《第一节伽利略的理想实验与牛顿第一定律》精品优质课教案设计

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〖学情分析〗

1.在心理方面，高中学生的情绪趋于稳定，学习自觉性较强，抽象思维能力和理解能力有所提高。因此，显化伽利略理想实验中思维方法、提升学生思维品质最为关键。

2.就知识水平而言，学生在初中阶段已经了解了牛顿第一定律的基本内容，对生活中力与运动关系的现象有自己的体验和感知，但对定律建立的历史缺乏了解，对“质量是惯性的唯一量度”缺乏认识。

3.对伽利略理想实验要求的科学思维方法难易不同，初中研究的伽利略单斜面实验，理想条件的理解主要是没有摩擦力，忽略阻力；而高中研究的是伽利略双斜面实验，既要强调理想斜面的光滑，更要强调“有限高，无限长”所包含的极限思想，“有限高，无限长下去”的斜面，终将质变为无限长的水平面。还有伽利略从实际的针摆实验，展开更为广阔而深刻的思维，走向了理想斜面实验过程，本身就蕴含着创造性思维。

4.教学实践表明，即使经历完初中的牛顿第一定律学习，不少学生头脑中往往存在着“两个牛一定律”。一方面，他们可以把正确的定律倒背如流，另一方面，用来解决问题却往往运用头脑中的前概念。因而，运用惯性知识去解释、解决生活中实际问题，是必然的落脚点。

〖设计思想〗

加强牛顿第一定律建立过程的科学史的教育。

美国物理学家和物理教育家拉比认为：“只有把科学和人文科学融为一体，我们才能期望达到与我们的时代和我们这一代人相称的智慧的顶点”。单纯的知识教育只能捏塑出优秀的高分生，科学与人文并重才能教育出杰出的人才，科学史内容的教育正是连接科学与人文的重要桥梁。牛顿第一定律的建立过程是经历了几代人的努力，牛顿最终总结出“牛顿第一定律”是大量科学家思想的结晶。教师应该向学生准确地阐述前人的研究成果，并指出不同结论之间的差异，唯有这样，才能让学生感受到科学发展的魅力和艰辛，从而在人文、德育方面给学生以潜移默化的影响。

加强科学方法的教育

伽利略也像亚里士多德一样是一位观察大师，对实验的悉心观察让他在头脑中形成了大量信

手拈来的“物理图景”，但伽利略发现真理的关键是把科学思维和实验研究正确地结合到了一起，创立了理想实验的研究方法，对后世学者影响深远。因此，显化理想实验的科学方法，把伽利略的理想实验从思想萌芽到推理过程应当充分展现，补充伽利略针摆实验，再到理想斜面的内涵挖掘，提升学生创造性思维品质。

3．创设原始物理问题情境，有效破除前概念

在初中阶段，学生对牛顿第一定律已有大致了解，知道亚里士多德的观点（力是维持物体运动的原因）是错的，也知道伽利略通过研究澄清了运动和力的关系（力是改变物体运动状态的原因）。但是，在解决实际问题时，他们还常常下意识地用亚里士多德的观点去分析，这说明运动和力的正确关系在学生的头脑中还没有真正建立起来。因此，创设“生态化”的真实情境，突出研究过程和方法，让学生头脑里的前概念与物理学里的科学概念激烈交战，使得学生原有的认知图示受到不断地刺激，在头脑中引发认知冲突和危机，从而正确对牛顿第一定律认知在更深的心理层面上得以确认。

〖教学目标〗

1．理解牛顿第一定律的内容和意义，知道惯性的概念，知道惯性大小跟质量有关，能够正确解释有关惯性的现象。

2.学习亚里士多德、伽利略、笛卡尔、牛顿在不同历史时期探索所做出的贡献，掌握伽利略理想实验的科学方法和牛顿系统总结前人智慧、形成定律的深刻内涵。

3．体会到物理学对人们的世界观、自然观、思维方式的改变都在起着重要的作用。

〖教学流程〗

1．引入

全体学生参与表演：高速行驶的汽车遇到紧急刹车，坐在汽车里的同学们，身体会有怎样的动作？

提出问题：刹车过程中，为什么大家的身体会有这种动作？再想想，为什么有的物体是在做加速运动，有的在做减速运动，有的物体上升，有的物体下降；天上的日月星辰，为什么会是那样运动；所有的为什么背后，都指向一个问题，就是运动的原因是什么？关于运动的原因问题是一个古老的话题。可以追溯到公元前4世纪。

2．亚里士多德的朴素运动观

（1）回顾研究“落体运动”时对亚里士多德的认识

学生：西方最伟大的哲学家，古希腊的圣人。

（2）介绍亚里士多德的运动观