(5)合理外推：伽利略認為當斜面傾角為時，小球?qū)⒆杂上侣洌詴觯跃氉蕴?.判斷（1）亞里士多德的觀點是：重物、輕物下落得一樣快．()（2）伽利略通過實驗證明了，只要斜面的傾角一定，小球自由滾下的加速度是相同的．()（3）伽利略科學思想方法的核心是做實驗．()2．亞里士多德的命題“重的物體下落快，輕的物體下落慢”失誤的根源在于他()A．不注意觀察自然現(xiàn)象B．對此沒有做深刻的邏輯思辨C．對此沒有進行科學實驗D．對此沒有進行歸納和總結(jié)3.在學習物理知識的同時還要還應(yīng)當注意物理學研究問題的思想和方法。從一定意義上說，后一點甚至更加重要，那么研究問題的一般過程是（）A、猜想-問題-數(shù)學推理-實驗驗證-合理外推-得出結(jié)論B、問題-猜想-實驗驗證-數(shù)學推理-合理外推-得出結(jié)論C、問題-猜想-數(shù)學推理-實驗驗證-合理外推-得出結(jié)論D、猜想-問題-實驗驗證-數(shù)學推理-合理外推-得出結(jié)論答案：教材助讀：它們的重量、亞里士多德、均勻變化、x∝t2、勻加速直線運動、相同、增大、90°、勻變速直線運動.自練自提：1.×、√、×.2.BC3.C【課后練習學以致用】1．在一演示實驗中，一個小球在斜面上滾動，小球滾動的距離x和小球運動過程中經(jīng)歷的時間t之間的關(guān)系如下表所示.t/s0.250.51.02.0…x/cm5.02080320…由表可以初步歸納出小球滾動的距離x和小球滾動的時間t的關(guān)系式為(k為常數(shù))()A．x＝ktB．x＝kt2C．x＝kt3D．無法判斷2.A物體重量是B物體重量的兩倍，A從H，B從2H高度同時開始自由下落(不計空氣阻力，下落時間大于1s)()A.落地前同一時刻B比A的速度大B.1s末A、B速度相等C.兩物體落地時速度相同D.下落1m所需的時間相同3．將一物體以某一初速度豎直上拋，在下面的四幅圖中，哪一幅能正確表示物體在整個運動過程中的速率v與時間t的關(guān)系(不計空氣阻力)()4．從地面豎直上拋一物體A，同時在離地面某一高度處有一物體B自由下落，不計空氣阻力，兩物體在空中到達同一高度時的速率都是v，則下列說法中正確的是()A．物體A上拋的初速度和物體B落地的速度大小均為2vB．物體A、B落地時間相等C．物體A上升的最大高度和物體B開始下落時高度相同D．兩物體在空中到達的同一高度一定是物體B開始下落時高度的一半5．甲同學看到乙同學從10層樓的樓頂同時由靜止釋放兩個看上去完全相同的鐵球，結(jié)果甲同學看到兩球不是同時落地的．他分析了兩球未能同時落地的原因．你認為他的下列分析正確的是()A．兩球在下落過程中受到的空氣阻力不同，先落地的受空氣阻力小B．兩球在下落過程中受到的空氣阻力不同，先落地的受空氣阻力大C．兩球下落過程中受到的空氣阻力相同，先落地的是實心球，重力遠大于阻力D．兩球下落過程中受到的空氣阻力相同，先落地的是空心球，阻力與重力比，差別較小答案：1.B2.BD3.C4.AC5.C課后反思成功之處：本節(jié)教材注重過程與方法、情感態(tài)度和價值觀的一個標志性內(nèi)容。為了使學生領(lǐng)略從“觀察現(xiàn)象→實驗探索→提出問題→討論問題→解決問題”的科學探究方式。本教學設(shè)計以“伽利略是怎樣推翻亞里士多德的結(jié)論并建立自己的理論”為主線索展開，學生通過體驗伽利略的科學研究方法，能夠進一步養(yǎng)成良好的思維習慣，發(fā)展科學探索興趣；能夠體會到研究物理問題所使用的方法和手段，提高對生活和物理問題的深入思考，也有助于提高邏輯推理能力和科學想象能力。伽利略克服困難的態(tài)度和方法激勵了學生的學習興趣。但這節(jié)課邏輯推理和合理外推學生并不能真正理解，而后面的學習學生又很少有機會應(yīng)有，因而對于難點的突破教學就要進行細致的考慮。對于落體運動的規(guī)律，當時流行的認識是“速度與距離成正比”；這在