6牛顿第一定律教学设计定稿

1牛顿第一定律教学设计一、教材分析“牛顿第一定律”是普通高中课程标准实验教科书物理必修1第四章第一节的知识，是力学知识的核心之一。第一二章学习了运动的描述，但没有讨论物体为什么会做这种或那种的运动。第三章学习了力之后，我们就可以研究运动与力的关系——牛顿运动定律了，这也为进一步学习曲线运动和功能关系打下了基础，因此可以说第四章牛顿运动定律起了承前启后的重要作用。而第一定律又是整个牛顿物理学的基石，它从本质上阐明了力和运动的关系：物体的运动不需要力来维持，创造性的提出了一些重要概念（力，惯性，运动状态的改变，惯性参考系等），为进一步探究力与运动定量关系指明了方向，是牛顿第二定律的基础和前提（绝不是牛顿第二定律合外力等于零时的特例）；牛顿第一定律的建立过程说明，不能直接用实验验证的规律，可以在实验基础上，以合乎逻辑的方式推理出来，更重要的是使人们认识到理想实验的巨大魅力和威力（爱因斯坦对此方法提出过高度评价）。开展这方面科学方法的教育与思维能力的培养也是课程改革和培养社会主义创新人才的重要目标。牛顿第一定律已经孕育着第二定律产生的因素，如果物体受到的合力不为零，其运动状态必然会改变，也就必然会产生加速度，牛顿第二定律正是研究的合外力和物体质量与加速度的关系。第一定律得出的惯性参考性，为牛顿第一、二定律的使用范围提供了参考。“惯性”的概念在其他领域也有所渗透，比如惯性反映在电学中就是电磁感应现象中的“阻碍”作用，这是能量守恒定律的必然要求。惯性反映在思维中叫做惯性思维。惯性反映在股市中叫做惯性涨跌等等。这节教材首先对人类认识运动和力的关系作了历史的回顾，着重介绍了伽利略研究运动和力的关系的思想方法及卓越贡献。而后讲述牛顿第一定律的内容和物体惯性的概念。“力是维持运动的原因还是改变运动的原因”，这是本节教材的中心问题。牛顿第一定律是本节的教学重点，牛顿第一定律的分析推理过程及对定律内容的准确理解是本节的教学难点。二、学情分析在设计本课之前考虑到面对的是刚涉入高中一年级的学生，虽然初中接触过惯性定律，但他们对物理的学习和认识参差不齐，差距较大，存在着或多或少理2解上的误区。但有两点可以肯定：一是同学们并不希望机械化地去应付考试，而更希望将知识提高到能力和技巧的这个层次上来。二是同学们希望物理教学可以激发起他们的兴趣，而不成为他们的负担。同时，这个年龄段学生已拥有了一定的逻辑推理能力和科学想象能力及不成熟的实验操作能力，虽善于观察周边的生活，但往往只从感性的角度总结归纳物理知识，缺乏对理性的思考，容易得到一些与科学背道而驰的观点。三、教学目标1.知识与技能目标(1)了解亚里士多德与伽利略的思想冲突，及产生冲突的关键线索。(2)知道什么是运动状态的改变，理解力是物体运动状态改变的原因.。(3)知道什么是惯性，理解质量是物体惯性大小的量度，并能用来解释一些简单的现象。2.过程与方法目标(1)知道伽利略的理想实验是科学研究的一种重要方法，领会理想实验方法的意义。(2)知道牛顿第一定律的建立过程。(3)经历实验过程，学会用分析与论证的方法探究牛顿第一定律，并会用自己的语言予以表述。3.情感、态度与价值观目标(1)对客观事物的正确认识需要人们经过由表及里，由片面到全面的长时间的认识过程。通过本节的学习要让学生建立起正确的认识论的观点，同时体会到人们认识世界的长期性和艰巨性。(2)在生活中认识惯性，了解利用惯性及预防惯性危害的方法并初步应用于生产和生活实践，对学生进行STS教育，从而提高对生活的热爱。(3)培养学生严谨的科学作风，敢于提出与别人不同的见解，也勇于放弃或修正自己的错误观点。四、教学理念本节由“牛顿第一定律”和“惯性”两部分组成。内容设置上体现了三方面的教学基本理念。(1)注重多样化的教学方式：3通过亚里士多德观点与伽利略思想实验的观点质疑，提出了一种纠正前概念的学习方法——矛盾冲突法。(2)贯彻从生活走向物理，从物理走向生活：从生活概念为基础，强化矛盾冲突，激发学生探究兴趣，最后又通过“惯性的应用和预防惯性的危害”将物理还原于生活。(3)注重科学探究：实验探究“牛顿第一运动定律”提供了学生经历实验与分析论证、交流与合作，自我表述，培养科学方法、实践能力的条件，“惯性小实验”帮助学生学习实验验证方法，并有助于学生对“物理与生活”的认知。在整个教育过程中，教师只是指导者和参与者，强调学生为主体的学习过程，保证教师与学生的地位是平等的，注重多样化的教学方法，主要采用的有启发式、探讨式，实验等方法。为保证达到预期的教学效果，计划采用课堂练习、用自己的语言表述对定律的理解及举例示范等教学评价方式，及时反馈可靠信息，便于调整。五、设计思路(1)牛顿第一定律：第一阶段：采用“矛盾冲突法”，尽量展示生活体验、亚里士多德观点与伽利略思想实验矛盾冲突，激发学生探究欲望。第二阶段：实验探究。这一阶段要肯花时间，教师仅起一个指导者的作用，尽量让学生自己分析、交流、推论并表述出牛顿第一定律内容。第三阶段：主要以教师讲述的形式，指明牛顿第一定律的重要性、理想性，并通过对定律内容的理解指导，帮助学生认识力的作用在运动中只是“可以改变物体的运动状态”。(2)惯性：除了课本上实验，还安排学生做一做运动物体由于惯性而表现出来的现象，以突出惯性“维持其原有运动状态”的实质。并利用多媒体系统播放几个片段予以展示劳动中利用惯性，教师取小花锄，小锤头演示分别用不同方法固紧锤头，以突出惯性的实际意义。最后，简洁、明快地阐释出惯性与质量的关系，惯性与惯性定律的区别，惯性不是一种力。4六、教学过程（一）教学准备阶段（1）力是运动的原因还是改变运动的原因？（处理办法：通过提出问题--如物体不受力的作用能运动吗？受力运动的物体撤去力之后还能继续运动吗？---引导学生举例分析说明，还可以演示气垫导轨实验，让学生观察在阻力很小时物体近似做匀速直线运动，使学生留下比较深刻的印象：维持物体运动并不需要力，力是改变物体运动的原因。）（2）在进行牛顿第一定律的教学时，不能只满足于学生能复述牛顿第一定律的内容。还应帮助学生理解牛顿第一定律所包含的几层意思：①牛顿第一定律说明了物体不受力时的运动状态是匀速直线运动或静止（所以说，力不是物体运动的原因）；②一切物体都有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，这种性质叫做惯性（所以说，一切物体都有惯性）；③外力的作用是迫使物体改变运动状态（所以说，力是改变运动状态的原因）。（3）工具准备教具：计算机多媒体教学系统、CAI课件、网站下载图片资料、羊角锤等。学具：斜面、木板、透明胶布、棉布、毛巾、玻璃板、小车、象棋、刻度尺、惯性演示仪等。（4）课件制作，主要运用PPT，并从网上下载一些flash素材，以插件的形式运用到课件中。（二）整个教学过程叙述1、牛顿第一定律激发矛盾：课件展示人推木块的情景，让学生观察，然后，要求学生利用桌上的木块、小车感受：推木块，木块就运动，撤去推力，木块停止运动；推小车，小车运动，撤去外力，小车逐渐停下来。（在毛巾上做更明显）师：生活中还见过类似的例子吗？启发学生比较上述事例的共同特征：物体的运动需要力的作用，撤去物体受的力，物体就不会动或停止运动。5投影亚里士多德观点：要维持物体作匀速运动，就必须给物体施加一个力，力大物体运动快，力小物体运动慢。不受力而一直运动的现象是没有的。师：上述是古希腊最杰出的哲学家亚里士多德的观点，和同学们的生活体验何其相似！可是，三百多年前，著名科学家伽利略却发现将人们引入歧途的关键线索----摩擦力（至今未搞清其本质）。从而通过假想实验，运用逻辑推理，对亚里士多德（也即大多数同学们）的观点提出了质疑。投影出伽利略的理想实验示意图，教师对照示意图复述伽利略的推理过程和结论（共四步）。师：伽利略理性实验中的三步大胆推理，也是建立在分析大量事实基础上的，从而得到力不是维持运动的原因。后来又经过法国科学家笛卡尔进一步补充完善，物体不受力时作匀速运动，速度大小不变，而且运动方向不变。最后牛顿站在这些巨人的肩上对此作了的总结，把它上升为定律。为了加深对伽利略理想实验的理解，我们通过一个实验自己动手、动脑探究一下。实验探究：(1)提示学生先完整地看一遍课件中的实验内容：提出问题：此实验过程中，哪些条件保持不变？哪些条件在发生变化？（学生一开始可能只能回答出表象，应经多轮交流，由学生自己回答出：小车进入水平面时的速度大小和方向保持不变，小车在水平面上受到的摩擦力大小在变。实验时，为避免毛巾、棉布与车轮作用会产生移动；毛巾一端线结较粗；小车从斜面进入平面出现卡轮等，可以用宽幅透明胶布粘接斜面和平面的毛巾一端；斜面坡度不宜过大；斜面与平面交接处断面不能过大）(2)探究点拨：师：本实验分析与论证过程，着重在于比较结果，找出现象中变化的共同规律。6(3)学生分实验小组进行实验探究，教师巡视实验情况。(4)学生汇报分析与论证的想法最后教师总结，按史事顺序投影出四个代表性人物（观点先空着），启发学生间交流与探讨，逐步由学生自己完善自己的表述，保留公认的较成熟的表述。总结归纳：(1)教师点评：上述表述其实就是牛顿第一定律所反映的内容。投影出第一定律“牛顿版”完整表述与学生表述对照，征询学生对牛顿第一定律中“一切物体”“总保持”“匀速直线运动状态或静止状态”和“作用在它上面的力”“运动状态”的含义的理解意见，将成熟的意见打成投影。(2)综合述评：牛顿第一定律是研究物体运动规律的三大定律之一，该定律的建立具有两方面重大意义：一是说明了物体的运动不需要力来维持；二是牛顿第一定律的建立过程说明，牛顿第一定律是不受外力的理想情况，不能直接用实验验证。2、惯性：一切物体具有保持原有运动状态的属性，这种属性称为惯性(1)你是怎样理解“惯性”实质的？惯性与质量：物体惯性的大小用其质量大小来衡量。(2)举出生活中有关“惯性”的实例？举些例子，投影关于惯性的录像片段学生按照教师点拨分小组活动，活动完毕，教师以提问的方式组织交流，让学生再列举一些生活中的惯性现象。演示：固紧松脱的羊角锤锤头（把松脱的锤子锤把的一端在物体上撞几下，锤头就能紧套在锤柄上）投影：实例分析（汽车的启动及刹车）(3)惯性的应用与预防7师：惯性既有有用的一面，有时也会带来危害，生活中，我们要通过学习惯性，“兴利除弊”。（比如:汽车上的安全带，ABS防抱死系统等）(4)例题讲解加深理解例下列关于惯性的说法，正确的是()A.人走路时没有惯性，被绊倒时有惯性.B.物体的速度越大，停下来越困难，因此惯性越大.C.物体不受外力时有惯性，受外力后惯性被克服了.D.物体的惯性与物体运动状态及受力情况均无关，只与质量有关.E.子弹离开枪口后还会继续向前运动，是受“惯性”这个力作用的结果.分析本题考查对惯性的认识。物体惯性具有潜在性和稳定性，运动可以改变物体的位置、位移，外力可以改变物体的速度，却都不能因此改变物体总想保持原运动状态的属性；一切物体都有惯性，不仅静止的物体具有惯性，运动的物体也具有惯性；惯性不是力，与外力也无关；惯性是物体本身的内在属性，由物体的质量唯一确定。故选D.七、板书设计（可略）一、历史背景1亚里士多德：力是维持物体运动的原因，有力就运动,没有力就静止2伽利略：水平面上做匀速直线运动的物体并不需要外力来维持惯性定律发现的关键线索------摩擦力（可类比：自由落体-----空气阻力）伽利略理想斜面实验（共四步）3笛卡儿：物体不受外力时，速度的大小和方向不会改变，永远运动下去4牛顿：力是改变物体运动状态（速度）的原因二、牛顿第一定律内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使他改变这种运动状态。说明：1.一切物体2.匀速直线运动状态或静止状态-------平衡状态3.作用在它上面的力---------F（牛顿第一次提出）4.运动状态------v，运动状态改变---------a（伽利略第一次提出）85.惯性（总保持……的性质）---------m三、惯性1.惯性与质量2.惯性的应用与预防八、教学反思此次教学活动需一节课，是一个完整的物理