牛顿第一定律教学设计

探究性物理实验的教学——《牛顿第一定律》教学设计与评析靖江市季南初级中学陈一平一、教学目标知识目标：1．通过实验探究了解阻力对物体运动的影响，经过分析、归纳和推理建立牛顿第一定律。2．理解牛顿第一定律并能用于分析实际现象。3．通过观察和归纳建立惯性的概念，并能用于解释与惯性有关的现象。能力目标：1．通过斜面小车实验，培养学生的观察能力。2．通过实验分析,初步培养学生科学的思维方法(分析、概括、推理)。3．通过解释生活中的惯性现象，进行物理语言表达能力的训练。4.会小组讨论设计简单的惯性实验情感目标：1．通过对实验探究活动的参与，让学生认识到交流与合作的重要性，有主动与他人合作的精神。养成实事求是，尊重自然规律的科学态度。2．通过对惯性现象的观察，培养学生对科学的求知欲。二、重点难点重点：通过对实验探究的参与，强化学生分析与论证的能力，加深对牛顿第一定律和惯性的理解。难点：转变学生的经验观念，正确理解牛顿第一定律。三、教法与学法、实验器材教法：采用矛盾冲突教学法、实验探究法、多媒体教学法和重点讲解法。这样在突破难点，形成重点的同时，培养学生自主、合作、探究学习的能力。学法：探究式学习法、自主学习法、合作学习法。实验器材：器材3人一组。斜面小车、重物、纸条、盛水杯子、鸡蛋、硬纸片、小车、木块、棋子、木尺等四、教学过程2（一）牛顿第一定律1.激发兴趣，引入新课师：在盛有适量水的杯子上放一塑料片，在塑料片上放一生鸡蛋，用直尺迅速敲击塑料片，鸡蛋落入杯中师：同学们要想了解其中的奥秘，我们一起来学习《牛顿第一定律》点评：简单的但扣人心弦的实验一下子激发了学生的兴趣和求知欲。2.我们一起实验我们一起做实验：（1）手推桌子（2）手推砝码得出初步结论：没有力，物体就不能运动；有力就物体运动。力是维持物体运动的原因。我们一起再做实验：（1）.踢出的足球，足球继续运动（2）手推小车得出结论：力不是维持物体运动的原因现在我们有两个观点：A力是维持物体运动的原因B力不是维持物体运动的原因点评：教学过程中，教师充分挖掘学生身边的、熟悉的物理现象，遵循从生活走向物理的新课程理念，通过实验学生初步得出两个观点：A力是维持物体运动的原因、B力不是维持物体运动的原因，形成矛盾冲突，激发学生的思维和求知欲。两组实验全都是学生自己实验，这样培养了学生的主动性与积极性，结论有学生自己归纳得出，培养学生的分析概况能力。3．我们一起研究我们从踢出的足球在草坪上滚动最终停下来着手研究起。教师：（1）踢出去的足球在草坪上滚动的停下的原因是？学生：足球受到草坪的摩擦力（阻力）教师：（2）踢出去的足球在草坪上滚动的停下的距离总相同？为什么？学生：不同。足球的速度、摩擦力等教师：（3）踢出去的足球在草坪上受到的阻力越小，滚动的停下的距离将怎样？学生：越长教师：如果阻力变得很小，运动距离很大，如果没有阻力呢？足球将会怎样？点评：教师通过司空见惯的足球在草坪上最终停下研究，精心设计3个问题，层层深入，为牛顿第一定律研究作了很好的铺垫，使学生对牛顿第一定律的研究与3实验成为有源之水。4.我们通过实验来研究教师：我们采用什么方法来改变小车受到的阻力？学生：让小车在不同的材料表面运动。教师：实验中为了方便探究阻力对物体运动路程的影响，物体的运动速度应满足怎样的关系呢？教师：演示小车在不同高度，让学生观察判断是否可行？学生交流后认为：不可以。应使速度相等。教师：怎样才能使速度相等呢？。教师边讲解边演示：演示：让小车从相同斜面的同一高度滑下。讲解：小车到达斜面底端时具有相同的速度点评：控制变量法不是一研究实验就让学生说出，其实没有真正意义，教师而是通过实验的操作让学生辨别是非，从实验研究的深处确实需要控制变量。那接下来请同学们讨论一下：学生设计实验方案,各小组讨论提出自己的实验方案，派代表说明，最后讨论，归纳方案如下：1.把毛巾铺在水平木板上，将小车从斜面上点A释放，记下小车最终停在棉布上的位置。2.把棉布拿掉，换上瓦楞纸将小车从斜面上点A释放，记下小车最终停在瓦楞纸上的位置。3.将小车从斜面上点A释放，记下小车最终停在木板上的位置。共同思考几个问题：①让小车分别在毛巾、瓦楞纸、木板上运动是为了改变小车所受的阻力。②实验中，通过小车运动距离的长短来反映阻力对物体运动的影响大小。③控制变量法：控制小车的初始速度相同。学生分组进行实验并记录数据。将小车在水平轨道上运动时受到摩擦力的情况和运动的距离填入下表：45．分析得出结论学生交流总结得出实验结论：物体所受的阻力越小,运动的路程越长。点评：教师通过足球在草坪上最终停下的思考与分析的过渡，此时学生的思考、探究已经基本成熟，教师引导学生对牛顿第一定律的探究可以是水到渠成。这样突破难点，也让学生一起经历科学探究的真正过程。实验目的明确，过程层次清晰。教师：假如水平面绝对光滑，那么物体的运动情况又如何呢？学生热烈讨论得出：如果物体不受阻力，物体将一直运动下去。师适时引导：那物体的运动方向改变吗？运动速度改变吗？师生共同总结：如果物体不受阻力，物体将一直保持匀速直线运动。点评：培养学生的分析推理能力。同时教师通过适时引导，把描述性的语言变成了准确的物理语言。培养学生的严谨的科学态度。教师：如果伽利略将这个实验留给同学们来做，那么同学们将比他完成得更好。伽利略通过大量的实验研究了运动物体不受力时的情况，那么如果物体原来是静止的，不受力的作用时，物体处于什么状态呢？学生讨论得出：仍处于静止状态。英国著名的物理学家牛顿在伽利略等科学家研究的基础上对大量的事实进行了深入地研究，总结出牛顿第一定律：一切物体在没有受到力的作用时，总保持匀速直线运动状态或静止状态。牛顿第一定律描述了物体不受力的情况．虽然世界上没有真正不受力的物体，但大量的事实可以推证这一定律是正确的．因为我们的实验是正确的，推理是合理的。结论当然正确。点评：教师针对探究牛顿第一定律的实验容易走过场，或者学生容易思路不清、水平部分材料小车所受阻力情况（填“大”、“较小”、“最小”）小车运动的路程（填“短”、“较长”、“最长”）毛巾瓦楞纸木板5目标不明。教师通过层层设疑与巧妙过渡，从而解决了为什么和怎样做．．．．．．．实验的问题，条理清楚！这样的设计有利于学生的“自趋自得”，特别是实验中“亮点”出不来时，有利于让学生自己思考，教师引导，从而解决问题！但教师绝不是越厨代庖，包办代替！教师是学生的引导者、帮助者、组织者、参与者。这个探究性实验，猜想是学生自己提出来的，办法是学生自己想出来的，整个探究过程也是学生自己进行的，结论是学生自己总结得出来的。教师在整个教学过程中，表现出对学生的欣赏和鼓励！掌握探究的方法和体验探究的过程比单纯地学习更．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．好。．．教师：牛顿第一定律描述了物体不受力的情况．虽然世界上没有真正不受力的物体，但大量的事实可以推证这一定律是正确的．因为我们的实验是正确的，推理是合理的。结论当然正确。教师：我们再来判断开始的两个观点，你们现在认为怎样？学生：观点B正确教师：观点A是亚里士多德最先提出来的。虽然他的观点错误，但他已经观察了力与运动有着密切的关系。伽利略、笛卡尔等人不迷信权威，敢于挑战权威。值得我们学习。但他们研究不够完整与准确。牛顿通过实验与科学推理，第一得出牛顿第一定律，回答了物体不受力的情况。从而否定了千年以来力是物体运动的原因这个错误观点。点评：培养了学生的前人取得的科学的正确态度，既要看到他们的积极方面，也要有批判精神。培养学生的正确的情感与价值观。（二）惯性6.实验与分析教师:演示实验：1.竖直叠放五枚棋子，用长塑料尺迅速击打下面的棋子，上面的四枚棋子并没有倒下，而是落在原来位置的正下方。2.请学生实验射箭，箭离开弓后，箭仍然向前运动师生共同分析：1.竖直叠放五枚棋子，用长塑料尺迅速击打下面的棋子，上面的四枚棋子是（运动/静止）并没有随下面的棋子飞出，（保持/不保持）原来的（静止/运动）而是落在原来位置的正下方。62.箭在弓的弹力作用下，是（运动/静止）的，箭离开手之后，（受/不受）手的推力作用，箭（保持/不保持）原来的运动状态向前。学生分析：3.汽车启动时乘客向后倾倒，乘客原来是（静止/运动），汽车受牵引力向前运动后，乘客（保持/不保持）原来的静止状态。4.汽车刹车时乘客向前倾倒，乘客原来是（静止/运动），汽车受摩擦力停止运动后，乘客（保持/不保持）原来的运动状态。点评：前面两个实验的分析有教师与学生一起分析，教师引导，后面两个实验分析则有学生自己分析，真正体现学生是主体地位。这里也遵循有物理走向生活，解决生活中的物理问题，让学生明白学物理是有用的，进而激发学生的学习主动性与积极性。形成学物理的良性循环。教师：刚才的实验都说明了：原来静止的物体具有保持静止的性质，原来运动的物体具有保持原有的速度做匀速直线运动的性质。我们将物体具有保持运动状态不变的性质称为惯性。教师：一切物体都有惯性，不管物体是否受力，是否运动，物体都具有惯性。惯性是物体的物理属性。点评：培养学生发现物理规律的能力。7．学生活动教师：请同学们利用实验桌上的器材，设计一个能说明物体具有惯性的实验，看哪组同学设计得更合理、操作更简单并且效果更明显。其中每组派2名学生上来汇报实验，一名实验，一名说出实验步骤。实验器材：重物、纸条、盛水杯子、鸡蛋、硬纸片、小车、木块、棋子、木尺等。例如：（1）小车突然启动，木块倒向后方。（2）运动的小车遇到障碍物，木块倒向前方。（3）在装有水的杯子上放一硬纸板，纸板上放一鸡蛋。迅速击打鸡蛋下的硬纸板，纸片飞出，鸡蛋掉入杯中。（4）突然抽动压在桌边的纸条，纸条被抽了出来，而重物却未移动。点评：物理就是培养学生的各种素质，通过此活动，培养了学生的学物理的积极性，培养了学生的动手能力，培养了学生的小组合作能力，培养了学生的思维能力，培养了学生的创新能力，培养了学生的表达能力。7总结归纳：惯性是物体本身所具有的一种性质，惯性是物体的物理属性，一切物体（固体、液体、气体）都具有惯性。气体具有惯性教师演示实验：吹灭蜡烛。8.知识与运用在我们的生活生产中，有许多与惯性有关的现象，举例加以说明并解释简单的惯性现象。生活中的惯性：狗抖动身体把水甩干；锤头在固定的物体上撞击，可以装紧锤头；跳远运动员助跑可以提高成绩。惯性有利的一面。点评：再通过大量的生活中的生动的例子说明物理很有用也有趣！生活中惯性有害的一面，例如汽车刹车还要运动一段路程，造成交通事故。播放视频：追尾女司机飞出窗外瞬间阅读“在高速公路上行车时的安全防护”。交流：在高速公路上行车时，为了减少事故的发生，有哪些与惯性有关的交通安全规定？学生交流与讨论。例如：配带安全带；车与车之间要保持车距；禁止超载；禁止客货混装；禁止携带刀具乘坐公共汽车等。点评：通过视频让学生身临其境感受到惯性也有不利的一面，让学生知道知识对我们的重要，生命对我们每个人都很重要！要遵守交通规则。（三）课堂小结教师：请同学小结：今天你学到了什么？点评：让学生到最后总结，是一个很好的习惯，更是比学习过程的更重要的过程，它可以培养学生获得知识的方法、能力！培养学生的创新思维与能力！总评：教师从生活走向物理，从身边的物理现象实验与分析，得出两个自相矛盾观点A力是维持物体运动的原因、B力不是维持物体运动的原因，形成认知矛盾冲突，激发学生的思维和强烈求知欲。紧接着教师通过对草坪上足球最终停下的分析与研究很自然地过渡到牛顿第一定律的研究，突破了教学难点。科学探究既是学生的学习目标，又是重要的教学方式之一。教师教师针对探究牛顿第一定律的实验容易走过场，或者容易造成学生思路不清、目标不明，8教师通过层层设疑，巧妙过渡，从而让学生真正明白为什么和怎样做的问题，条理清楚！实验设计、步骤也水到渠成！达到实验的目的。这样的设计有利于学生的“自趋自得”，特别是实验中“亮点”出不来时，教师适时引导，有利于让学生自己思考，从而解决问题！教师是学生的引导者、帮助者、组织者、参与者。这个探究性实验，猜想是学生自己提出来的，办法是学生自己想出来的，整