教学设计——牛顿第一定律定稿.docx

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<p><span id="_baidu_bookmark_start_0" style="display: none; line-height: 0px;">‍</span>学校：北京市顺义区杨镇第一中学北京市顺义区杨镇第一中学姓名：设计思想本节内容包括牛顿第一定律和惯性两方面的内容。牛顿第一定律是经典力学中三大定律之一，确立了力和运动之间的关系，是前面力的作用效果的延伸，又为后面学习力平衡的知识打下了基础，起着承前启后的作用。以学生基础和能力看，对教学有利的方面是：经过初中的物理学习，学生具备了一定的实验探究能力，并且学习了机械运动、力的作用效果，知道力可以改变物体的运动状态，为本节学习做好了铺垫。不利的方面是：学生受生活经验的影响，“物体的运动需要力来维持”的“前概念”不容易转变。因此，选择行之有效的方法是取得良好教学效果的保证。本课时我主要采用“演示法”与“科学推理法”相结合来进行教学，即通过实验现象的观察、分析、讨论，又加以科学的想象和推理，引导学生去发现知识，沿着历史研究的过程，采用问题再现、演示实验、学生体验、科学推理的方法进行教学总结规律。教学活动是教与学两方面的有机结合，在上述教学方法的正确实施下，通过一些生活现象，由生活经验得出一些“前概念”，引入矛盾冲突，通过实验探究，从而得到物理知识的科学概念。指导思想与理论依据构建主义理论：从学生的认知规律出发，创设了物理情境，学生通过实验观察和体验，在原有知识和新知识相互作用的过程中重新构建物理知识，领悟科学研究方法，形成科学观念。波利亚教学发生学原理：让学生重蹈知识的发生过程，在教师的引导下，去揭示并感受物理知识的发生原因、物理知识的形成经过、以及物理知识发展的方向。高中物理新课程标准：依据物理教学基本特征教学理论模型，以实验创设问题情境，以实验事实为基础，通过演示实验、学生小实验引导学生观察现象、发现问题、研究问题。教学背景说明教材分析：牛顿运动定律是力学中重要的定律，是研究经典力学的基础。牛顿第一定律是牛顿运动定律的基石。牛顿第一定律揭示了运动和力的关系，是动力学理论的基础。本节课是在前面已学的运动学、力学的基础上进一步学习。教材这样安排就是要引导学生，从物体是如何运动的感性认识引导到物体为什么会做这样的运动的思考中来，符合高一学生正处在由形象思维向抽象思维转变的过渡情况。牛顿第一定律又是正确理解和掌握牛顿第二、第三定律乃至整个动力学知识的基础和关键。在前后教材中起到承前启后的作用。学情分析：本节课所述内容在初中课本上已经涉及到，学生对本节的知识已有一定的基础，关键是看如何加深学生对牛顿第一定律的理解。高一学生已具备一定的分析推理，逻辑思维能力。但对于学习习惯方面，主动性不强，认知习惯，被动接受学习为主。对于力和运动的关系，从日常经验出发，往往会产生错误的认识，建立正确的观点不是轻而易举的事情。 1、学生已有的知识和经验（只是停留在认识的层次上） 2、学生可能遇到的困难:     “力和运动到底有什么关系”（形象到抽象思维的转换）     “建立理想模型后的逻辑推理”(跳跃型思维)     “分析生活中的惯性现象”(理论联系实际、学生未必能活学活用) 因此，在教学中，我将根据学生实际情况适当的降低教学梯度，尽量运用实物演示、多媒体课件等使教学形象、直观。教法分析： 1、了解和关注学生的认识情况，列举新鲜生活事例，借助视频、演示实验，增强信息的表达能力和教学的直观性。 2、注意知识的逐层深化和科学研究方法的建立，通过深入浅出的分析和启发，引导学生归纳，灵活应用知识进行释疑。使学生对牛顿第一定律有更深的理解。教学目标知识与技能：（1）理解牛顿第一定律的内容和意义。（2）知道惯性的概念，知道惯性大小和质量有关，能够正确解释有关惯性的现象。过程与方法：通过将研究物体运动原因的相关史料合理剪裁，了解牛顿第一定律建立过程；通过认识伽利略研究运动和力关系的思想方法，展现伽利略的批判精神、逻辑推理的方法、猜想与假说的魄力和理想实验的作用；通过实验使学生有身临其境之感，感受前人的研究方法、科学精神。情感态度价值观：（1）通过物理学史的简介，对学生进行科学态度、科学方法教育，了解人类认识事物本质的曲折。（2）通过对伽利略对力和运动关系的研究，培养学生敢于坚持真理，不迷信权威的精神和科学探究精神。（3）通过牛顿第一定律的教学，使学生体会到物理学对人们世界观、自然观、思维方式的改变都在起着重要的作用。教学重点、难点说明教学重点：牛顿第一定律及惯性之所以确立它是本节教学内容的重点理由在于本节课是一节物理规律教学课，通过本节课的科学探究及实验论证的目的就是为了认识力和运动的关系，揭示力和运动之间的内在规律。教学难点：力和运动的关系学生在从生活经验中获得了一种被现象掩盖了本质的错误认识。那就是物体的运动是力作用的结果，为了使学生摆脱这种观念，转变错误认识，需要教师精心设计，严密推理，才能帮助学生走出误区。流程图教学过程说明教学环节教师活动学生活动教学资源设计意图环节一、创设情境引入新课演示实验：在匀速运动的小车中，竖直向上弹起一小球。请同学们猜猜：小球落下后还会落到车中么？抛出的小球会落在哪？思考：为什么球能落在车中？抛出的球已经脱离了小车，小车向前匀速运动，球仍然能落回车中，说明球也向前做与汽车相同的运动。是有什么力使球向前运动吗？力与运动是什么关系呢？这是一个古老的话题，这节课我们就来共同探讨这个问题。学生观看实验，思考：球为什么又能落到向前运动的车中？实验器材小车、弹簧装置创设情境,提出问题。自然过渡，引入古人对这一问题的研究。理论依据：好奇心是探究的开始。环节二：自主预习新课教学环节二：自主预习新课教学环节二：自主预习新课教学环节二：自主预习新课教学环节二：自主预习新课教学环节二：自主预习新课教学（一）亚里士多德的朴素运动观【观察】亚里士多德根据大量生活现象，归纳出：必须有力作用在物体上，物体才能运动；力一旦去除，运动即停止。物体运动需要力维持。【结论】力是维持物体运动的原因依据：直觉+经验结论：错误亚里士多德是最早提出这个问题并给出经验总结。他的观点来自直接经验，有一定的合理成分。所以被人们广泛接受，并维持了近两千年。直到意大利科学家伽利略的出现。（二）伽利略的运动观（1）质疑(观察) 【小实验1】操作：用手推放在水平桌面上的塑料平板观察：看到什么现象？思考：此现象说明什么？依据亚里士多德观点：没有力维持，物体的运动将会停止。实际看到现象：塑料平板运动中不是没有力，而恰恰是因为有力，是摩擦力阻碍了其运动。按以上理解，物体如果摩擦力很小就会运动的更远。（2）假设猜想如果没有摩擦阻力、流体阻力的影响，在水平面上运动的物体会怎么样运动？【小实验2】由气球通过小孔排出气体，再次推动平板，观察现象与前次实验对比。通过实例分析可知：力不是维持物体运动的原因。从而可以推翻亚里士多德的观点不正确。现实生活中很难实现绝对没有摩擦力、空气阻力的影响，因此，“在水平面上运动的物体将会一直运动下去”是我们的猜测。（3）理想实验【演示1】伽利略看到让小球从某一高度开始摆动，小球通过最低点后会摆动与释放位置大体等高的位置，然后改变实验条件进行多次实验，得到：如果没有空气阻力，小球由静止释放将会运动到与原来等高的位置。由此激发伽利略的灵感，伽利略设计了如下装置，一个对接斜面实验。（教师介绍理想实验斜面）【演示2】首先用轨道内铺有软布的斜面进行演示，从斜面一端某一高度处无初速度释放一个小钢球，观察小球的运动情况，标记出小球到达另一侧斜面的最高点位置。【演示3】用另一根轨道内没有铺软布的同样斜面再做上述实验，通过对比，发现小球上升的更高了，但是比释放的高度还是低一点，这是什么原因？（教师引导学生推理）通过对比我们不难发现，摩擦力大时，小球上升的高度小，摩擦力小时上升的高度大，假设没有摩擦呢？【演示4】利用自制气垫导轨，演示滑块从一端某高度处释放，观察滑块到达另一端等高处。仍然用【演示2】的装置，先把另一侧的斜面的倾角减小，标记小球运动的水平最远距离，发现什么现象？我们前面已经有过推理，假如没有摩擦，从某一高度释放，小球能冲上另一侧斜面的同样高度。那么，倾角变小后，要想达到同一高度，小球运动的距离就变大了。进一步减小斜面倾角，小球运动的距离会变得更大。当一侧的斜面的倾角减小到0时，会有什么现象呢？（引导学生推理）假如水平轨道做够长，而且没有摩擦，小球将如何运动？（4）科学推理，得出结论小球在水平轨道上运动时，水平方向有推或拉的外力作用么？说明什么呢？（组织学生小组讨论并总结发言）我们运用可靠的事实和思维上的推理可以验证我们的猜想“如果没有摩擦力、流体阻力的影响，物体在水平面上将会一直运动下去，不需要外力的维持”。观点：物体运动不需要力来维持依据：可靠事实+理论思维（理想实验）总结：伽利略的双斜面实验是一个理想实验。理想实验的魅力：实验（事实）+逻辑推理通过可靠的实验事实，加上合理的逻辑推理，得出规律的一种方法。伽利略的成就：第一次用科学的实验方法改变了人类对物体运动的认识。爱因斯坦是这样评价的：伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端。伽利略的观点存在局限性。（三）笛卡儿补充观点：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向。依据：补充伽利略的运动观结论：没有了水平面限制，增加了物体运动方向也不会改变。（四）牛顿的总结（牛顿第一定律）历史的长河流经到17世纪中期，又出现了一位大师级人物，这个人就是牛顿。牛顿在前人的研究的基础上，对运动和力的关系进行了全面的阐述总结。 1、内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。牛顿把力与运动的关系这个结论总结成第一定律。并在《自然哲学之数学原理》这本书中发表。 2、惯性指导学生阅读教材并找出相关内容。（1）定义一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态的性质。牛顿第一定律也称惯性定律。（2）惯性大小的影响因素让学生讨论、交流。一般学生能说出，质量大，惯性越大。设计小实验来验证。   “总保持”说明惯性是物体与生俱来的本领，原来匀速直线就将一直匀速运动下去，如果原来物体静止就将一直静止。惯性大说明越难改变原来的状态。   那我们就通过两个小实验对比一下，看能得到什么结论？【演示6】找一个肺活量大一点的男生，尽最大力吹用细线悬挂的小球。教师再拿出一个用细线悬挂的铁球，让学生同样尽最大力吹。观察到什么现象？为什么会出现这样的结果？结论：物体质量越大，惯性越大。总结：质量大的物体，运动状态难改变，惯性大。质量小的物体运动状态容易改变，惯性小。质量是惯性的唯一量度。问题：固体有惯性，液体和气体有没有惯性？【小实验3】在水平面上沿与瓶身平行的方向快速移动，请同学们猜测气泡移动方向？为什么？请同学们观看视频，并猜测第二种情况气球会向哪个方向运动？为什么？结论：固体、液体、气体不论什么形态，无论是静止还是运动，都具有惯性。有力物体运动，撤掉外力物体停止，类似的现象生活中多吗？请同学们举例！学生思考并回答观察对比第一次情况学生回答：物体将会一直运动下去学生观察到小球能到达右侧等高的位置学生观察学生观察学生观察学生推理永远运动下去学生小组讨论学生对比伽利略与笛卡尔的观点笛卡尔做了哪些补充？学生阅读教材与教师一起总结结论学生阅读教材给出惯性的定义学生分组讨论、交流，猜测影响惯性的因素学生观察并思考并解释：两球原来都静止，用同样大小的力吹，乒乓球更容易改变原来的状态。操作、思考并解释学生观看视频并思考回答亚里士多德图片伽利略图片自制塑料板加装气球后形成气垫薄板铁架台构成的单摆自制伽利略理想斜面自制气垫导轨迪卡儿图片牛顿图片有细线的乒乓球带有气泡的水瓶视频资料让学生纵观历史，了解人们研究力与运动关系的历程。了解科学发展的艰巨性，实事求是的对待历史，科学客观评价古人的成就。落实情感、态度与价值观的教育了解伽利略的研究历程物体受到摩擦力、空气阻力等作用而停止运动，亚里士多德观点不正确。对比减小阻力的薄板运动，薄板运动的越远介绍伽利略灵感来源真实验证接近理想情况感受科学研究方法，更好地理解力与运动的关系，模拟实验直观演示，突破难点。引导学生分析,强调方法的精髓：合理假设，建立理想模型，逻辑推理，突出重点让学生体会伽利略的科学研究方法的意义通过实验验证结论，师生互动，调节课堂气氛事实与经验相互矛盾，增强学生的探究欲望， “理想实验” 1、理想化（光滑轨道、平面） 2、无限长 3、不受外力对比伽利略的观点，迪卡尔做了哪些补充研究更进一步，牛顿总结发散思维，学生讨论通过实验对比，两个同样的乒乓球，同样的力为什么效果不一样？让学生在做中学，通过现象分析本质原因训练学生，转换研究对象以及应用牛顿第一定律的解释一些生活中的现象训练学生，转换研究对象以及应用牛顿第一定律的解释一些生活中的现象节三：应用迁移巩固提高惯性的防止和应用展示汽车碰撞实验视频，总结由于人具有惯性，会保持原来运动状态，所以在汽车突然停止时，人就会撞击前挡风玻璃。危急人的生命，结合新交规，说明系安全带的重要性。学生观看视频并组织学生讨论回答学生观看大屏幕展示的图片分析汽车碰撞实验视频图片学以致用，拓展知识面通过实例达到学以致用环节四回忆反思课堂小结引导学生结合本节学习过程，总结本节课学习的内容。并引导学生思考，外力能够改变物体运动状态，运动状态改变也就是物体有加速度；而物体有质量具有惯性，物体总保持原来运动状态。可见，物体的加速度与物体所受外力、物体质量有关，那么它们之间有什么定量关系呢？这就是我们下节课将要继续探究的物体。请同学们应用这节课的学习知识，来解释上课前我们做的实验，小球为什么还能落回到小车中？学生回忆整节课内容，并总结。学生解释小球为什么仍能落回到小车中。通过学生小结帮助学生构建学生自己的知识体系为下一节牛顿第二定律奠定基础，体现本节课的承上启下的作用。回扣引课问题，学以致用板书牛顿第一定律二、牛顿第一定律一、历史回顾（1） 1、内容 2、意义观察+直觉                  观察 1、亚里士多德观点（2）                  结论三、惯性观察                   猜想                   1、定义：科学方法实验 2、伽利略的观点 2、影响因素:质量是惯性的唯一量度推理 3、防止和应用：结论 3、笛卡尔的补充 4、牛顿的归纳、总结教学反思本节课的设计从学生的认知规律出发，力求教给学生探求知识的方法，教会学生获取知识的本领，通过“牛顿第一定律”的学习让学生经历主动参与，积极探求，创造性的发现物理知识的过程,力求让学生全身心的投入学习活动之中。生活的经验对学生学习物理知识有很大的影响，一方面，只有把物理知识同生活与身边的实际事物相结合，才能理解得更深刻，才能学以致用；另一方面，因为一些物理要素隐藏得较深，生活的经验往往有很多似是而非的“前概念”，如何通过实验和借助科学探究的手段来找到物理本质，需要进行思维训练。课堂像一部45分钟的短剧，好的教师应该像好的导演，而矛盾与冲突是剧情的生命线。本课堂的矛盾与冲突的核心应该是“前概念”与“科学概念”的强烈对比。教会学生利用科学探究的实验方法，并在此基础上进行合理推理，是解决本节课矛盾冲突的法宝，也是本课的重要教学目标——渗透科学的思维方式和掌握科学的实验方法！ 12</p>

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