《牛頓第一定理》教案
《牛頓第一定理》教案
──淺談自主詢價(jià)模式的應(yīng)用
新課程標(biāo)準(zhǔn)明確提出“提倡探究式學(xué)習(xí)”。 “在教學(xué)中，班主任要讓中學(xué)生體驗(yàn)思考和探究的過(guò)程，了解科學(xué)探究的技巧?！?自主探究教學(xué)是一種課堂教學(xué)模式。 在課堂上，要求班主任充分發(fā)揮中學(xué)生的主體作用，在師生之間、學(xué)生之間形成多向的反饋結(jié)構(gòu)。 在班主任的啟發(fā)下，中學(xué)生積極解決問(wèn)題。 自主探究教學(xué)通過(guò)爆發(fā)內(nèi)驅(qū)力，調(diào)動(dòng)中學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，使學(xué)習(xí)成為中學(xué)生的內(nèi)在需要，從根本上促進(jìn)中學(xué)生認(rèn)知、能力、人格乃至人格的發(fā)展。完美人格的出現(xiàn)。
然而在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，如何讓中學(xué)生的主體性、主動(dòng)性、創(chuàng)造性得到充分發(fā)揮，如何落實(shí)好自主教學(xué)探究模式，是教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。
在教學(xué)過(guò)程的設(shè)計(jì)中，筆者認(rèn)為應(yīng)掌握以下三個(gè)原則：
1、中學(xué)生已知的內(nèi)容，可以通過(guò)自主探究的方式讓中學(xué)生自己完成教學(xué)要求；
2、中學(xué)生不懂但經(jīng)過(guò)老師啟發(fā)和引導(dǎo)后能理解的，也可以讓中學(xué)生通過(guò)自主探索獨(dú)立完成教學(xué)要求；
3、中學(xué)生不懂的，經(jīng)老師提示后難以理解的，需要老師來(lái)完成。 自我探索式教學(xué)模式就是讓中學(xué)生成為教學(xué)活動(dòng)、學(xué)習(xí)和發(fā)展的主人。
實(shí)施自主探究式教學(xué)模式的關(guān)鍵在于，班主任在設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程時(shí)，要充分了解什么是中學(xué)生已知的知識(shí)點(diǎn)，什么是未知的知識(shí)點(diǎn)，什么是之前可以啟發(fā)的知識(shí)點(diǎn)。大師，還有什么是中學(xué)生難以理解的。 詢問(wèn)要點(diǎn)→有針對(duì)性地設(shè)計(jì)問(wèn)題→設(shè)計(jì)具體的詢問(wèn)流程。 下面我們以《牛頓第一定理》的教學(xué)為例，看看自主探究式教學(xué)模式的具體應(yīng)用。
1. 教材分析
教材的這一部分首先回顧了人類認(rèn)識(shí)“運(yùn)動(dòng)與力”關(guān)系的歷史，介紹了四位科學(xué)家研究運(yùn)動(dòng)與力關(guān)系的思維方式和杰出貢獻(xiàn)。 然后描述牛頓第一定理的內(nèi)容和物體慣性的概念。 這是一門銜接初高中知識(shí)的課程。 中學(xué)生已經(jīng)了解了牛頓第一定理的基本內(nèi)容，因此在教學(xué)設(shè)計(jì)中，應(yīng)以教材中“力是運(yùn)動(dòng)的原因還是改變運(yùn)動(dòng)的原因”理解的發(fā)展歷史為線索，并以運(yùn)用科學(xué)思維、科學(xué)方法教育和思維能力培養(yǎng)為主要目標(biāo)。 教學(xué)的優(yōu)缺點(diǎn)應(yīng)該放在了解人類認(rèn)識(shí)“運(yùn)動(dòng)與力”的關(guān)系研究、思維、推理過(guò)程，學(xué)習(xí)科學(xué)研究中常用的理想實(shí)驗(yàn)方法。 在學(xué)習(xí)牛頓第一定理的內(nèi)容時(shí)，注重對(duì)知識(shí)的理解以及與現(xiàn)實(shí)生活的聯(lián)系。 為了充分發(fā)揮中學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和思維的積極性，本課程采用中學(xué)生自我探究的模式來(lái)組織教學(xué)。
2.教學(xué)流程設(shè)計(jì)
引入新課程：運(yùn)動(dòng)的原因是什么
（一）中學(xué)生讀歷史回顧，了解四位科學(xué)家對(duì)力與運(yùn)動(dòng)的看法
這段內(nèi)容中有些知識(shí)點(diǎn)是中學(xué)生知道的，有些知識(shí)點(diǎn)是中學(xué)生不知道的，但是中學(xué)生能夠理解，所以是由中學(xué)生完成的。 朋友之間是互補(bǔ)的，班主任只起到總結(jié)的作用。
1. 亞里士多德：力使物體保持運(yùn)動(dòng)。
現(xiàn)象：當(dāng)人乘坐傘車在平坦的道路上行走時(shí)，車可以移動(dòng)，但當(dāng)人停止發(fā)力時(shí)，車就會(huì)停下來(lái)。
2、伽利略：物體在水平面上之所以會(huì)停止，是由于摩擦力的作用。 如果沒(méi)有摩擦力，水平面上的物體一旦有了一定的速度，物體就會(huì)一直以這個(gè)速度運(yùn)動(dòng)。
笛卡爾：如果沒(méi)有其他原因，運(yùn)動(dòng)的物體將繼續(xù)以相同的速度沿直線運(yùn)動(dòng)，既不會(huì)停止，也不會(huì)偏離原來(lái)的方向。
牛頓：所有物體總是保持原來(lái)的勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止的狀態(tài)，直到有外力促使它改變這些狀態(tài)。
（2）問(wèn)：以上四位科學(xué)家都將人類認(rèn)知向前推進(jìn)了一步。 試著分析一下每一步體現(xiàn)在哪里？ 你認(rèn)為誰(shuí)貢獻(xiàn)最大？
班主任通過(guò)設(shè)計(jì)這樣的問(wèn)題，明確了中學(xué)生想要探索的內(nèi)容和方向。 細(xì)節(jié)由中學(xué)生配合完成，班主任只起到總結(jié)的作用。
a) 亞里士多德的貢獻(xiàn)：通過(guò)直覺(jué)觀察提出問(wèn)題，為科學(xué)家的研究確立主題。
b) 伽利略的貢獻(xiàn)：
（1）伽利略發(fā)現(xiàn)了不易直觀的摩擦力，并改變了亞里士多德基于直接經(jīng)驗(yàn)的直觀推論，提出運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持；
（2）思維代替直覺(jué)來(lái)認(rèn)識(shí)宇宙。
c) 笛卡爾的貢獻(xiàn)：
(1)清晰的勻速直線運(yùn)動(dòng)；
(2) 有強(qiáng)調(diào)利率變化的激勵(lì)措施。
d) 牛頓的貢獻(xiàn)：
(1) 擴(kuò)展到所有對(duì)象；
(2) 建議暫停；
(3)清晰度的作用。
對(duì)于誰(shuí)做出的貢獻(xiàn)最大，中學(xué)生有不同的看法。 沒(méi)有準(zhǔn)確的結(jié)論，班主任也不需要給出正確的推斷。 并通過(guò)對(duì)化學(xué)歷史發(fā)展的考察和對(duì)四位科學(xué)家貢獻(xiàn)的探索，幫助中學(xué)生了解化學(xué)家理解和發(fā)現(xiàn)化學(xué)規(guī)律和規(guī)律的基本技能。 因此，“以史為鑒”訓(xùn)練他們以化學(xué)家認(rèn)識(shí)世界本來(lái)面目的形式來(lái)認(rèn)識(shí)世界。 從一定意義上說(shuō)，通過(guò)還原規(guī)律認(rèn)識(shí)的歷史，對(duì)中學(xué)生進(jìn)行科學(xué)思想、科學(xué)方法論教育，是培養(yǎng)中學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的有效途徑。 這是設(shè)計(jì)本題的關(guān)鍵，也是本課的亮點(diǎn)。
本塊教學(xué)內(nèi)容學(xué)生不知道的是伽利略的理想實(shí)驗(yàn)。 班主任應(yīng)該采取的教學(xué)方法是設(shè)計(jì)一系列問(wèn)題，引導(dǎo)中學(xué)生學(xué)會(huì)自己分析問(wèn)題、自己解決問(wèn)題。 具體操作可以如下。
問(wèn)：伽利略用什么方法證明物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持？
演示說(shuō)明：設(shè)置一個(gè)向上的斜角，然后平滑地連接一個(gè)向下的斜角。 然后拿一個(gè)小球放在斜坡上的某個(gè)點(diǎn)上，當(dāng)它從靜止運(yùn)動(dòng)中出來(lái)時(shí)，它會(huì)沖向另一個(gè)斜坡。
班主任提出疑問(wèn)：它能“沖”到哪里，能回到原來(lái)的高度嗎？ 如果順利的話，結(jié)果會(huì)怎樣？
班主任通過(guò)一系列的問(wèn)題引發(fā)了同學(xué)們的思考。 通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，它無(wú)法上升到原來(lái)的水平，這是由于摩擦力較大。 如果換一個(gè)摩擦力較小的斜面，可以看出它只是更接近那個(gè)水平。 摩擦力越小，距離越近。 這是一個(gè)實(shí)驗(yàn)事實(shí)。 科學(xué)推理：基于這個(gè)可靠的實(shí)驗(yàn)事實(shí)牛頓第一定律思維導(dǎo)圖詳細(xì)，然后順著摩擦力越來(lái)越小的發(fā)展趨勢(shì)，進(jìn)行科學(xué)推理——如果摩擦力小到?jīng)]有摩擦力，球就會(huì)非常接近──所以才能達(dá)到原來(lái)的水平。 這是一個(gè)理想的實(shí)驗(yàn)情況，即小球總是能沿著光滑的斜坡上升到原來(lái)的高度。 班主任強(qiáng)調(diào)，“假設(shè)”這個(gè)詞用得很好。 它對(duì)化學(xué)推論做出了合理的推斷，并且推論是合乎邏輯的。 減小第二斜面的夾角，夾角越小，球到達(dá)原始高度的距離就越長(zhǎng)； 夾角越小，通過(guò)的距離越長(zhǎng)。 之后，我們將進(jìn)行科學(xué)推理。 如果最終變成水平面，小球所行的距離將無(wú)限長(zhǎng)，只能繼續(xù)沿水平面移動(dòng)。
班主任總結(jié)道：“理想實(shí)驗(yàn)”雖然也叫實(shí)驗(yàn)，但并不等同于科學(xué)實(shí)驗(yàn)。 真正的實(shí)驗(yàn)是一種實(shí)踐活動(dòng)，而“理想實(shí)驗(yàn)”則是一種思維活動(dòng)，是人們?cè)诰唧w思維中構(gòu)思出來(lái)的，但在實(shí)踐中卻很難做到的。 “實(shí)驗(yàn)”。 他還強(qiáng)調(diào)，理想的實(shí)驗(yàn)是立足于真實(shí)的科學(xué)實(shí)踐，抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，對(duì)實(shí)際過(guò)程進(jìn)行更深入的具體分析。 理想的實(shí)驗(yàn)基于正確的邏輯定律。 它是自然科學(xué)理論研究的重要方法。
(3)氣墊滑軌實(shí)驗(yàn)演示
氣墊滑梯實(shí)驗(yàn)對(duì)于中學(xué)生來(lái)說(shuō)是一個(gè)未知的實(shí)驗(yàn)，所以采用的方法是由教師和學(xué)生共同完成。 班主任介紹實(shí)驗(yàn)裝置及其特點(diǎn)，中學(xué)生將物體在氣墊滑軌上推動(dòng)，觀察其運(yùn)動(dòng)，進(jìn)一步幫助中學(xué)生加深對(duì)物體會(huì)做直線運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)不受外力作用時(shí)牛頓第一定律思維導(dǎo)圖詳細(xì)，以勻速運(yùn)動(dòng)。
（4）讓中學(xué)生仔細(xì)閱讀牛頓第一定理的內(nèi)容，思考定理中所包含的含義
在教授牛頓第一定理時(shí)，我們不僅要滿足于中學(xué)生能夠復(fù)述牛頓第一定理的內(nèi)容，還要幫助學(xué)生理解牛頓第一定律所包含的含義。 對(duì)定理的理解未知，但在班主任的啟發(fā)下，中學(xué)生可以互相討論，自主探索，教師補(bǔ)充，完成以下三個(gè)含義。
1.描述物體不受外力作用時(shí)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律
牛頓第一定理描述了當(dāng)物體不受外力作用，或者所受到的合外力為零時(shí)，物體將保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)——?jiǎng)蛩僦本€運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)。
2.揭示力的科學(xué)定義
力是物體之間的相互作用，是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)即形成加速度的誘因，而不是形成和維持物體運(yùn)動(dòng)的誘因。
3、一切物體都具有保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)，這就闡明了物體的普遍性質(zhì)——慣性。
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