想要了解更多相關(guān)信息不妨閱讀一下“自由落體運動課件”,我的建議是基于我個人的經(jīng)驗和知識供您參考。在給學(xué)生上課之前老師早早準(zhǔn)備好教案課件,因此老師最好能認真寫好每個教案課件。教案要做到結(jié)構(gòu)合理內(nèi)容豐富設(shè)計科學(xué)。
一、教材分析
本節(jié)內(nèi)容屬于《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》中必修模一第二章《勻變速直線運動的研究》第五節(jié)《自由落體運動》的內(nèi)容。自由落體運動是勻變速直線運動的一種具體情形。此前,學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了勻變速直線運動的規(guī)律,也學(xué)習(xí)了研究勻變速直線運動的基本方法,對本課的學(xué)習(xí),實際上是引導(dǎo)學(xué)生利用已有知識解決生活實際中的問題。組織學(xué)生進行探究活動,既有利于鞏固所學(xué)的知識,培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題、探求規(guī)律的能力,還能對學(xué)生進行科學(xué)方法和科學(xué)思想的教育。
二、目標(biāo)
1、知識與能力
(1)理解自由落體運動,理解是重力加速度,
(2)掌握自由落體運動的規(guī)律,
(3)培養(yǎng)學(xué)生分析和綜合、推理和判斷等思維能力。
2、過程與方法
通過觀察輕重不同物體在真空中的下落過程,實際測量重物自由下落的加速度等探究活動,讓學(xué)生體會科學(xué)推理和科學(xué)實驗是揭示自然規(guī)律的重要方法和手段。
3、情感態(tài)度和世界觀
感受前人(亞里士多德)崇尚科學(xué)、勇于探索的人格魅力,培養(yǎng)學(xué)生嚴謹務(wù)實的科學(xué)態(tài)度。促進學(xué)生形成科學(xué)思想和正確的世界觀。
三、教學(xué)重點、難點
重點:不同物體自由下落有共同加速度g、做好實驗
難點:斜面實驗設(shè)計的巧妙性、實驗過程中科學(xué)猜想、數(shù)學(xué)推導(dǎo)、合理外推的體現(xiàn)
四、學(xué)情分析
在前面的教學(xué)中,學(xué)生已經(jīng)初步掌握了平均速度、瞬時速度、加速度的概念,對自由落體運動也有過思考,接觸過亞里士多德的觀點和伽利略著名的比薩斜塔實驗,但未曾接觸勻變速直線運動和理想實驗的概念。
五、教學(xué)方法
實驗探究法、分析法、實驗歸納法、講授法、討論法。
六、課前準(zhǔn)備
1、牛頓管、抽氣機;
2、10套:紙片、鐵架臺、鐵螺絲、鐵夾、鐵橫桿、紙帶夾、打點計時器(帶復(fù)寫紙片)、紙帶、重錘、海綿墊、接線板;長刻度尺。
所謂創(chuàng)新模仿式教學(xué),就是指在課堂上老師采取一種指導(dǎo)學(xué)生通過創(chuàng)新模仿方式嘗試尋找、發(fā)現(xiàn)、學(xué)習(xí)物理概念和物理規(guī)律的教學(xué)方法。這種教學(xué)方法,不是以教師講解為主,而是在學(xué)生事先做好準(zhǔn)備的前提下,在教師指導(dǎo)下由學(xué)生自行講解或討論,以學(xué)生的活動為主。這個專題是一個嘗試,教學(xué)中應(yīng)根據(jù)實際情況,盡量讓學(xué)生多動手動腦,運用所學(xué)的知識分析解決問題,由此學(xué)習(xí)和體會一些解決問題的科學(xué)方法。創(chuàng)新模仿式的學(xué)習(xí)方法,關(guān)鍵在于學(xué)生對學(xué)習(xí)材料(包括教材和資料)的感悟和創(chuàng)新,運用模擬、轉(zhuǎn)換、理想化方法等思想,通過積極的知識遷移和啟發(fā)聯(lián)想來實現(xiàn)創(chuàng)造性學(xué)習(xí),抓住學(xué)習(xí)的本質(zhì)。
本文以研究自由落體運動的規(guī)律這一課題為例,試著對創(chuàng)新模仿式教學(xué)進行闡述。在組織創(chuàng)新模仿式教學(xué)時,建立在生活事實、演示實驗和學(xué)科歷史等三個基礎(chǔ)的創(chuàng)新模仿活動貫穿于課堂教學(xué)始終,尤其表現(xiàn)在四個主要教學(xué)環(huán)節(jié)上。我們先來談?wù)剟?chuàng)新模仿教學(xué)活動的三個基礎(chǔ)——
一、生活事實
生活給了我們有益的啟示,物理規(guī)律正是由生活現(xiàn)象中來的,抽象出來的規(guī)律具有本質(zhì)的普遍意義,它反復(fù)出現(xiàn)在許多物理現(xiàn)象中。中學(xué)物理教材的各章節(jié)的知識性內(nèi)容幾乎都采取了例證的方法,用具體、形象化的例子說明問題讓學(xué)生感到真實。
既然物理概念和規(guī)律源于例子又回到例子上,學(xué)習(xí)時就要運用典型的例子幫助驗證、學(xué)習(xí)和理解它們。我們可以從生活現(xiàn)象出發(fā),融入學(xué)習(xí)內(nèi)容,或者由學(xué)習(xí)內(nèi)容聯(lián)想生活。這樣可以化陌生為熟悉,由熟悉推出未知,而且要學(xué)會舉一反三。想不通的道理,看看生活現(xiàn)象,平時注意積累典型例子加深理解,提高全面認識的能力。
例一
創(chuàng)新模仿基礎(chǔ)之生活事實:用繩子懸掛著的物體,如果繩子斷了,物體會掉下來;樹上的果實,成熟后會掉下來;手里捏著的粉筆,松開手后會掉下來。
問題導(dǎo)學(xué):物體為什么會下落?
研究方法:觀察與分析
分析:物體的下落運動是一種常見的運動,學(xué)生熟知,但很少有人去注意它。通過細心的觀察,綜合分析眾多的實例。師生討論歸納得出結(jié)論:物體之所以會下落,是由于受到了重力的作用。從觀察生活現(xiàn)象事實到得出結(jié)論的過程就運用了創(chuàng)新模仿。
二、演示實驗
物理學(xué)是一門實驗科學(xué)。所以,課堂上指導(dǎo)學(xué)生自己動手做小實驗很重要。在學(xué)習(xí)物理的過程中,一方面要善于應(yīng)用學(xué)到的理論去解釋日常生活中所見到的現(xiàn)象,另一方面要善于“動手”,通過實踐去檢驗真理,雙向聯(lián)系,看一看感性認識是不是正確,在實踐和應(yīng)用中學(xué)習(xí)概念。課堂上,學(xué)生關(guān)注實驗結(jié)果反映了什么樣的物理規(guī)律,也可以從其中體會到了科學(xué)研究的樂趣。
例二
創(chuàng)新模仿基礎(chǔ)之演示實驗:取一截粉筆和一張小紙片(粉筆比紙片重),從同一高處同時釋放。
問題導(dǎo)學(xué):什么樣的物體下落得更快?物體下落快慢是不是跟重力有關(guān)?什么原因?qū)е滤鼈兿群舐涞兀?/p>
分析:通過觀察和體驗,由演示實驗可見:粉筆比紙下落快粉筆先落地。師生討論:為什么呢?空氣阻力是影響物體下落快慢的重要因素。還可以思考得出: 如果設(shè)法消除空氣阻力,會怎樣?當(dāng)阻力很小,可以忽略時,物體下落是不是可視為自由落體運動?通過演示實驗與物理教學(xué)的整合,用實驗、觀察、推理、極端外推、悖論等研究方法創(chuàng)新模仿,加深了學(xué)生對自由落體運動的感性認識,加深了他們對這類問題的理解。
三、學(xué)科歷史
物理教學(xué)改革的目的之一,是對學(xué)主進行培養(yǎng)和訓(xùn)練科研人員應(yīng)具有的素質(zhì)和能力,要形成科學(xué)的思維方法。這就要求我們將物理教學(xué)和學(xué)科歷史結(jié)合,具體地講就是善于把學(xué)生推到若干年前讓他們從當(dāng)時的科學(xué)背景出發(fā)去重溫科學(xué)家們在什么問題上,什么環(huán)節(jié)中、什么情況下,用什么方法和思想作出了科學(xué)發(fā)明和發(fā)現(xiàn)的突破性步驟,從而把這些關(guān)鍵的步驟聯(lián)系起來。
例三
創(chuàng)新模仿基礎(chǔ)之學(xué)科歷史:教材P70頁閱讀材料《伽利略對自由落體運動的研究》
問題導(dǎo)學(xué):伽利略的研究方法是什么?
分析:這部分內(nèi)容應(yīng)以學(xué)生自學(xué)為主,老師適當(dāng)引導(dǎo)。關(guān)于落體運動的規(guī)律,歷史曾經(jīng)出現(xiàn)過兩種截然不同的觀點。應(yīng)該闡明:歷史上,伽利略首先通過落體佯謬的思想進行實驗,否定亞里斯多德的物體越重下落越快的結(jié)論;最后將斜面實驗推廣,得出結(jié)論。伽利略開創(chuàng)的研究方法是提出假設(shè)--數(shù)學(xué)推理--實驗驗證-合理外推。這種方法對科學(xué)研究具有重大的啟蒙作用,至今仍是重要科研方法之一。今天我們就是要踏著歷史發(fā)展的腳印,研究一下落體運動究竟是什么運動,遵循什么規(guī)律,使教和學(xué)的思路去盡量接近科學(xué)家認識的思路。通過對學(xué)科歷史的創(chuàng)新模仿,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)科學(xué)的思維方法,這也是物理教學(xué)實質(zhì)性改革的途徑和方向,是培養(yǎng)創(chuàng)造型人才的一個有效途徑。
在組織創(chuàng)新模仿式教學(xué)時,應(yīng)將基于上述三個基礎(chǔ)的創(chuàng)新模仿活動貫穿于課堂教學(xué)始終,尤其表現(xiàn)在以下四個主要教學(xué)環(huán)節(jié)中——
一、新課導(dǎo)入
例四
目的:物體下落快慢的因素分析
創(chuàng)新模仿基礎(chǔ)之演示實驗:取大小不同的兩張紙,將小紙片揉成一團,從同一高處同時釋放。
問題導(dǎo)學(xué):究竟是重的物體下落快還是輕的物體下落快呢?
分析:實驗現(xiàn)象表明小紙團先落地,這說明輕的物體比重的物體下落快。通過簡單的小實驗使學(xué)生認識到:通??吹降南侣溆锌煊新?,是由于空氣阻力的影響。自由落體運動在地球大氣層里是一種理想運動,但掌握了這種理想運動的規(guī)律,也就為研究實際運動打下了基礎(chǔ)。
問題導(dǎo)學(xué):如果完全沒有空氣阻力的影響,或者空氣阻力不太大,與重力相比較可以忽略時,實際的落體運動可以近似地當(dāng)作自由落體運動。同學(xué)們猜想一下,那時,輕、重物體誰下落得快呢?
創(chuàng)新模仿基礎(chǔ)之演示實驗:牛頓管實驗
分析:用牛頓管演示不同物體在沒有空氣阻力的影響下的下落情況。強調(diào)管內(nèi)空氣已被抽得很稀薄,空氣阻力的影響非常小??梢姡喝绻麤]有空氣阻力的影響,不同物體下落的快慢是一樣的。這些實驗現(xiàn)象可以使學(xué)生充分認識到空氣阻力的存在掩蓋了自由下落的物體的規(guī)律,需要排除空氣阻力的影響才能發(fā)現(xiàn)自由下落物體的運動規(guī)律,很自然的引出了理想運動——自由落體運動,并為下面的研究做好鋪墊。這種創(chuàng)新模仿建立概念的程序,對中學(xué)生來說是比較容易接受的。
二、知識講解
例五
目的:科學(xué)方法教育
創(chuàng)新模仿基礎(chǔ)之演示實驗:取大小不同的兩張紙,將小紙片揉成一團,從同一高處同時釋放。
問題導(dǎo)學(xué):實際的落體運動可以近似地當(dāng)作自由落體運動,這種理想運動忽略哪些次要因素?
分析:在科學(xué)研究中,我們常常采取忽略一些次要因素,從最簡的問題入手的方法。紙片受到的空氣阻力明顯地比紙團受到的空氣阻力大,所以紙片下落較慢。排除空氣阻力的影響才能發(fā)現(xiàn)自由下落物體的運動規(guī)律,在落體運動中,先排除空氣阻力,研究物體在沒有空氣阻力條件下的運動,這就是自由落體運動。
知識擴展:科學(xué)方法的教學(xué)是本節(jié)的一個重要教學(xué)內(nèi)容。通過對理想化方法的創(chuàng)新模仿,學(xué)習(xí)分析和處理表面現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)其掩蓋下的規(guī)律,再用規(guī)律解決實際問題的物理方法。引導(dǎo)學(xué)生通過討論學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容,教學(xué)中可將自由落體運動擴展到別的星球,還可引伸到豎直上拋,為學(xué)生活用知識奠定基礎(chǔ),還有利于激發(fā)學(xué)習(xí)的積極性和培養(yǎng)能力。
三、誤區(qū)排解
同學(xué)們經(jīng)常和物理現(xiàn)象打交道,在學(xué)習(xí)掌握其規(guī)律之前,已有許多感性認識,如果能夠正確理解,那對學(xué)習(xí)物理將十分有利。遺憾的是,這些感性認識往往會掩蓋住事物的內(nèi)在實質(zhì),而給人以錯覺。生活中有一些感覺不總是正確的,不能把生活中的經(jīng)驗,感覺當(dāng)成規(guī)律來用。在學(xué)習(xí)物理概念時,要了解哪些日常觀念是不科學(xué)的,通過多個例子去證明它是錯誤的,從而排除干擾,正確理解物理概念。要特別注意的是曾經(jīng)犯過錯誤的典型例子,往往可以警示自己,碰到類似問題時不再或少犯同樣的錯誤。
例六
目的:排除認識上的誤區(qū)
創(chuàng)新模仿基礎(chǔ)之生活事實:我們平時常見的現(xiàn)象是,重的物體下落快。
問題導(dǎo)學(xué):我們是不是由日常經(jīng)驗得出這樣的結(jié)論,重的物體比輕的物體下落快?
分析:學(xué)生由于受日常經(jīng)驗的影響,對物體的墜落普遍存在重快輕慢的錯誤認識。要消除學(xué)生的從生活中得來的錯誤觀念,培養(yǎng)學(xué)生透過現(xiàn)象看到本質(zhì)的認識觀,這是本節(jié)教學(xué)的難點之一,關(guān)鍵在于說明不同物體下落的加速度都是重力加速度g。由于對日常經(jīng)驗印象很深,所以做好演示實驗十分重要。除了牛頓管的實驗之外,還可以做許多簡單易行的小實驗,使學(xué)生明確認識,日常見到的現(xiàn)象是因為受空氣阻力的影響的緣故。引導(dǎo)學(xué)生建立正確觀念:任何物體的自由落體運動都是完全相同的,即無論何種物體、是輕是重,它們下落的速度都是相同的。
四、習(xí)題檢測
要真正理解掌握概念,只有通過實踐和應(yīng)用才能實現(xiàn)。
規(guī)律具有普遍性,因此可以直接模仿運用,
我們應(yīng)該把著眼點放在觀察分析現(xiàn)象、利用知識解決實際問題的能力培養(yǎng)上,要把主要精力聚焦在加強對基礎(chǔ)知識的理解深度上,要養(yǎng)成定向思維的習(xí)慣。所謂科學(xué)的思維方法,淺顯地說,就是以客觀存在的事實作為出發(fā)點,經(jīng)過觀察分析、對比鑒別,利用綜合歸納或演繹推理,得出對事物規(guī)律的理解。
例七
目的:應(yīng)用自由落體運動規(guī)律解題
創(chuàng)新模仿基礎(chǔ)之生活事實: 前面學(xué)習(xí)過勻加速直線運動的規(guī)律
Vt=V0+at;S=V0t+0.5at2;Vt2 – V02=2as
問題導(dǎo)學(xué):自由落體運動是初速度為0的勻加速直線運動,是否可以直接創(chuàng)新模仿?
分析:直接創(chuàng)新模仿導(dǎo)出自由落體運動規(guī)律:Vt=gt;h=0.5gt2;Vt2 =2gh
知識擴展:自由落體運動在地球大氣層里是一種理想運動,掌握了這種理想運動的規(guī)律,也就為研究實際運動打下了基礎(chǔ)。當(dāng)空氣阻力不太大,與重力相比較可以忽略時,實際的落體運動可以近似地當(dāng)作自由落體運動。理解自由落體運動的實質(zhì),掌握自由落體運動的規(guī)律運用理想化方法,通過比較重力與空氣阻力的大小,將實際問題轉(zhuǎn)化為自由落體問題。老師可以舉一些變式練習(xí),讓學(xué)生當(dāng)堂完成。例如:通過石子下落測量井口到水面的深度;宇航員也可用此法,測算星球上一個深洞的深度。通過對例題的進一步討論,把學(xué)生的認識引向具體問題具體分析的更深層次,促進知識轉(zhuǎn)化為技能。
如上所述,本節(jié)課具有下述特點:
1、本堂課沒有回避問題,而是分析問題的困難,提出研究問題的方法是:讓學(xué)生結(jié)合實際更好地理解自由落體運動規(guī)律,理解自由落體的條件、空氣阻力的影響。整節(jié)課從實踐到理論分析,再到實踐,將實踐、實驗和歷史與課程很好的融為一體,體現(xiàn)了科學(xué)研究問題的全過程,邏輯推理清晰,步步深入。先讓學(xué)生觀察實驗,認識到是空氣阻力造成問題復(fù)雜的原因。演示實驗和伽利略的巧妙推理的介紹,為學(xué)生進行科學(xué)探究創(chuàng)造條件,真實、直觀、生動、形象,抓住了關(guān)鍵,給學(xué)生留下深刻印象,激發(fā)了學(xué)生探究的積極性。
2、本節(jié)課采用現(xiàn)代認知心理學(xué)的教學(xué)理論設(shè)計,利用了創(chuàng)新模仿方式進行教學(xué),充實了內(nèi)容,騰出了時間,讓學(xué)生充分地、獨立地積極思維,能較好體現(xiàn)物理思想和物理方法。課堂創(chuàng)新氛圍濃郁,抓住教學(xué)的某些環(huán)節(jié),有利于學(xué)生創(chuàng)造意識的培養(yǎng)。學(xué)生相互探討、交流、學(xué)習(xí),思維活躍,體驗研究問題、尋求規(guī)律的科學(xué)研究過程,抓住課堂教學(xué)的制試點,啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)造性運用,使學(xué)生在獲取知識的同時,創(chuàng)造性思維和創(chuàng)造能力得到發(fā)展。
值得進一步研究的問題是:在用創(chuàng)新模仿啟發(fā)學(xué)生討論分析得出結(jié)論,如何更好地引導(dǎo)、啟發(fā),更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、獨立思考能力,需要更深入地研究。總之,希望在教學(xué)過程中有更多更好的教法和學(xué)法創(chuàng)造出來。
引言:
自由落體運動是物理學(xué)中的基礎(chǔ)概念之一,也是中學(xué)物理課程中的重點內(nèi)容。通過對自由落體運動的學(xué)習(xí),學(xué)生可以深入理解重力的概念,熟悉運動學(xué)的基本知識,并通過實驗探究加速度與自由落體運動之間的關(guān)系。本篇文章將詳細闡述一個針對中學(xué)二年級學(xué)生的自由落體運動設(shè)計教案,旨在幫助學(xué)生通過實踐活動,深入理解和掌握自由落體運動的原理和公式,培養(yǎng)他們的實驗?zāi)芰?、觀察能力和分析能力。
一、教學(xué)目標(biāo):
1. 理解自由落體運動的基本概念,能夠使用自由落體公式解決與自由落體運動相關(guān)的問題。
2. 學(xué)會設(shè)計并進行簡單的實驗,觀察和記錄實驗現(xiàn)象,總結(jié)實驗規(guī)律。
3. 培養(yǎng)實驗思維,提高實驗?zāi)芰Α⒂^察能力和分析能力。
4. 培養(yǎng)團隊意識和合作精神,學(xué)會與他人進行合作。
二、教學(xué)重點和難點:
1. 理解自由落體運動的基本概念,學(xué)會使用自由落體公式計算運動物體的位移、速度和加速度。
2. 學(xué)會設(shè)計并進行自由落體實驗,觀察和記錄實驗現(xiàn)象,分析實驗結(jié)果。
3. 學(xué)會與他人進行合作,培養(yǎng)團隊意識和合作精神。
三、教學(xué)內(nèi)容和步驟:
1. 理論授課:
a. 引導(dǎo)學(xué)生回顧加速度的概念,并介紹自由落體運動的特點和規(guī)律。
b. 講解自由落體公式和相關(guān)運動學(xué)知識,幫助學(xué)生理解和掌握自由落體運動的基本原理。
c. 解答學(xué)生提出的問題,澄清他們對自由落體運動的困惑。
2. 實驗設(shè)計:
a. 將學(xué)生分成小組,每個小組由4-5名學(xué)生組成。每個小組需要準(zhǔn)備一張大約1米高的白紙、一支筆、一個計時器。
b. 為了保證安全,選擇一個開闊的場地進行實驗。確保實驗區(qū)域周圍沒有雜物,以免影響實驗結(jié)果。
c. 設(shè)計實驗:每個小組需要選擇一個高度合適的位置,在紙上繪制一根垂直直線,作為落體物體的參考線。小組成員站在不同高度的位置上,持一顆小石頭并將其自由落下。同時,計時器開始計時。當(dāng)石頭碰到地面時,立即停止計時。記錄下每個小組成員的實驗結(jié)果。
d. 每個小組完成實驗后,進行結(jié)果匯總和數(shù)據(jù)分析。計算不同高度位置的物體自由落體的時間、位移、速度和加速度。
3. 結(jié)果分析:
a. 對實驗結(jié)果進行比較,觀察不同高度位置的物體自由落體的時間、位移、速度和加速度之間的關(guān)系。
b. 引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)自由落體運動的時間與高度無關(guān),自由落體距離與時間的平方成正比。
c. 幫助學(xué)生理解自由落體物體的加速度在各個高度位置上都是相同的,并進一步推導(dǎo)出自由落體公式:s = 1/2 * g * t2,其中s為位移,g為重力加速度,t為時間。
4. 拓展應(yīng)用:
a. 引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用自由落體公式解決其他自由落體運動相關(guān)的問題,比如計算自由落體物體從某一高度下落到地面所需的時間和速度。
b. 鼓勵學(xué)生在日常生活中觀察和思考與自由落體運動相關(guān)的現(xiàn)象,如雨滴下落、樹葉飄落等,并嘗試解釋這些現(xiàn)象。
四、教學(xué)評價:
1. 實驗報告:請學(xué)生撰寫實驗報告,包括實驗?zāi)康?、設(shè)計、過程、結(jié)果和結(jié)論等。
2. 小組討論:讓學(xué)生在小組內(nèi)進行討論和分享,評價各自的實驗過程和結(jié)果,提出問題并相互解答。
3. 個人反思:要求學(xué)生寫下對這次實驗的感想和收獲,思考自己在實驗中的表現(xiàn)和問題,以及如何提高。
結(jié)語:
通過設(shè)計本教案,學(xué)生將通過實踐活動深入理解自由落體運動的原理和公式,培養(yǎng)他們的實驗?zāi)芰?、觀察能力和分析能力。同時,通過團隊合作和討論,學(xué)生也將培養(yǎng)團隊意識和合作精神,并加深對物理學(xué)中重要概念的理解。希望本教案能夠為中學(xué)物理教學(xué)提供一種創(chuàng)新的教學(xué)方法,激發(fā)學(xué)生對物理學(xué)科的興趣并提高他們的學(xué)習(xí)成績。
一、課程分析
1.本節(jié)課使用的教材是《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書物理(必修1)(人民教育出版社)》,教學(xué)的內(nèi)容是第二章第5節(jié)關(guān)于自由落體運動的內(nèi)容。
2.教學(xué)內(nèi)容(教學(xué)重點、難點、關(guān)鍵)
(1)自由落體運動的研究歷程中體現(xiàn)出來的科學(xué)研究方法。
(2)對自由落體運動規(guī)律的實驗探究過程。
(3)運用自由落體運動的規(guī)律解決簡單問題。
二、學(xué)情分析
1.學(xué)生在剛學(xué)完勻變速直線運動的規(guī)律后,急需一次真正的實踐去更深刻的理解勻變速直線運動的規(guī)律,而對自由落體運動的研究,恰恰適應(yīng)了學(xué)生的這一要求,在本節(jié)課的學(xué)習(xí)中,要讓學(xué)生的認識有進一步的提高。
2.本節(jié)課從人類對自由落體運動的認識歷史引入,重點介紹亞里士多德、伽利略的研究方法,強調(diào)對自由落體運動的理解,以期學(xué)生對自由落體運動有全面、清楚的認識。
3.兩位科學(xué)家在研究自由落體運動中做出了杰出的貢獻,講課時展示他們的研究成果及對他們的評價,這樣既可以培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)的思想,又可以活躍課堂氣氛。
三、設(shè)計理念
本節(jié)課從生活實踐出發(fā),結(jié)合學(xué)生在實際生活中的觀察,初步了解自由落體運動,并通過對兩位科學(xué)家對自由落體運動的研究,結(jié)合伽利略的理想實驗,得出自由落體運動的特點。接著,通過實驗讓學(xué)生自主探究自由落體運動所遵循的規(guī)律。通過學(xué)生對自由落體運動規(guī)律的理解加以訓(xùn)練,讓學(xué)生初步接受自由落體運動的規(guī)律,最后,在學(xué)生深入了解和掌握了自由落體運動的規(guī)律后,通過回扣課堂游戲,使學(xué)生對自由落體運動的規(guī)律加以鞏固和提高。
四、學(xué)習(xí)目標(biāo)
1. 知識與技能:
(1)研究并認識自由落體運動的特點和規(guī)律。
(2)理解自由落體運動的特點和規(guī)律;并會運用自由落體運動的特點和規(guī)律解答相關(guān)問題。
2.過程與方法:
(1)通過觀察演示實驗,概括出自由落體運動的特點,培養(yǎng)學(xué)生觀察,分析能力。
(2)利用已知的直線運動規(guī)律來研究自由落體運動。
3.情感態(tài)度價值觀:
(1)培養(yǎng)學(xué)生仔細觀察、認真思考、積極參與、勇于探索的精神。
(2)培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度和實事求是的科學(xué)作風(fēng)。
五、教學(xué)過程設(shè)計
(一)新課引入
設(shè)計思路:教師在課堂教學(xué)過程中,有意識地創(chuàng)設(shè)情境,通過提出一些與課文有關(guān)的富有啟發(fā)性的問題,將學(xué)生引入情境之中,容易激發(fā)起學(xué)習(xí)的動機,培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣。通過合理創(chuàng)設(shè)情境,不僅能起到組織教學(xué)的作用,而且能使學(xué)生明確學(xué)習(xí)目標(biāo),產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣。
師:同學(xué)們,咱們班哪位同學(xué)反應(yīng)比較快?請到講臺上來。
生:(推薦一位同學(xué))。
師:我們看這位同學(xué)能不能抓住這片鐵片。(向?qū)W生展示長度約為3.5cm的鐵片)
師生共同完成這一游戲。
師:同學(xué)們,這位同學(xué)能抓住這片鐵片嗎?
生:不能。
師:為什么不能抓住呢?我們在學(xué)習(xí)了自由落體運動之后,同學(xué)們就知道其中的奧秘了。
設(shè)計思路:創(chuàng)設(shè)問題情境就是在講授內(nèi)容和學(xué)生求知心理之間制造一種“不協(xié)調(diào)”,將學(xué)生引入一種與物理問題有關(guān)的情境中,造成一種懸念,使學(xué)生產(chǎn)生向往、探索的欲望,處于欲擺不能的狀態(tài)。創(chuàng)設(shè)問題情境時應(yīng)注意:問題要小而具體、新穎有趣、有適當(dāng)?shù)碾y度;有啟發(fā)性,要善于將所要解決的課題寓于學(xué)生實際掌握的知識基礎(chǔ)之中,造成心理上的懸念。懸念解除之時,也就是正遷移實現(xiàn)之時。
【板書】課題:第三節(jié) 自由落體運動
(二)新課研究:
設(shè)計思路:在教學(xué)中,教師應(yīng)運用物理本身的魅力激發(fā)學(xué)生求知的欲望和情感,同時,教師本身以飽滿的熱情、強烈的求知欲、熱愛物理學(xué)科的情趣,帶領(lǐng)學(xué)生去探索物理世界的奧秘,就會對學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣產(chǎn)生巨大影響。
師:同學(xué)們,物理規(guī)律的研究總是來源于生活,有服務(wù)于生活。為了更深入的研究自由落體運動的規(guī)律,我們也需要從生活實踐出發(fā),來討論幾個問題。
提出問題:在日常生活中,重的物體和輕的物體誰下落的更快一些呢?
生:重的物體下落的快一些。
師:我們通過幾個小實驗一起驗證一下同學(xué)們的結(jié)論是否正確。
設(shè)計學(xué)生實驗1:紙片和硬幣從相同的高度同時下落,看誰下落的快?
學(xué)生做實驗,并觀察實驗現(xiàn)象,得到結(jié)論:重的硬幣要比輕的紙片下落的快。
教師演示牛頓管實驗,讓學(xué)生再次驗證自己的結(jié)論。
師:兩千多年前,古希臘哲學(xué)家亞里士多德也持有這一觀點,在人類還處于懵懂時期的時候,亞里士多德就對這一現(xiàn)象作出研究,這本身就值得我們尊敬。但這個觀點是否正確呢?我們還是通過實驗來驗證。
設(shè)計學(xué)生實驗2:將紙片團成紙團,再和硬幣從相同的高度同時下落,看誰下落的快?
教師強調(diào),紙團和紙片的質(zhì)量是相同的。
學(xué)生做實驗,并觀察實驗現(xiàn)象,得到結(jié)論:重的硬幣要和輕的紙團下落的幾乎一樣快。
提出問題:為什么會得到相互矛盾的結(jié)論?
學(xué)生思考
師:對表面現(xiàn)象的觀察有時會得出錯誤的結(jié)論,我們要用透過現(xiàn)象看本質(zhì)的研究方法去研究問題。三百多年以前,伽利略就是用這樣的方法否定了亞里士多德的觀點。
設(shè)計思路:教學(xué)中應(yīng)注意新舊知識異同的比較,通過對比,能透過表面現(xiàn)象,看清不同的物理本質(zhì)。在對比過程中,學(xué)生始終處于主動積極、探索進取狀態(tài),引起有意注意,促成思維交鋒,這樣對完善舊知識,自覺完成從舊知識到達新知識的遷移,并鞏固新知識,都極為有利,不然,就公式論公式,該對比不對比,不僅不會促進遷移,反而會造成負遷移。心理學(xué)研究表明:對比抗干擾,加強對易混知識的比較,找準(zhǔn)分化點,利于排除干擾,加深對某些相關(guān)概念的認識和理解,促使易混知識在學(xué)生頭腦中徹底分化。
設(shè)計學(xué)生實驗3:將硬幣放在紙片上面組合成一體,和另一相同的紙片從相同的高度同時下落,看誰下落的快?
學(xué)生做實驗,并觀察實驗現(xiàn)象,得到結(jié)論:重的硬幣和紙片的結(jié)合體要比輕的紙團下落慢。
提出問題:同學(xué)們,現(xiàn)在我想讓兩者下落的幾乎一樣快,應(yīng)該怎樣做?
學(xué)生討論并提出實驗方案。
生:讓紙片包住硬幣并團成紙團。
師:同學(xué)們實際做一下看看。
學(xué)生做實驗,并觀察實驗現(xiàn)象。
教師提出問題:我們做的上述幾個實驗,為什么會得出不同的結(jié)論?
生:有空氣阻力的影響。
師:如果我們忽略空氣阻力的影響,同學(xué)們猜一下,會出現(xiàn)什么情況?
教師演示牛頓管實驗,讓學(xué)生驗證自己的猜想。
設(shè)計思路:美國著名心理學(xué)家布魯納曾說:掌握一般概念和原理是通向普遍遷移的大道。因此,我們在組織教材時,應(yīng)把基本概念和規(guī)律放在首位,突出教材的系統(tǒng)性和規(guī)律性。通過上述幾個學(xué)生實驗,讓學(xué)生充分體驗學(xué)習(xí)的快樂,體驗實驗探究在物理規(guī)律研究中的重要作用;同時也活躍課堂氣氛,增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
【板書】
1、自由落體運動:物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動稱為自由落體運動。
師:那么,自由落體運動到底是一種什么樣的運動呢?他遵循什么樣的規(guī)律呢?現(xiàn)在我們通過實驗來探究自由落體運動的規(guī)律。
教師介紹實驗器材,并簡單的介紹實驗過程和步驟,引導(dǎo)學(xué)生進行分組實驗。
實驗探究過程:(單位:cm 數(shù)據(jù)均保留到小數(shù)點后兩位)2. 注:ΔS= S1-S2= S3- S4= S5–S6=aT2
學(xué)生進行分組實驗,并通過對紙帶的分析和數(shù)據(jù)的處理,探究自由落體運動的特點和規(guī)律。
設(shè)計思路:物理課堂教學(xué)過程中,很多的教學(xué)內(nèi)容都能引起學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。教師要以良好的契機為抓手,立足于誘導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
【板書】
2、自由落體運動的特點:初速度為零的勻加速直線運動。
師:自由落體運動是勻加速直線運動,那么它的加速度是多大呢?我們還是通過實驗進行探究。
學(xué)生通過對紙帶的分析和數(shù)據(jù)的處理,探究自由落體運動的加速度。
根據(jù)實驗結(jié)果得出自由落體運動加速度記為:g
在不同的緯度和高度時,g值是不一樣的,緯度越高g越大,高度越高g學(xué)小,在正常情況下
在要求不是很高的情況下,取g=10m/s2。
【板書】
3、自由落體運動加速度:
師:由勻變速直線運動的運動規(guī)律可知自由落體運動的規(guī)律為:
3、自由落體運動的規(guī)律: ,
設(shè)計思路:人的每一個認識活動都含有一定的認知結(jié)構(gòu),它是人類認識客觀事物在主觀上的反映。建構(gòu)認知結(jié)構(gòu),是中學(xué)物理教學(xué)的中心環(huán)節(jié)。促進新、舊知識的交互作用,對于完善認知結(jié)構(gòu),使認知結(jié)構(gòu)系統(tǒng)化、綜合化、整體化具有重要作用。在教學(xué)中,要引導(dǎo)學(xué)生積極地把新概念或規(guī)律與自己認知結(jié)構(gòu)中原有的適當(dāng)概念相聯(lián)系,把新概念、規(guī)律納入原有概念、規(guī)律中,同時使新概念、規(guī)律與原有的有關(guān)概念、規(guī)律進一步分化和融匯貫通,組成一個整體結(jié)構(gòu)。
例題、一塊石頭從離地面20m高的樓頂自由落下,經(jīng)過多長時間石頭落到地面?石頭到達地面時的速度有多大?(忽略空氣阻力,g取10m/s2)
解析:設(shè)經(jīng)過時間t石頭落到地面,速度為v,由自由落體運動的規(guī)律得:
代入數(shù)值,解得:
設(shè)計思路:通過例題,讓學(xué)生充分理解自由落體運動的特點和規(guī)律,并體驗勝利的喜悅。
師:同學(xué)們,現(xiàn)在我們回到開課時的小游戲,同學(xué)們?yōu)槭裁醋ゲ坏借F片呢?人的反應(yīng)時間很難達到0.1s這么短的時間,那么,同學(xué)們計算一下,在0.1s內(nèi)做自由落體運動的物體下落的高度是多少呢?
學(xué)生認真計算,并給出答案:在0.1s內(nèi)做自由落體運動的物體下落的高度是4.9cm。
師:(展示鐵片)這片鐵片的長度只有3.5cm。所以,同學(xué)們是抓不到的`。
設(shè)計思路:物理教學(xué)中,教師應(yīng)運用物理本身的魅力激發(fā)學(xué)生求知的欲望和情感,教師要從教學(xué)效果出發(fā),通過精心設(shè)計 ,將最新的教學(xué)理念融入到每節(jié)課的教學(xué)過程中,注意廣泛收集物理學(xué)科最新成果,結(jié)合教學(xué)內(nèi)容,巧妙地包裝,隆重地介紹,激發(fā)學(xué)生的求知欲和興趣。
師:本節(jié)課的最后,請同學(xué)們把課本翻到第53頁,利用課本上提供的方法,測量一下你的反應(yīng)時間。
設(shè)計思路:讓學(xué)生充分體會物理規(guī)律在日常生活中的妙用,并通過他們自己測量的反應(yīng)時間回扣抓鐵片的過程,是本節(jié)課的教學(xué)更加完美。
(四)小結(jié)
本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了
1、什么是自由落體運動
2、自由落體運動的特點和規(guī)律
3、自由落體加速度
(五)《自由落體運動》教學(xué)設(shè)計
1、課堂質(zhì)疑,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
2、實驗探究,激發(fā)學(xué)生深入學(xué)習(xí)的動力
3、實驗探究自由落體運動的特點和規(guī)律
4、實驗探究自由落體加速度運
5、回扣課堂小游戲,解疑
6、激發(fā)學(xué)生興趣,測量自己的反應(yīng)時間
(六)板書設(shè)計
第三節(jié) 自由落體運動
1、自由落體運動
物體不受其他因素影響,只在重力作用下從靜止開始下落的運動稱為自由落體運動。
2、自由落體運動的特點
初速度為零的勻加速直線運動。
3、自由落體加速度
4、自由落體運動的規(guī)律
六、教后反思
1、在物理教學(xué)中,使學(xué)生養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣、打好基礎(chǔ)、培養(yǎng)能力和教師加強必要的指導(dǎo),是促進知識順利遷移所不可少的前提。所以教師在采用行之有效的教法、認真研究學(xué)生的學(xué)法,進行物理教學(xué)改革的同時,認真學(xué)習(xí)知識遷移規(guī)律,并考慮影響知識遷移的各種因素,定能提高教學(xué)效果。
2、新課程強調(diào)學(xué)習(xí)方式的改變,倡導(dǎo)以“主動、探究、合作”為主要特征的學(xué)習(xí)方式。
3、“實驗啟發(fā)式”綜合教學(xué)模式是我們學(xué)科的老師在教學(xué)實踐中總結(jié)出來的模式,已在實踐中收到一定效果,當(dāng)然也有待在具體的教學(xué)實踐中不斷地完善,使之變得更科學(xué)。
4、本節(jié)課探究自由落體運動的規(guī)律,從歷史上的研究過程入手,所以本節(jié)課的思路比較開闊,轉(zhuǎn)折比較多,教師在教學(xué)過程中應(yīng)注意內(nèi)容的銜接。
5、本節(jié)課的演示實驗比較多,做好演示實驗,有利于幫助學(xué)生理解自由落體運動的特點,在本節(jié)課的教學(xué)中,這一點尤為重要。
研究自由落體運動的規(guī)律教案設(shè)計
(高中物理必修教材第一冊第二章第九節(jié))
所謂創(chuàng)新模仿式教學(xué),就是指在課堂上老師采取一種指導(dǎo)學(xué)生通過創(chuàng)新模仿方式嘗試尋找、發(fā)現(xiàn)、學(xué)習(xí)物理概念和物理規(guī)律的教學(xué)方法。這種教學(xué)方法,不是以教師講解為主,而是在學(xué)生事先做好準(zhǔn)備的前提下,在教師指導(dǎo)下由學(xué)生自行講解或討論,以學(xué)生的活動為主。這個專題是一個嘗試,教學(xué)中應(yīng)根據(jù)實際情況,盡量讓學(xué)生多動手動腦,運用所學(xué)的知識分析解決問題,由此學(xué)習(xí)和體會一些解決問題的科學(xué)方法。創(chuàng)新模仿式的學(xué)習(xí)方法,關(guān)鍵在于學(xué)生對學(xué)習(xí)材料(包括教材和資料)的感悟和創(chuàng)新,運用模擬、轉(zhuǎn)換、理想化方法等思想,通過積極的知識遷移和啟發(fā)聯(lián)想來實現(xiàn)創(chuàng)造性學(xué)習(xí),抓住學(xué)習(xí)的本質(zhì)。
本文以研究自由落體運動的規(guī)律這一課題為例,試著對創(chuàng)新模仿式教學(xué)進行闡述。在組織創(chuàng)新模仿式教學(xué)時,建立在生活事實、演示實驗和學(xué)科歷史等三個基礎(chǔ)的創(chuàng)新模仿活動貫穿于課堂教學(xué)始終,尤其表現(xiàn)在四個主要教學(xué)環(huán)節(jié)上。我們先來談?wù)剟?chuàng)新模仿教學(xué)活動的三個基礎(chǔ)——
一、生活事實
生活給了我們有益的啟示,物理規(guī)律正是由生活現(xiàn)象中來的,抽象出來的規(guī)律具有本質(zhì)的普遍意義,它反復(fù)出現(xiàn)在許多物理現(xiàn)象中。中學(xué)物理教材的各章節(jié)的知識性內(nèi)容幾乎都采取了例證的方法,用具體、形象化的例子說明問題讓學(xué)生感到真實。
既然物理概念和規(guī)律源于例子又回到例子上,學(xué)習(xí)時就要運用典型的例子幫助驗證、學(xué)習(xí)和理解它們。我們可以從生活現(xiàn)象出發(fā),融入學(xué)習(xí)內(nèi)容,或者由學(xué)習(xí)內(nèi)容聯(lián)想生活。這樣可以化陌生為熟悉,由熟悉推出未知,而且要學(xué)會舉一反三。想不通的道理,看看生活現(xiàn)象,平時注意積累典型例子加深理解,提高全面認識的能力。
例一
創(chuàng)新模仿基礎(chǔ)之生活事實:用繩子懸掛著的物體,如果繩子斷了,物體會掉下來;樹上的果實,成熟后會掉下來;手里捏著的粉筆,松開手后會掉下來。
問題導(dǎo)學(xué):物體為什么會下落?
研究方法:觀察與分析
分析:物體的下落運動是一種常見的運動,學(xué)生熟知,但很少有人去注意它。通過細心的觀察,綜合分析眾多的實例。師生討論歸納得出結(jié)論:物體之所以會下落,是由于受到了重力的作用。從觀察生活現(xiàn)象事實到得出結(jié)論的過程就運用了創(chuàng)新模仿。
二、演示實驗
物理學(xué)是一門實驗科學(xué)。所以,課堂上指導(dǎo)學(xué)生自己動手做小實驗很重要。在學(xué)習(xí)物理的過程中,一方面要善于應(yīng)用學(xué)到的理論去解釋日常生活中所見到的現(xiàn)象,另一方面要善于“動手”,通過實踐去檢驗真理,雙向聯(lián)系,看一看感性認識是不是正確,在實踐和應(yīng)用中學(xué)習(xí)概念。課堂上,學(xué)生關(guān)注實驗結(jié)果反映了什么樣的物理規(guī)律,也可以從其中體會到了科學(xué)研究的樂趣。
例二
創(chuàng)新模仿基礎(chǔ)之演示實驗:取一截粉筆和一張小紙片(粉筆比紙片重),從同一高處同時釋放。
問題導(dǎo)學(xué):什么樣的物體下落得更快?物體下落快慢是不是跟重力有關(guān)?什么原因?qū)е滤鼈兿群舐涞兀?/p>
分析:通過觀察和體驗,由演示實驗可見:粉筆比紙下落快粉筆先落地。師生討論:為什么呢?空氣阻力是影響物體下落快慢的重要因素。還可以思考得出: 如果設(shè)法消除空氣阻力,會怎樣?當(dāng)阻力很小,可以忽略時,物體下落是不是可視為自由落體運動?通過演示實驗與物理教學(xué)的整合,用實驗、觀察、推理、極端外推、悖論等研究方法創(chuàng)新模仿,加深了學(xué)生對自由落體運動的感性認識,加深了他們對這類問題的理解。
三、學(xué)科歷史
物理教學(xué)改革的目的之一,是對學(xué)主進行培養(yǎng)和訓(xùn)練科研人員應(yīng)具有的素質(zhì)和能力,要形成科學(xué)的思維方法。這就要求我們將物理教學(xué)和學(xué)科歷史結(jié)合,具體地講就是善于把學(xué)生推到若干年前讓他們從當(dāng)時的科學(xué)背景出發(fā)去重溫科學(xué)家們在什么問題上,什么環(huán)節(jié)中、什么情況下,用什么方法和思想作出了科學(xué)發(fā)明和發(fā)現(xiàn)的突破性步驟,從而把這些關(guān)鍵的步驟聯(lián)系起來。
例三
創(chuàng)新模仿基礎(chǔ)之學(xué)科歷史:教材P70頁閱讀材料《伽利略對自由落體運動的研究》
問題導(dǎo)學(xué):伽利略的研究方法是什么?
分析:這部分內(nèi)容應(yīng)以學(xué)生自學(xué)為主,老師適當(dāng)引導(dǎo)。關(guān)于落體運動的規(guī)律,歷史曾經(jīng)出現(xiàn)過兩種截然不同的觀點。應(yīng)該闡明:歷史上,伽利略首先通過落體佯謬的思想進行實驗,否定亞里斯多德的物體越重下落越快的結(jié)論;最后將斜面實驗推廣,得出結(jié)論。伽利略開創(chuàng)的研究方法是提出假設(shè)--數(shù)學(xué)推理--實驗驗證-合理外推。這種方法對科學(xué)研究具有重大的啟蒙作用,至今仍是重要科研方法之一。今天我們就是要踏著歷史發(fā)展的腳印,研究一下落體運動究竟是什么運動,遵循什么規(guī)律,使教和學(xué)的思路去盡量接近科學(xué)家認識的思路。通過對學(xué)科歷史的創(chuàng)新模仿,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)科學(xué)的思維方法,這也是物理教學(xué)實質(zhì)性改革的途徑和方向,是培養(yǎng)創(chuàng)造型人才的一個有效途徑。
在組織創(chuàng)新模仿式教學(xué)時,應(yīng)將基于上述三個基礎(chǔ)的創(chuàng)新模仿活動貫穿于課堂教學(xué)始終,尤其表現(xiàn)在以下四個主要教學(xué)環(huán)節(jié)中——
一、新課導(dǎo)入
例四
目的:物體下落快慢的因素分析
創(chuàng)新模仿基礎(chǔ)之演示實驗:取大小不同的兩張紙,將小紙片揉成一團,從同一高處同時釋放。
問題導(dǎo)學(xué):究竟是重的物體下落快還是輕的物體下落快呢?
分析:實驗現(xiàn)象表明小紙團先落地,這說明輕的物體比重的物體下落快。通過簡單的小實驗使學(xué)生認識到:通??吹降南侣溆锌煊新怯捎诳諝庾枇Φ挠绊?。自由落體運動在地球大氣層里是一種理想運動,但掌握了這種理想運動的規(guī)律,也就為研究實際運動打下了基礎(chǔ)。
問題導(dǎo)學(xué):如果完全沒有空氣阻力的影響,或者空氣阻力不太大,與重力相比較可以忽略時,實際的落體運動可以近似地當(dāng)作自由落體運動。同學(xué)們猜想一下,那時,輕、重物體誰下落得快呢?
創(chuàng)新模仿基礎(chǔ)之演示實驗:牛頓管實驗
分析:用牛頓管演示不同物體在沒有空氣阻力的影響下的下落情況。強調(diào)管內(nèi)空氣已被抽得很稀薄,空氣阻力的影響非常小??梢姡喝绻麤]有空氣阻力的影響,不同物體下落的快慢是一樣的。這些實驗現(xiàn)象可以使學(xué)生充分認識到空氣阻力的存在掩蓋了自由下落的物體的規(guī)律,需要排除空氣阻力的影響才能發(fā)現(xiàn)自由下落物體的運動規(guī)律,很自然的引出了理想運動——自由落體運動,并為下面的研究做好鋪墊。這種創(chuàng)新模仿建立概念的程序,對中學(xué)生來說是比較容易接受的。
二、知識講解
例五
目的:科學(xué)方法教育
創(chuàng)新模仿基礎(chǔ)之演示實驗:取大小不同的兩張紙,將小紙片揉成一團,從同一高處同時釋放。
問題導(dǎo)學(xué):實際的落體運動可以近似地當(dāng)作自由落體運動,這種理想運動忽略哪些次要因素?
分析:在科學(xué)研究中,我們常常采取忽略一些次要因素,從最簡的問題入手的方法。紙片受到的空氣阻力明顯地比紙團受到的空氣阻力大,所以紙片下落較慢。排除空氣阻力的影響才能發(fā)現(xiàn)自由下落物體的運動規(guī)律,在落體運動中,先排除空氣阻力,研究物體在沒有空氣阻力條件下的運動,這就是自由落體運動。
知識擴展:科學(xué)方法的教學(xué)是本節(jié)的一個重要教學(xué)內(nèi)容。通過對理想化方法的創(chuàng)新模仿,學(xué)習(xí)分析和處理表面現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)其掩蓋下的規(guī)律,再用規(guī)律解決實際問題的物理方法。引導(dǎo)學(xué)生通過討論學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容,教學(xué)中可將自由落體運動擴展到別的星球,還可引伸到豎直上拋,為學(xué)生活用知識奠定基礎(chǔ),還有利于激發(fā)學(xué)習(xí)的積極性和培養(yǎng)能力。
三、誤區(qū)排解
同學(xué)們經(jīng)常和物理現(xiàn)象打交道,在學(xué)習(xí)掌握其規(guī)律之前,已有許多感性認識,如果能夠正確理解,那對學(xué)習(xí)物理將十分有利。遺憾的是,這些感性認識往往會掩蓋住事物的內(nèi)在實質(zhì),而給人以錯覺。生活中有一些感覺不總是正確的,不能把生活中的經(jīng)驗,感覺當(dāng)成規(guī)律來用。在學(xué)習(xí)物理概念時,要了解哪些日常觀念是不科學(xué)的,通過多個例子去證明它是錯誤的,從而排除干擾,正確理解物理概念。要特別注意的是曾經(jīng)犯過錯誤的典型例子,往往可以警示自己,碰到類似問題時不再或少犯同樣的'錯誤。
例六
目的:排除認識上的誤區(qū)
創(chuàng)新模仿基礎(chǔ)之生活事實:我們平時常見的現(xiàn)象是,重的物體下落快。
問題導(dǎo)學(xué):我們是不是由日常經(jīng)驗得出這樣的結(jié)論,重的物體比輕的物體下落快?
分析:學(xué)生由于受日常經(jīng)驗的影響,對物體的墜落普遍存在重快輕慢的錯誤認識。要消除學(xué)生的從生活中得來的錯誤觀念,培養(yǎng)學(xué)生透過現(xiàn)象看到本質(zhì)的認識觀,這是本節(jié)教學(xué)的難點之一,關(guān)鍵在于說明不同物體下落的加速度都是重力加速度g。由于對日常經(jīng)驗印象很深,所以做好演示實驗十分重要。除了牛頓管的實驗之外,還可以做許多簡單易行的小實驗,使學(xué)生明確認識,日常見到的現(xiàn)象是因為受空氣阻力的影響的緣故。引導(dǎo)學(xué)生建立正確觀念:任何物體的自由落體運動都是完全相同的,即無論何種物體、是輕是重,它們下落的速度都是相同的。
四、習(xí)題檢測
要真正理解掌握概念,只有通過實踐和應(yīng)用才能實現(xiàn)。
規(guī)律具有普遍性,因此可以直接模仿運用,
我們應(yīng)該把著眼點放在觀察分析現(xiàn)象、利用知識解決實際問題的能力培養(yǎng)上,要把主要精力聚焦在加強對基礎(chǔ)知識的理解深度上,要養(yǎng)成定向思維的習(xí)慣。所謂科學(xué)的思維方法,淺顯地說,就是以客觀存在的事實作為出發(fā)點,經(jīng)過觀察分析、對比鑒別,利用綜合歸納或演繹推理,得出對事物規(guī)律的理解。
例七
目的:應(yīng)用自由落體運動規(guī)律解題
創(chuàng)新模仿基礎(chǔ)之生活事實: 前面學(xué)習(xí)過勻加速直線運動的規(guī)律
Vt=V0+at;S=V0t+0.5at2;Vt2 – V02=2as
問題導(dǎo)學(xué):自由落體運動是初速度為0的勻加速直線運動,是否可以直接創(chuàng)新模仿?
分析:直接創(chuàng)新模仿導(dǎo)出自由落體運動規(guī)律:Vt=gt;h=0.5gt2;Vt2 =2gh
知識擴展:自由落體運動在地球大氣層里是一種理想運動,掌握了這種理想運動的規(guī)律,也就為研究實際運動打下了基礎(chǔ)。當(dāng)空氣阻力不太大,與重力相比較可以忽略時,實際的落體運動可以近似地當(dāng)作自由落體運動。理解自由落體運動的實質(zhì),掌握自由落體運動的規(guī)律運用理想化方法,通過比較重力與空氣阻力的大小,將實際問題轉(zhuǎn)化為自由落體問題。老師可以舉一些變式練習(xí),讓學(xué)生當(dāng)堂完成。例如:通過石子下落測量井口到水面的深度;宇航員也可用此法,測算星球上一個深洞的深度。通過對例題的進一步討論,把學(xué)生的認識引向具體問題具體分析的更深層次,促進知識轉(zhuǎn)化為技能。
如上所述,本節(jié)課具有下述特點:
1、本堂課沒有回避問題,而是分析問題的困難,提出研究問題的方法是:讓學(xué)生結(jié)合實際更好地理解自由落體運動規(guī)律,理解自由落體的條件、空氣阻力的影響。整節(jié)課從實踐到理論分析,再到實踐,將實踐、實驗和歷史與課程很好的融為一體,體現(xiàn)了科學(xué)研究問題的全過程,邏輯推理清晰,步步深入。先讓學(xué)生觀察實驗,認識到是空氣阻力造成問題復(fù)雜的原因。演示實驗和伽利略的巧妙推理的介紹,為學(xué)生進行科學(xué)探究創(chuàng)造條件,真實、直觀、生動、形象,抓住了關(guān)鍵,給學(xué)生留下深刻印象,激發(fā)了學(xué)生探究的積極性。
2、本節(jié)課采用現(xiàn)代認知心理學(xué)的教學(xué)理論設(shè)計,利用了創(chuàng)新模仿方式進行教學(xué),充實了內(nèi)容,騰出了時間,讓學(xué)生充分地、獨立地積極思維,能較好體現(xiàn)物理思想和物理方法。課堂創(chuàng)新氛圍濃郁,抓住教學(xué)的某些環(huán)節(jié),有利于學(xué)生創(chuàng)造意識的培養(yǎng)。學(xué)生相互探討、交流、學(xué)習(xí),思維活躍,體驗研究問題、尋求規(guī)律的科學(xué)研究過程,抓住課堂教學(xué)的制試點,啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)造性運用,使學(xué)生在獲取知識的同時,創(chuàng)造性思維和創(chuàng)造能力得到發(fā)展。
值得進一步研究的問題是:在用創(chuàng)新模仿啟發(fā)學(xué)生討論分析得出結(jié)論,如何更好地引導(dǎo)、啟發(fā),更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、獨立思考能力,需要更深入地研究。總之,希望在教學(xué)過程中有更多更好的教法和學(xué)法創(chuàng)造出來。
教學(xué)內(nèi)容為魯科版《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書?物理必修1》(20xx年8月第3版)第三章第3節(jié)(第46頁至第53頁)。它是在學(xué)習(xí)“勻變速直線運動規(guī)律”之后編排的,是勻變速直線運動的特例。通過對自由落體運動的研究,使學(xué)生既了解一種具體的運動,又鞏固勻變速運動規(guī)律,也加強了課本知識與實際生活的聯(lián)系;通過研究物理問題的基本思路和科學(xué)方法的學(xué)習(xí),為今后研究“豎直上拋運動”和“平拋物體的運動”打下良好的基礎(chǔ)。本課利用閃光照片來研究物體運動的方法,也將在后續(xù)課程中應(yīng)用。因此,本節(jié)課是本章知識的復(fù)習(xí)課,是培養(yǎng)學(xué)生思維的研究課,是聯(lián)系生活的應(yīng)用課,也是后繼學(xué)習(xí)的知識準(zhǔn)備課。
本節(jié)教材有四個知識點。即:A.影響物體下落快慢的因素;B.自由落體運動的定義、性質(zhì)及特點;C.自由落體運動的加速度g;D.自由落體運動的規(guī)律。
各知識點是按知識的形成過程有機結(jié)合的。即:從對落體運動表象的觀察,到深層的分析和研究,由淺入深、由表及里逐一展開。具體說:先觀察軌跡,再判斷運動快慢,進而分析運動的性質(zhì),確定運動加速度,最后明確運動規(guī)律。本節(jié)教材這樣編寫符合教育家贊科夫提出的“使學(xué)生理解學(xué)習(xí)過程”的原則,因此,在課堂教學(xué)過程中有必要遵循教材編寫意圖,按知識的形成過程進行教學(xué)。
學(xué)生學(xué)習(xí)情況分析
1、學(xué)生由于受日常經(jīng)驗的影響,對物體的下落運動普遍存在重快輕慢的錯誤認識。本節(jié)課擬通過學(xué)生之間的辯論,使學(xué)生明確認識到:日常見到的現(xiàn)象是因為受空氣阻力的影響的緣故,從而有效地消除學(xué)生的從生活中得來的錯誤觀念,培養(yǎng)學(xué)生透過現(xiàn)象看到本質(zhì)的辯證唯物主義認識觀。
2、學(xué)生已學(xué)過“勻變速直線運動規(guī)律”的運動學(xué)知識,具備了一定的學(xué)習(xí)基礎(chǔ),通過DIS傳感器直觀真實地得出自由落體運動的速度圖像后,由學(xué)生根據(jù)以前學(xué)過的圖像規(guī)律自行總結(jié)出自由落體運動的特點,利用“牛頓管實驗”中鐵片和羽毛同時落到底部的實驗現(xiàn)象引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)已學(xué)知識推導(dǎo)出同一地點不同物體自由下落的加速度是相同的,得出自由落體加速度的概念,然后結(jié)合勻變速直線運動規(guī)律“水到渠成”地推導(dǎo)出自由落體運動的規(guī)律。
設(shè)計思想教學(xué)過程的優(yōu)化設(shè)計關(guān)系到課堂教學(xué)的質(zhì)量,教學(xué)目標(biāo)的實驗、教學(xué)任務(wù)的完成都要通過教學(xué)過程來實施。本節(jié)課的主要教學(xué)思路如下:A.由一則生活引入新課,明確課題;通過一個小的演示實驗研究物體下落的運動;B.通過“辯論賽”的方式探究影響物體下落快慢的因素,然后抓住主要因素,忽略次要因素,建立理想化過程,得出自由落體運動的概念;C.利用DIS傳感器定量分析,得出自由落體運動的性質(zhì)和特點。利用牛頓管實驗理論推導(dǎo)出同一地點不同物體的自由落體加速度是相同的;D.用前面學(xué)過的勻變速直線運動的規(guī)律及自由落體運動的特點總結(jié)出自由落體運動的規(guī)律(公式);E.在“迷人小實驗”中,利用總結(jié)出的公式計算出一般人的反應(yīng)時間,與引入遙相呼應(yīng),進行情感態(tài)度價值觀的教育。
教學(xué)目標(biāo)
1、知識與技能:理解自由落體運動的實質(zhì)及相關(guān)概念,掌握自由落體運動的規(guī)律。
2、過程與方法:通過演示實驗讓學(xué)生從觀察實驗中分析歸納出自由落體運動的特點,培養(yǎng)學(xué)生將形象思維轉(zhuǎn)化為抽象思維的能力,歸納概括出物理概念和物理規(guī)律的能力。
3、情感態(tài)度價值觀:
(1)通過實驗、觀察、推理、歸納等科學(xué)知識和方法,培養(yǎng)學(xué)生透過現(xiàn)象看本質(zhì)的認識觀;
(2)通過對自由落體運動的學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生多層次考慮問題的辯證唯物主義思想;
(3)通過多媒體技術(shù)的應(yīng)用激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生追求科學(xué)真理的學(xué)習(xí)品質(zhì)。
(4)讓學(xué)生感受到物理與科學(xué)和社會、生活的聯(lián)系,感受到科學(xué)的現(xiàn)實性。使學(xué)生產(chǎn)生強烈的求知欲,樂于探索自然現(xiàn)象和日常生活中的物理學(xué)道理,初步領(lǐng)略科學(xué)的美妙與和諧,體驗解決問題時的喜悅。培養(yǎng)學(xué)生合作意識與協(xié)作精神。
教學(xué)重點和難點
重點:
認識自由落體運動是初速度為零、加速度為 g的勻變速直線運動,并能應(yīng)用勻變速直線運動的規(guī)律解決自由落體運動的問題.
難點:
(1)物體下落的快慢與物體所受重力大小無直接關(guān)系。
(2)同一地點自由落體運動中不同物體下落的加速度都為g。
教學(xué)過程設(shè)計
一、引入新課
同學(xué)們,在講新課之前,老師先給大家講一則生活見聞。老師有一次在街上看見一個江湖騙子在行騙,現(xiàn)在我將他的騙術(shù)再現(xiàn)一下:
這是一張百元鈔票,我捏住它的頂端,你用兩個手指放在鈔票的中部做好捏住鈔票的準(zhǔn)備,但注意在我松手之前你手的任何部分都不能碰到鈔票,當(dāng)看到我松手時,你就立刻去捏鈔票。
騙子說:“如果你能捏得住,百元鈔票歸你,如果捏不住,你只需給我五元錢”。
現(xiàn)在請三位反應(yīng)敏捷的同學(xué)上臺來試試,看能否捏得住鈔票。
事實證明,絕大多數(shù)人都捏不到鈔票而被騙。要戳穿騙子的騙局,揭示其中的科學(xué)道理,學(xué)習(xí)完本節(jié)內(nèi)容就知道了。
二、新課教學(xué)
各位評委:
大家好!今天我將要為大家說課的課題是自由落體運動。
首先是說教材
《自由落體運動》是高一物理第二章第八節(jié)的內(nèi)容。本節(jié)內(nèi)容是在學(xué)生學(xué)習(xí)了運動學(xué)的基本概念、勻變速直線運動等知識后編排的,自由落體運動作為勻變速直線運動的一種特例,在日常生活中比較常見,具有重要的研究價值;歷史上曾經(jīng)有很多科學(xué)家研究過落體運動,其亞里士多德、伽利略等對落體運動的研究,對物理學(xué)的發(fā)展起到了非常重要的推動作用,通過向?qū)W生介紹相關(guān)的物理學(xué)史,可以讓學(xué)生收到科學(xué)精神、科學(xué)方法的熏陶;自由落體運動規(guī)律的探究過程,不僅可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望,鞏固前面的知識,而且可以培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、以及分析和概括能力。重力是產(chǎn)生重力加速度的原因。因此本節(jié)課高中物理的重要內(nèi)容,在這里具有承上啟下的作用。
第二說重點、難點
1、從前面對教材的分析,可以看出本節(jié)課的重點是:自由落體運動概念、性質(zhì)、規(guī)律;重力加速度。至于自由落體運動規(guī)律的應(yīng)用我主要把它作為以后要考慮的重點。
2、本節(jié)課的難點我認為至少有兩點:
難點(1)對物體下落快慢與物體輕、重?zé)o關(guān)的理解
落體運動在生活中比較常見,學(xué)生很容易根據(jù)生活經(jīng)驗形成錯誤的前概念,就是物體越重,下落越快,這種前概念對于學(xué)生建立自由落體運動的正確概念是非常不利的。
為了突破這個難點我準(zhǔn)備對教材上的內(nèi)容進行適當(dāng)調(diào)整,把后一節(jié)伽利略對落體運動研究的部分內(nèi)容放在這里介紹。然后將亞里士多德的觀點,迪卡爾的觀點,以及伽利略的觀點同時列出,進行對比,然后介紹伽利略反駁亞里士多德的經(jīng)典推理,再通過實驗設(shè)計,用實驗事實幫助學(xué)生建立起正確的自由落體概念。同時向?qū)W生滲透理想化思想方法在物理學(xué)當(dāng)中的研究價值。
難點(2)探究自由落體運動性質(zhì)的過程
探究過程難點在于,要盡可能放手讓學(xué)生獨立地設(shè)計實驗方案,要確保實驗?zāi)軌虺晒Γ茏寣W(xué)生在對實驗數(shù)據(jù)處理后,總結(jié)出正確的結(jié)論。/
突破這個難點我準(zhǔn)備這樣設(shè)計教學(xué):首先激發(fā)學(xué)生進一步研究落體運動的興趣,啟發(fā)學(xué)生回憶前面研究勻變速直線的方法,進行合理的遷移。注意指導(dǎo)學(xué)生控制實驗條件,減小實驗誤差。我準(zhǔn)備安排學(xué)生分組實驗,讓學(xué)生都能體驗實驗過程,獲得成功體驗。
第三說教學(xué)目標(biāo)
知識目標(biāo)
(1)知道什么是自由落體運動;知道它是初速度為零的勻加速運動。
(2)知道什么是自由落體加速度,它的方向,知道在地球不同地方重力加速度的大小是不同的。
(3)掌握自由落體運動規(guī)律,會應(yīng)用相應(yīng)的公式解答有關(guān)自由落體運動的簡單問題。
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