自由落体学习包.doc

教学设计：

41◆G.学习包---自由落体运动
----伽利略对自由落体运动的研究

姓 名：喻 梅 琴
单 位：银川六中

2.1 伽利略对落体运动的研究
一,教材分析:
《伽利略对自由落体运动的研究》是沪科课标版高一年级第一学期（试用本）第一篇第一章 匀变速直线运动的最后一个学习包中的其中一个环节，是在学生学习研究匀变速直线运动的规律之后的一节内容中的一个问题，是要让学生明白自由落体运动的规律是怎么得出来的，又是谁总结出来的，是用了什么样的方法总结出来的，用这种方法还能研究其它的问题吗？学生通过学习这一环节，来体会伽利略的科学探究问题的方法，同时体会到科学研究不是一件容易的事，需要不懈努力和追求科学真理的精神，学习伽利略遇到困难不退缩的钻研精神，这一点非常值得我们现在的学生学习。
二，设计意图:
这一环节的内容主要是物理学史和思想方法的体现，如果让学生自学即看教材，学生是读不出什么意义来的，如果让老师讲，学生听，效果也不会很好，毕竟那些事离现在太遥远了，所以我设计了历史再现的剧情，把学生带回到亚里士多德时代，伽利略时代，让扮演亚里士多德和伽利略的同学进行相互辩论来体现逻辑的力量，让“伽利略”亲自做实验验证自己的猜想等。从而得出科学的真相以及探究科学问题的方法。
三，三维目标
1，知识与技能
（1）.了解落体运动研究的历史，了解逻辑推理的力量.
（2）.理解任何猜想和假说都须要有实验验证的重要性.
（3）理解和掌握伽利略的科学探究方法的过程
2，过程与方法
（1）.让学生初步体会抽象思维、提出假说、科学实验是进行科学研究的重要思路和方法.
（2）让学生体会到科学探究的过程中也会出现失败。
(3).通过历史再现使学生了解伽利略研究落体规律的过程，体会其推理方法的奥妙，同时了解猜想的必要性，感受探究规律的几个必要过程和科学方法的重要性，了解体会一些科学的方法.
3,情感态度与价值观
(1).渗透研究自然规律的科学方法.
(2).通过了解史实能培养同学们的意志和科学的方法观，避免盲目追求和对权威的崇拜思想，提高自己的认识观.
(3).经历伽利略对自由落体运动的研究过程，体验数学在研究物理问题中的重要性.体会伽利略的科学探究方法在促进人类社会发展的作用。
四，教学重点，难点
教学重点：了解探索过程，明确探索的步骤，同时了解实验及科学的思维方法在探究中的重要作用，从中提炼自己的学习方法.
教学难点
“观念—思考—推理—猜想—验证——修正和推广”是本节的重点思路，也是培养良好思维习惯的重要参考.
五，教具准备
录像资料、多媒体课件,小球,米尺,斜面导轨槽,电子节拍器等.
六，教学方法:合作探究,实景再现,分析归纳等
课时安排：1课时
新课引入

逻辑的力量
应用逻辑（数学）得出新的猜想和推论(s∝ t2）
无法用实验直接验证落体运动的新猜想s∝ t2
设计了“冲淡重力”影响的斜面实验
新猜想得到了验证

对落体运动规律提出猜想（v∝ t）

由斜面上的运动推出落体运动的规律
伽利略的科学探究方法

小结
七，教学结构流程

八， 教学设计及安排：
教学环节
教师和“亚里士多德”，“伽利略”活动
学生活动
设计意图
新课引 入
教师:通过上节课的学习我们对轻重物体下落的规律有了一个正确的认识。这个规律是怎么得到的呢？通过这节课的学习大家就会明白了（给出课题）
学生倾听
使学生带着问题进入这节课
新

课

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习

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课

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习

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习

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教师:其实关于落体运动早在古希腊时代,就有一位伟大的哲学家亚里士多德研究过并做出过判断，庆幸的是亚里士多德今天来到了我们的课堂,有请亚里士多德(鼓掌)
学生认真倾听

欢迎亚里士多德
把学生带到剧情中，让他们去感受历史发展的过程。
亚里士多德出场:先用一个小钢球和一张纸做轻重物体下落快慢的演示实验. 然后给出了自己关于落体运动的观点,

学生认真倾听
体会亚里士多德得出论断的过程
教师:播放视频，看我们周围的一般人对落体运动的认识
学生看视频
使学生知道其实周围还有许多人与亚里士多德有着同样的观点.
教师:咱们来看亚里士多德用了什么样方法得出了这个结论？（学生回答）这个观点正确吗？由于亚里士多德在当时的学术界有很高的威望更何况他提出的观点也符合人们的生活常识，因此人们认为他的观点是正确的，在很长的时间内都没人提出质疑，直到1900多年后的十六世纪，才有一个人敢公开向亚里士多德提出挑战，这个人就是意大利的科学家伽利略，他听说亚里士多德先生今天来了，他也特意赶到了我们的课堂，想与亚里士多德先生进行面对面的交流探讨，有请亚里士多德先生和伽利略先生（两人出场），伽利略用逻辑推理法与亚里士多德展开了辩论并推翻了亚里士多德的观点提出了自己的观点:轻重物体下落的快慢是一样的.
体会逻辑的力量

学生回答从生活经验出发直接得出了结论
让学生明白从生活经验出发直接得出结论并不能得到科学的真相；
用学生以两位大师的身份出场并进行交流探讨，更能激发学生的兴趣，活跃课堂气氛。

让学生明白不能盲目追求和崇拜权威。
教师过渡：大家不要以为伽利略驳斥了亚里士多德的观点只是简单的解决了一个物理问题，不是的，通过这个问题的解决人们开始意识到从生活经验出发直接得出结论并不能得到科学的真相，要对生活经验进行分析,归纳，总结,去伪从真,抓住起主要作用的关键因素才能得到科学的真相。伽利略应用这种逻辑推理得出了轻重物体下落快慢的规律后，他进一步发现生活中的落体运动非常普遍，而轻重物体又遵从了相同的规律，这个规律是什么呢？伽利略开始研究落体运动了，通过长时间的观察有了自己的看法。

学生倾听并认真体会

让学生体会到大师们探究科学的精神。让学生也参与到伽利略的科学探究中，激发学生学习的激情
伽利略出场，经过思考我认为自然界应该是最简单的，自然界的规律也应该是最简单的，落体运动也应该是最简单的变速运动，速度应该是均匀变化的，要么随时间均匀变化，要么随位移均匀变化，我又通过缜密的思考得出速度与时间成正比。

学习伟人们大胆的猜想精神
教师;同学们，这只是伽利略的一个猜想，它正确吗？我们用什么方法来验证呢？既然是实验那用什么样的仪器呢？(学生提到的仪器在伽利略时代都没有)伽利略是怎么解决这个困难的呢？
学生：实验的方法。
学生：用秒表，打点计时器等。
学生思考。
让学生第一次体会到失败，并激发学生的好奇心，期待伽利略的方法。
伽利略出场：时间测量太粗略了，可我发现物体运动过程位移相对好测量，在这个思想下我又一次应用了数学的逻辑推理进行了推导，最后得出了一个新的猜想和推论即在速度和时间成正比的前提下得到了位移与时间的二次方成正比，
再一次体会到逻辑推理的力量
让学生又一次体会到逻辑的力量，并且学习科学家们不畏困难坚持探究的精神。
教师：这还是伽利略的一个猜想，它是否正确还得用实验来验证。（先让学生来设计实验）请一位同学上来把米尺竖直放置，将一个小球从米尺的顶端由静止释放，释放时大家开始计时，听到落到桌面上的声音时停止计时，你记录下来的时间就是小球下落一米位移所对应的时间，如果能测量出来时间，我们还可以改变位移，再测时间，多测几组，就能确定伽利略的新猜想是否正确了，（让学生分组计时，一部分用机械停表计时，一部分用手表计时，一部分用摸脉搏计时）开始实验。实验不成功的原因是什么呢？当时间不能准确的测出来，怎么办呢？伽利略是怎么解决的？
一位学生动手做实验，其他学生用不同的计时方式记录时间。最后发现时间无法准确测出来

时间不能准确测出来的原因是小球运动太快了

学生会回答，可将位移增大等等各种方法，学生展开讨论。
首先让学生参与到科学探究中来；其次让学生体会到又一次失败，学生就会更加期待伽利略的方法。同时也使学生明白科学探究不是一件容易的事，在学习和生活中遇到困难要学习伽利略的这种勇于探究的精神
伽利略出场小球运动的太快是因为重力作用的原因，如果冲淡重力的作用效果，让小球慢一点运动，时间就好测了。怎么冲淡重力的影响呢？
我设计了一个斜面实验。（介绍了斜面实验的原理。并和助手们一起来完成一次实验。
学生仔细观察伽利略的斜面实验，认真倾听伽利略的讲解。
让学生体会科学研究确实不是一件简单的事情，需要艰苦的钻研精神
学习科学家们严谨的治学态度
教师:通过这组数据我们发现小球在斜面上运动时发生的位移与时间的二次方确实成正比,我现在能下结论吗?

那我们就改变小球的质量和斜面的倾角在再进行两次实验,

分析数据发现小球质量改变了可位移与时间的二次方之比还是一个定值同时这个定值与前面的定值是相同的这说明小球在斜面上的运动快慢与质量无关,再分析倾角增大后的这个比值还是一个定值并且这个值比倾角小时要大,说明位移与时间的二次方成正比且倾角越大加速度就越大.这就有力的验证了伽利略新的猜想是正确的。(得到了物体沿斜面向下运动的性质是匀变速直线运动，且斜面的倾斜角越大加速度也就越大。)
学生回答不能,因为一组实验数据说明不了问题.
学生回答可以改变小球的质量或斜面的倾斜角等.

学生观察实验

使学生参与到科学探究中,培养他们设计实验的能力.

培养学生观察图表和分析数据的能力
教师:可这毕竟是物体在斜面上的运动，怎么用斜面上的运动来得到落体运动的性质呢？（学生回答）
伽利略是怎么推导的呢?
学生回答可以将斜面的倾斜角增大,直到900时小球还应保持匀加速直线运动的性质,并且加速度达到最大.并期待伽利略的结果
培养学生的合理的推理能力

伽利略出场:我与大家的思想是一样的,当斜面的倾斜角逐渐增大加速度增大，当斜面的倾角增大到900的时候加速度达到了最大值就成了落体运动，也就是说落体运动仍保持匀加速直线运动的性质，而且所有物体下落的加速度都一样。当完全没有了空气阻力那么所有物体下落的快慢都就一样了

学生认真倾听
并学习伟人的巧妙的合理外推和对结论进行了修正和推广的思想
比较自己的观点与伟人的观点有什么差距,从而增强学生的学习热情.
学习大师们合理处理结果的方法.
教师:谢谢两位大师给我们进行的精彩讲解.当完全没有了空气阻力,物体由静止下落就是咱们前面学习的自由落体运动,现在大家是不是知道了自由落体运动的性质是怎么来的了吧！其实以我们现在的科学技术水平要想研究一种运动的性质是非常容易,我们今天之所以要重现伽利略对落体运动的探究过程主要目的并不在规律本身,而是要让大家掌握伽利略的这种探究问题的方法,那么我们就来总结一下伽利略探究问题的方法

学生先进行讨论
然后个别回答

学生参与总结伽利略的科学探究方法

小

节
教师:我们这节课主要给大家呈现了两位大师不同的探究方法。亚里士多德失败了，他失败的原因在于把生活经验等同于科学探究，所以他没有找到正确的探究问题的方法，可是亚里士多德在物理学发展史上所做的贡献是不可替代的甚至是不可磨灭的，所以我们要正确对待历史，提高自己的学术修养，而伽利略则是大胆的将逻辑推理和实验验证引用到了科学探究中从而使物理探究走上了一条正确的轨道，人类社会也就是从那时起才得到了突飞猛进的发展，。人们常说知识是一种力量，可通过今天这节课我们是否可以说：正确认识世界的方法比知识本身更重要！爱因斯坦对伽利略在物理学发展史上的评价是：从那以后真正的物理学开始了。这正是：不畏权威与艰难，追求真理走在前，科学探究是法宝，成就科学创辉煌。

认真倾听，了解伽利略正确的探究问题的方法对人类社会贡献

体会正确的探究方法对人类社会的重要作用，培养学生为科学奋斗的激情。
布置作业

通过查阅资料了解亚里士多德和伽利略不平凡的一生。

板书设计：
§6 伽利略对落体运动的研究
一， 两种观点：
亚里士多德：重物比轻物下落的快
伽 利 略：轻重物体下落的一样快。

二，两种探究问题的方法：
亚里士多德的探究方法: 观察现象直接得出结论。（错误观点）
伽利略探究问题的方法：
1，观察现象 2得出猜想 3，运用逻辑（数学）得出推论
4，实验验证 5得出结论 6，对结论进行修正和推广 （正确观点）

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