自由落體教學(xué)設(shè)計

1、探究自由落體運動選用教材：粵教版高中物理必修一 授課對象：高中二年級學(xué)生 姓 名： 探究自由落體運動教學(xué)設(shè)計【課題】探究自由落體運動【教學(xué)時間】15分鐘【教學(xué)對象】高一學(xué)生【教材】粵教版必修一第二章第一節(jié)【教學(xué)內(nèi)容分析】1.教材的地位和作用：本節(jié)主要內(nèi)容是探究自由落體運動，是本章的重點內(nèi)容，同時也是后面學(xué)習(xí)勻變速直線運動的基礎(chǔ)。從亞里士多德和伽利略觀點的沖突，經(jīng)過實驗探究，得出物體下落過程中的運動情況與物體的質(zhì)量無關(guān)，引出自由落體運動的概念。在通過記錄自由落體運動軌跡，用打點計時器或頻閃照片，從頻閃照片中分析自由落體的規(guī)律，位移正比于時間的平方值。2.課標(biāo)要求：通過實事，初步了解近代實驗科學(xué)產(chǎn)

2、生的背景，體會物理模型在探索自然規(guī)律中的作用，體會實驗在發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律中的作用。3.教材的編寫思路：通過前人對落體運動的矛盾思考，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)、探究的熱情，感受邏輯思維的力量；通過演示小實驗，讓學(xué)生自己去觀察、發(fā)現(xiàn)規(guī)律。4.教材的特點：（1）突出實驗探究；（2）重視物理知識在生活中的實際應(yīng)用。 5.教材處理：本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計與教材的設(shè)計順序相同，充分利用新課標(biāo)教材中的實驗探究內(nèi)容豐富的特點，在課堂上使用現(xiàn)有的器材實現(xiàn)課本中的實驗，讓學(xué)生參與其中，體會實驗過程，邊動手邊學(xué)習(xí)。【學(xué)生情況分析】1.學(xué)生的興趣：對物理表現(xiàn)出濃厚的因果認(rèn)識、操作和概括興趣，有著濃厚的好奇心和求知欲。2.學(xué)生的知識基礎(chǔ)：學(xué)

3、生已經(jīng)學(xué)習(xí)了位移、加速度、時間等描述運動的知識。 3.學(xué)生的認(rèn)識困難：學(xué)生在生活中對于樹葉飄落、雨滴下落等落體運動司空見慣，但不知道落體運動的快慢和位移的規(guī)律?！窘虒W(xué)目標(biāo)】1.知識與技能 （1）認(rèn)識自由落體運動，知道影響物體下落快慢的因素，理解自由落體運動是在理想條件下的運動； （2）能用打點計時器或其他實驗儀器得到相關(guān)的運動軌跡并能自主進(jìn)行分析； （3）知道什么是自由落體的加速度； （4）初步了解探索自然規(guī)律的科學(xué)方法。培養(yǎng)學(xué)生的觀察、概況能力。2.過程與方法（1）培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和邏輯推理能力；（2）進(jìn)行科學(xué)態(tài)度和科學(xué)方法教育，了解研究自然規(guī)律的科學(xué)方法，培養(yǎng)探求知識的能力；（3）通過對

4、落體運動的實驗探究，初步學(xué)習(xí)使用控制變量法。3.情感態(tài)度與價值觀（1）調(diào)動學(xué)生積極參與討論的興趣，培養(yǎng)邏輯思維能力及表達(dá)能力；（2）滲透物理方法的教育，在研究物理規(guī)律的過程中抽象出一種物理理想化模型自由落體。（3）通過實驗，培養(yǎng)學(xué)生的合作精神。（4）通過史實，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會質(zhì)疑的科學(xué)素養(yǎng)。【教學(xué)重點】探究自由落體運動的過程及自由落體運動的概念。【教學(xué)難點】物體下落快慢與物體質(zhì)量無關(guān)。【教學(xué)策略設(shè)計】1.教學(xué)方法（1）實驗法：物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)。本節(jié)教學(xué)設(shè)計注重通過實驗創(chuàng)設(shè)稍高于學(xué)生原有知識水平的情境，如對物體下落快慢原因的猜想，塑料板（重的）和紙片分布（輕的）等，以引起學(xué)生的認(rèn)知沖突為

5、出發(fā)點開展教學(xué)，把知識的教學(xué)過程變成一種解決問題和科學(xué)探究的過程。同時注意滲透物理學(xué)研究方法、科學(xué)思維方法。（2）講授法：通過教師形象生動、富有啟發(fā)的講解，輔之以物理學(xué)史，啟發(fā)學(xué)生思維，把學(xué)生的感性認(rèn)識上升到理性認(rèn)識。在講授知識的滲透探究的思想，而在探究的過程中又講授必要的物理知識。2.學(xué)法指導(dǎo)俗語云：授人以魚，供一飯之需；授人以漁，則終身受用。學(xué)法指導(dǎo)方面通過組織學(xué)生進(jìn)行分組實驗，以交流討論、互相啟發(fā)的方式引導(dǎo)學(xué)生探究液面的特點，在合作解決問題的過程中完成知識的自我構(gòu)建。3.教學(xué)媒體設(shè)計充分利用實物、視頻、圖片等材料，為學(xué)生學(xué)習(xí)物理規(guī)律提供必需的感性材料。利用系列的小實驗演示影響物體下落快慢

6、的原因是空氣阻力，而不是質(zhì)量，幫助學(xué)生更好地了解影響自由落體快慢的因素，利用多媒體課件逐步分析自由落體這一理想模型提出的歷史演變，幫助學(xué)生更好地理解這一物理規(guī)律。【教學(xué)用具】面積相同的塑料板和紙片、另有一張一半面積的紙片、直尺【教學(xué)流程圖】教學(xué)環(huán)節(jié)和教學(xué)內(nèi)容教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖【教學(xué)過程設(shè)計】【導(dǎo)入新課，提出問題】 從生活現(xiàn)象導(dǎo)入，提出問題，并提出解決問題的方法實驗法 問：前面我們學(xué)習(xí)了直線運動的規(guī)律。在日常生活中，我們最常見的直線運動，就是我們這節(jié)課學(xué)習(xí)的落體運動，那么同學(xué)們回想一下，是重的物體下落快還是輕的物體下落快？問：同學(xué)們說是重的，那么我們來驗證一下大家的想法是不是正確的。引導(dǎo)思

7、考：生活中見到的現(xiàn)象背后是否存在必然性？引入課堂：對落體運動的思考討論、思考、答：重的 現(xiàn)象問題通過簡單常見的現(xiàn)象進(jìn)行提問，引發(fā)思考。利用學(xué)生對落體運動的思維定勢，引起認(rèn)識矛盾，極大地激發(fā)了學(xué)生的求知欲。引導(dǎo)學(xué)生反思生活現(xiàn)象背后的科學(xué)性?！緦嶒炋骄?，歸納總結(jié)】使用簡單的材料進(jìn)行實驗驗證是否物體下落快慢與質(zhì)量有關(guān)：1） 塑料板和紙片從同一高度下落；2） 塑料板和紙團(tuán)從同一高度下落；3） 一張紙片和卷成紙團(tuán)的半張紙片從同一高度下落；結(jié)論：物體下落快慢與質(zhì)量無關(guān)；空氣阻力是影響物體下落快慢的原因?！緦W(xué)史對話，建立模型】 利用物理學(xué)歷史上著名的“比薩斜塔”實驗，讓學(xué)生從歷史發(fā)展的高度出發(fā)，看待從古至今

8、人們對落體運動的思考，并結(jié)合上述的實驗探究，體會到下落快慢是主要研究對象，那么可以忽略空氣阻力的影響，建立自由落體的模型進(jìn)行運動分析。 建立起自由落體的模型，為下面進(jìn)行模型的分析做好鋪墊。指導(dǎo)學(xué)生實驗：問：塑料板和紙片的面積相等，而質(zhì)量不等，這里所采用的物理實驗方法是？教師指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實驗，并記錄現(xiàn)象；問：半張紙片下落得比整張紙片快的做法是什么？引導(dǎo)學(xué)生觀察：1、為什么輕的物體也可以下落得比重的物體快？2、影響物體下落快慢的因素是什么？通過牛頓管實驗視頻，加深理解。引導(dǎo)學(xué)生歸納：物體下落快慢與質(zhì)量無關(guān)；空氣阻力是影響物體下落快慢的原因。講述伽利略進(jìn)行的邏輯推理猜想亞里士多德的觀點是錯誤的，以及

9、他的“比薩斜塔”實驗驗證實驗。問：于是物理學(xué)上“去繁就簡”，建立了自由落體這一理想模型，來著重對落體運動的快慢進(jìn)行研究。那么我們在定義自由落體運動時，就必須忽略它的？敘：那么自由落體模型還有一個條件就是，初速度為零。分組實驗觀察討論答：控制變量法實驗觀察交流討論思考答：將半張紙揉成紙團(tuán)。對比、分析答：受到的空氣阻力小，輕的物體可以下落得比重的物體快。答：空氣阻力。理解記憶思考回顧答：空氣阻力消除疑惑深化理解記憶 組織學(xué)生分組實驗，一方面讓學(xué)生直觀地感受物體下落快慢與質(zhì)量無關(guān)，另一方面意在讓學(xué)生自己開口說出實驗現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生的表達(dá)能力，合作精神和分析解決問題的能力。引導(dǎo)學(xué)生針對實驗現(xiàn)象進(jìn)行再思考

10、，由淺入深，層層遞進(jìn)，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力。通過師生對話的形式，配合課件逐步分析，關(guān)注概念的建立過程和學(xué)生的思維過程，讓學(xué)生從現(xiàn)象的感性認(rèn)識提升到概念的理性認(rèn)識。 【規(guī)律探究，總結(jié)鋪墊】通過伽利略的間接證明實驗，驗證自由落體是做勻變速直線運動。并重點介紹用打點計時器可以直接驗證勻變速直線運動的方法。問：這是一張頻閃照相機拍的自由落體的圖片，我們發(fā)現(xiàn)，物體的速度越來越快。那么它做的是勻變速運動嗎？我們不妨提出猜想，然后想辦法驗證我們的猜想。伽利略在18世紀(jì)時就提出了同樣的猜想，并且用斜面實驗間接證明了這個猜想是對的。今天，我們來介紹另一個驗證方法，而這個驗證方法可以直接算出自由落體過程中的速度

11、，這就是打點計時器法了。 由打點計時器的紙帶，我們可以測出位移s和時間t，那么s與t2是什么關(guān)系呢？同學(xué)們課后找到兩者的關(guān)系，我們下節(jié)課再來進(jìn)一步研究自由落體的運動規(guī)律。聽講思考回答思考回答消除疑惑觀察思考疑惑消除疑惑好奇思考交流討論回答 了解驗證自由落體運動的歷史方法和現(xiàn)如今的方法。讓學(xué)生領(lǐng)悟到，物理學(xué)的發(fā)展是科學(xué)家們用“邏輯推理、實驗驗證”的思想方法不斷積累起來的成果。要敢于質(zhì)疑一些任務(wù)不正確的知識，用科學(xué)的方法提出自己的觀點。簡單初步分析，為下一節(jié)課做好鋪墊?！景鍟O(shè)計】附錄一本教學(xué)設(shè)計的創(chuàng)新之處1. 環(huán)環(huán)相扣，注重邏輯分析本節(jié)課所用的實驗器材簡單，實驗內(nèi)容也很普遍，而又不僅僅只是根據(jù)實

12、驗現(xiàn)象的矛盾而否認(rèn)“物體下落快慢與質(zhì)量有關(guān)”的猜想。本教學(xué)設(shè)計，旨在分析實驗現(xiàn)象之間矛盾產(chǎn)生的原因受空氣阻力影響，半張紙片比整張紙輕，但把半張紙揉成團(tuán)后，卻可以比整張紙下落快，而“揉成團(tuán)”即減小了半張紙的空氣阻力，那么在兩者都不受空氣阻力的情況下，兩者下落的速度應(yīng)該是一樣的。驗證還沒有結(jié)束，通過牛頓管實驗，驗證了確實在沒有空氣阻力的情況下，物體下落的快慢相同。而此實驗和邏輯推理適合各地區(qū)的教學(xué)課堂，具有普適性和針對性，現(xiàn)象明顯直觀。所制教具不僅能夠豐富課堂，增強課堂趣味性，更是有助于教師見解知識，學(xué)生理解知識，突破難點。2. 物理學(xué)史不可少，物理研究方法要解析 通過對“力學(xué)之父”伽利略的研究歷史的梳理，學(xué)生們能夠進(jìn)一步理解物理甚至是科學(xué)都是人類積累下來的財富，我們能夠在這些寶藏中找到的東西很多很多，比如物理的研究方法：邏輯推理、提出猜想、實驗驗證、歸納總結(jié)；比如敢于質(zhì)疑，敢于創(chuàng)新的精神等等。 自由落體運動是一個理想化的模型，而為什么要研究這樣一個在現(xiàn)實生活中不存在的運動呢？這就涉及到對“理想化”物理研究方法的理解了