初中數學《牛頓第一定理》教學設計一、案例背景1、教材剖析本節是人教版選修一第四章《牛頓運動定理》第一節。本章是在后面三章對力和運動分別研究的基礎上，進一步闡述物體的運動狀態變化和物體的受力情況間的關系．牛頓運動定理是幫助學生理解力和運動關系的橋梁，是動力學的基礎，也是整個精典數學理論的基礎。牛頓第一定理闡明了運動和力的關系，是牛頓數學學的基石，熱學的第一原理，它破不僅歷時兩千年以來亞里士多德的錯誤觀點，改變了人類的自然觀和世界觀，本身還包含著重、慣性和參考系的科學概念，是數學學理論的支柱和基石．在教學中，不能把它看做牛頓第二定理的特殊情況，它意在引導中學生了解科學的發覺和發展．本節課采用的理想實驗法，在化學研究中具有極其重要的地位和作用。2、教學重難點及學情剖析教學重點1．理解伽利略理想實驗中彰顯的科學思想2.理解牛頓第一定理，把握慣性，力與運動的關系．教學難點牛頓第一定理是理想定理，描述的是物體在不受力的情況下遵守的運動規律，與生活實際有一定距離，部份朋友從日常經驗出發，常常會形成錯誤的認識，這就使中學生在理解上容易出現障礙。也是歷來中學生在做這部份習題時容易出現問題的誘因。慣性現象是自然界、生活中的普遍現象，并且概念是具象的。
對“慣性”概念的理解對中學生是一個難點，尤其是對于慣性現象進行科學的解釋3、教學目標三維目標1．知識與技能（1）理解力和運動的關系，曉得物體的運動不須要力來維持．（2）理解牛頓第一定理，曉得它是邏輯推理的結果，不受力的物體是不存在的．（3）理解慣性的概念牛頓第一定律公式f，曉得質量是慣性大小的量度．2．過程與方式培養中學生嚴謹的邏輯推理能力；要能透過現象了解事物的本質，對化學問題決不能主觀臆測；通過對大量實例的剖析，培養中學生歸納、綜合能力。擅于思索、善于總結，把數學與實際生活緊密結合。3．情感、態度與價值觀（1）讓中學生曉得科學研究過程的艱辛，感悟實驗加推理的科學研究方式。（2）借助生活中的事例來認識慣性與質量的關系．鼓勵中學生大膽發言，并學因而用．4、教學設計思路本節課的教學設計，主要是弘揚新課程所提倡的探究學習、自主學習、合作交流，讓中學生體驗知識的獲取過程，并通過動手實驗和借助緊貼中學生生活的實例，達到突破重難點的目的。按照新課改要求，本節采用探究式教學，以數學史實為線索引學案生得出化學規律。化學學是一門與自然、生活、技術進步和社會發展有著最為廣泛聯系的科學。采用講授灌輸式教學方法，遠離科學探究樂趣，她們是不可能熱愛數學課程的。
所以要讓中學生在體驗中獲得數學規律，在化學史實中展現思維的力量和美。本節課的設計特征是重視體驗數學規律的發覺和發展。科學家的創造性思維品質和勇于置疑、堅持真理的獻身精神成為情感心態價值觀教育的好素材。另外，探究式實驗驗證是本節課必須要的。5、課前打算教具準備：多媒體講義、小車、長木板、棉布、毛巾、小球、自制理想斜面實驗器（每3人一組：2人配合實驗，1人記錄整理）、刻度尺、木塊、氣墊滑軌、滑塊等．知識打算：力的概念及力的作用療效．6、課時計劃：1課時二、教學過程教學環節班主任活動中學生活動設計意圖引入課題1.視頻導出嫦娥二號發射過程：將衛星發射到太空必需要有推力強悍的灰熊。力與運動之間有著密切的聯系，由此引出本章內容。2.常識導出（圖片）1．我國公安交通部門規定，從1993年7月1日起，在各類大型汽車后排搭乘的人（包括司機）必須系好安全帶，為何？2．展示一張極具視覺沖擊力的相片——亞洲飛人柯受良開車飛躍長江，他憑哪些有這些膽識去飛躍氣魄恢弘的長江呢？3.情境導出動手做一做：用手推桌上的書，之后停止使勁，觀察書的運動狀態變化。由此看來，必須有力作用在物體上，物體才運動；沒有力作用在物體上，物體就不運動——兩千多年前古埃及科學家亞里士多德就得出了這樣的推論，這個推論正確嗎？中學生討論，班主任借此導出新課．觀看、聆聽、動手體驗、思索、渴望探究力與運動的關系。
通過生產生活中的一些現象導致中學生探索數學知識的興趣，同時為慣性的學習打下伏筆。新課教學歷史回顧之亞里士多德1．亞里士多德觀點：力是維持物體運動的誘因（在得出亞里士多德的觀點后）通感：你覺得這個觀點有哪些問題？（中學生思索后回答）2.指導中學生實驗：設計斜面貨車實驗：在中學生提出的觀點后強調：亞里士多德的觀點似乎錯誤，但仍然維持和統治人們的思想近兩千年，你能用桌面的器材設計實驗推翻他的說法嗎？（介紹器材：貨車、長木板、棉布、毛巾、）提出指導問題：（1）、如何讓貨車初速率相同？（2）、毛巾、棉布、木板的粗糙程度如何？（3）、如何減少貨車在水平面上的滑行距離？3．價值觀滲透：亞里士多德說法似乎錯誤，但他在當時提出了好多觀點，有時侯提出問題比證明一個問題更難，所以說亞里士多德毫無疑惑是偉大的。1、思考、回答問題2、設計實驗、感受體悟：力并不一定能維持運動，貨車停出來正是由于力（磨擦力）制約了運動。3.對力的作用療效有了更進一步的認識。中學生似乎有不同的觀點，因為小學已學習過這部份知識牛頓第一定律公式f，所以中學生會得到此觀點是錯誤的，但不少朋友心里的擔憂還是存在的。既然有顧慮，那最好的辦法就是讓中學生通過自己動手動腦去摒棄疑團。
同時，為提出伽利略理想實驗打好伏筆。歷史回顧之伽利略1．指導中學生實驗：指導中學生動手操作，重溫伽利略理想實驗，重點注意引導中學生進行科學推理。2.演示實驗：雖然現實生活中沒有絕對光滑的平面。但可以創造比較光滑的平面去證明伽俐略的看法——氣墊滑軌上物體近勻速的運動。3.視頻觀看：體育項目——冰壺球運動，因為球運動過程阻力很小，能以幾乎不變的速率前進。4.小結及價值觀滲透：（1）伽俐略理想實驗對科學研究的意義。（2）介紹伽俐略其人其事，讓中學生意識到：一個規律的發覺并不是一帆風順的，不是一開始的認識就是對的，而是須要人類不斷探求能夠產生的，并明白科學研究過程的艱辛和科學家因此所付出的努力和心血。1.動手操作，觀察記錄，推理剖析，感悟實驗加推理的科學研究方式。伽利略理想實驗似乎難以在現實生活中實現，但卻是構建在實驗基礎之上，通過科學推理得出，因而是完全正確的。推論：在水平面上運動的物體假如沒有遭到磨擦阻力，物體將沿水平面以恒定的速率持續運動下去。2.感受體悟愛因斯坦對伽利略的評價。給中學生充分展示自己思維過程的機會，讓她們自己去探索數學規律的真假，讓每一個中學生都還能深刻感受力和運動之間的關系。通過理想斜面實驗，說明化學研究中緊抓主要誘因，忽視次要誘因的必要性，同時也展示了數學研究思想的美妙和邏輯的力量。
讓中學生學習感受高手科學家勇于指責權威，敢于探求的精神品質。歷史回顧之笛卡爾1.指導中學生閱讀笛卡爾相關內容提醒中學生思索笛卡爾說法與伽利略說法的優缺：與伽俐略同時代的意大利科學家笛卡兒，補充和建立了伽俐略觀點。他覺得：假如沒有其他緣由，運動的物體將繼續以同一速率順著一條直線運動，既不會停出來，也不會偏離原先的方向。他支持了伽利略力不是物體的運動的觀點，而且還指出沒有力作用時物體的運動情況。他還覺得，這應當要作為一個原理加以確立，而且是人類整個自然界的基礎。2.價值觀滲透：科學理論的建立不是一蹴而就，須要科學家們不斷地推動。閱讀理解，剖析笛卡爾說法的進步性。讓中學生感受科學理論的發展建立過程。牛頓第一定理1.提出終極論斷——牛頓第一定理（慣性定理）：一切物體總保持勻速直線運動狀態或靜上狀態，直至有力促使它改變這些狀態。2.繼續設疑，引導中學生加深理解：既然牛頓第一定理更健全，這么它從幾個方面論述了力和運動的關系？（讓中學生討論交流并回答）。3.在中學生回答基礎上，進一步總結，對定理的理解強調：（1）物體運動不須要力。(不受力時，運動物感受仍然運動下去，靜止的物感受仍然靜止)，提出“慣性”概念。（2）力是改變物體運動狀態的誘因。
4.設疑：牛頓第一定理能夠用實驗來驗證？推論：不能，由于不受力作用的物體是不存在的．受力但合力為零可看做不受力．在中學生回答的基礎上，做出肯定，并強調：牛頓第一定理其實所描述的是一種理想化狀態，但它卻正確闡明了自然規律．5．價值觀滲透介紹牛頓——“經典熱學之父”的成就，強調牛頓第一定理是牛頓熱學系統中的基礎。牛頓的直率。1.思索、對牛頓第一定理內容逐條進行推理剖析。2.討論交流，深刻理解牛頓第一定理的內涵。培養中學生的推理剖析能力，并加深對牛頓第一定理的理解。培養中學生合作探究的意識。牛頓第一定理的應用1.回答引入部份的兩個問題：（1）司機為何必須系好安全帶？（觀看視頻：車輛碰撞模擬實驗）（2）柯受良為什么能飛躍長江？2.播放視頻（車上拋球），請朋友解釋。3.要求中學生分組討論搜集生活中的有關“慣性”的現象，并解釋。思索、討論、觀察、推理、通過理論與實踐相結合的形式，進一步加深對牛頓第一定理的理解。讓中學生進一步感遭到化學是一門與生產生活聯系密切的科學。要能學因而用。小結通過板書，總結本節主要內容：1、回顧歷史，諸位科學家的貢獻，指出一下伽利略“理想實驗”的意義。2、牛頓第一定理告訴我們亮點：即（1）物體都有“慣性”，（2）力的作用療效是改變物體的運動狀態。思索、整理知識點，產生完整的知識體系。通過小結，使中學生產生完整的知識體系。課后作業拓展1、完成本節課后練習。2、放學后在安全有保障的情況下，找各類機會體驗“慣性”，思索慣性與這些誘因有關，寫出心得。通過完成作業，鞏固本節所學。通過作業，備考鞏固所學知識，拓展知識，進一步提升剖析推理能力。