一、教材分析
人類對力與運動關系的認識經歷了一個漫長而坎坷的歷史過程。 本課旨在通過中學生的學習,重復人類認識和研究的過程。 高中生對牛頓第一定理的內容已經有了一定的了解。 小學課本中“牛頓第一定理”課的目的是為了讓中學生更好地了解化學知識的深度和廣度。 相比之下,小學知識有以下差異:
首先,知識的內容不同。 小學:一切物體在不受外力作用時,總是處于靜止狀態或勻速直線運動狀態; 中學:一切物體總是處于勻速直線運動狀態或靜止狀態,除非它們作用于它
表面力導致它改變這些狀態。 中學課本中的敘事,內涵更為豐富。 指出力是改變物體運動狀態的原因,突出了第一定理的獨立性和意義,為學習牛頓第二定理鋪平了道路。 使中學生在腦海中建構一個完整的系統動力學理論。
二是過程和方法(主要是示范實驗的設計、探索和思考深度)不同。 中學:讓貨車從坡頂滑下來,用浴巾、棉布、木板滑到平面上; 中學:演示伽利略斜面實驗和推理,主要突出理想實驗等科學方法的價值。
三是情感、態度、價值觀的表達。 中學只是簡單介紹了牛頓第一定理的歷史。 中學教材在回顧歷史的基礎上進行歷史反思,突出科學推理的重要作用,使中學生學有所成。 我深深地認識到,化學理論的產生需要眾多化學家的共同努力。 另外,通過伽利略的學習,中學生可以感受到責備精神的重要性。
這一段在整個牛頓經典熱學中的地位:牛頓第一定理強調了物體在沒有力的情況下是如何處于運動狀態的,從而可以進一步研究物體在力作用下的運動狀態。 因此,牛頓第一定理是整個熱力學研究的起點。
二、教學目標
知識和能力
1、了解伽利略的理想實驗及其主要推理過程和結論,知道理想實驗是科學研究的重要方法;
2、理解牛頓第一定理的內容和意義;
3、知道什么是慣性,就能正確解釋慣性現象。
流程與技巧
1、觀察日常生活中的慣性現象,理解力與運動的關系;
2、通過實驗加深對牛頓第一定理的理解;
3、理解理想實驗是科學研究的重要途徑。
情緒心態和價值觀
1、通過伽利略和亞里士多德對力與運動關系的不同理解,了解人類對事物本質認識的起伏;
2、明白科學是人類進步的不竭動力。
三、學業情況分析
中學生在中學就已經知道這一段,但是比較片面,對知識點的理解也比較淺。 通過本課的學習,中學生可以對牛頓第一定理有一個更全面的認識。 并且要使中學生逐步從形象思維上升到具象思維,逐步達到使中學生全面看問題、分析數學問題的能力。
四、教學方法
以中學生為主體,充分發揮中學生的自主能力,調動中學生學習的積極性; 這是建構主義教學理論的核心,也是課程標準的要求。 基于這種主導思想,在這節課中我將采用“引導探究”、“實驗”和“討論歸納”的教學方法。 目的是在班主任的指導下培養中學生的科學思維方式。
五、教學過程設計
1.創建場景
舉中學生生活中的例子(例如:公交車突然剎車時,乘客的身體反應是什么?)
生活中眾多運動現象背后的原因是什么?
2.新課教學
首先給出亞里士多德的觀點。
(說明僅憑“直覺”來判斷問題是不可靠的。)
其次介紹了伽利略的觀點和指責,引出了斜面實驗。
① 演示伽利略的斜面實驗。
(中學生觀察實驗現象后,引導中學生總結并得出以下推論:伽利略的斜面實驗以可靠的實驗事實為依據,進行了合理的推理。隱藏在表面背后的力和運動已發現相關現象。)
后來,美國科學家笛卡爾補充并確立了他的觀點。
請中學生強調笛卡爾觀點與伽利略觀點的區別。
(讓中學生感受到人們對慣性定理的理解正在逐漸接近真理。)
最后提出了牛頓第一定理牛頓第一定律主要內容,該定理是牛頓繼承前人的研究成果,經過自己的勤奮思考得出的。
(讓中學生在研究問題時感受到向前輩學習的重要性。)
論證牛頓第一定理的內容,分析定理的兩種含義。
為了說明一切物體都具有慣性牛頓第一定律主要內容,本實驗證明氨氣具有慣性。 因為固體和液體比較直觀,中學生有一定的生活感受,只要創造生活場景,進行思想實驗。
②證明氨氣惰性的實驗
為了突出慣性和質量的關系,請中學生設計一個實驗,并詳細講解操作步驟。
③證明用繩子懸著的兩個體積相同、質量不同的球,在幾乎相同的外力作用下,運動狀態的變化是不同的。
得出一個推論:質量是慣性大小的量度。
(通過演示實驗的設計,突出了盡量減少影響實驗效果的各種誘因,從而更方便地研究各種數學問題。)
三、總結
讓中學生復習本課教學內容,感受本課知識與小學生知識的不同。
思考:力是改變物體運動狀態的原因,即加速度的原因; 慣性是物體抵抗運動狀態變化的能力,質量是慣性的量度。 那么力、加速度和質量之間的定量關系是怎樣的呢? 在下一節課中,我們將進行實驗研究。
(通過思考問題順利過渡到下一節要學習的內容。展示知識的連貫性和完整性。)
4.布置作業
通過完成課后習題鞏固本課知識。
6.黑板設計