《牛頓第一定律》教學(xué)設(shè)計

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高一 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)
──談自主探究模式的應(yīng)用

新課標(biāo)明確提出“倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)”,“在教學(xué)中,教師應(yīng)該讓學(xué)生親歷思考和探究的過程,領(lǐng)悟科學(xué)探究的方法!弊灾魈骄拷虒W(xué)是一種課堂教學(xué)模式,在課堂上要求教師充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用,形成師生之間、學(xué)生之間的多向反饋結(jié)構(gòu),在教師的啟發(fā)下,學(xué)生積極主動地解決問題。自主探究教學(xué)通過激發(fā)學(xué)生的內(nèi)驅(qū)力,調(diào)動學(xué)生的積極性和主動性,把學(xué)習(xí)變成學(xué)生內(nèi)在的需求,從根本上促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知、能力、個性的發(fā)展,乃至完美人格的形成。
但在實際的教學(xué)過程中,如何讓學(xué)生的主體性、主動性、創(chuàng)造性得到充分發(fā)揮,如何讓自主教學(xué)探究模式很好的得到實施,是教學(xué)過程設(shè)計的難點。在教學(xué)過程的設(shè)計時筆者認(rèn)為應(yīng)把握以下三個原則:1.學(xué)生已知的內(nèi)容可以通過自主探究方式讓學(xué)生獨自完成教學(xué)要求;2.學(xué)生未知的但經(jīng)老師啟發(fā)引導(dǎo)后能理解的也可通過自主探究讓學(xué)生獨自完成教學(xué)要求;3.學(xué)生未知的經(jīng)老師提示后理解也困難的才是需要通過老師主導(dǎo)來完成的。自主探究性教學(xué)模式,就是要讓學(xué)生成為教學(xué)活動的主人,成為學(xué)習(xí)和發(fā)展的主人。
自主探究教學(xué)模式的實施關(guān)鍵在于教師設(shè)計教學(xué)過程時要充分了解哪些是學(xué)生已知的知識點,哪些是未知的知識點,哪些是能啟發(fā)后掌握的,哪些是學(xué)生自己無法理解的,然后尋找探究點→再針對性地設(shè)計問題→設(shè)計具體探究過程。下面以《牛頓第一定律》的教學(xué)為例來看自主探究教學(xué)模式的具體應(yīng)用。
一、教材分析
這節(jié)教材首先對人類認(rèn)識“運動和力”的關(guān)系作了歷史的回顧,介紹了四位科學(xué)家研究運動和力的關(guān)系的思想方法及卓越貢獻(xiàn)。然后講述牛頓第一定律的內(nèi)容和物體慣性的概念。這是初、高中知識相銜接的一節(jié)課程。學(xué)生已經(jīng)了解了牛頓第一定律的基本內(nèi)容,所以在教學(xué)設(shè)計上應(yīng)以教材中有關(guān)“力是運動的原因還是改變運動的原因”這一問題認(rèn)識的發(fā)展歷史為線索,以科學(xué)思想、科學(xué)方法教育與思維能力培養(yǎng)為主要目標(biāo)。教學(xué)的側(cè)重點應(yīng)放在理解人類認(rèn)識“運動和力”的關(guān)系研究、思考、推理過程,學(xué)習(xí)科學(xué)研究中常用的理想實驗方法。在牛頓第一定律內(nèi)容的學(xué)習(xí)上,注重知識的理解及與生活實際的聯(lián)系。為發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性,思維的積極性,本課采取學(xué)生自主探究模式組織教學(xué)。
二、教學(xué)過程設(shè)計
引入新課:運動的起因是什么
(一)學(xué)生閱讀歷史的回顧并找出四位科學(xué)家關(guān)于力和運動的觀點
這塊內(nèi)容中有些知識點學(xué)生是已知的,也有未知的,但學(xué)生都看得懂,所以就由學(xué)生來完成,同學(xué)們相互補充,教師只起到歸納總結(jié)的作用。
1.亞里士多德:力是維持物體運動的原因。
現(xiàn)象:在平路上人推車,車才能運動,人停止用力,車子就要停下來。
2.伽利略:水平面上物體所以會停下來,是因為摩擦的作用,如果沒有摩擦,水平面上物體一旦具有某一速度物體將保持這一速度運動下去。
笛卡兒:如果沒有其它原因,運動物體將繼續(xù)以同一速度沿著一條直線運動,即不會停下來,也不會偏離原來的方向。
牛頓:一切物體總保持原來的勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。
(二)問:以上四位科學(xué)家每一位都把人類的認(rèn)識向前推進(jìn)了一步,試分析每人推進(jìn)的一步體現(xiàn)在哪里?你認(rèn)為誰的貢獻(xiàn)最大?
教師通過設(shè)計這樣一個問題,指明學(xué)生要探究的內(nèi)容與方向,具體由學(xué)生們合作完成,教師只起到總結(jié)歸納的作用。
a)亞里士多德的貢獻(xiàn):通過直覺的觀察提出問題為科學(xué)家的研究確立了課題。
b)伽利略的貢獻(xiàn):(1)伽利略發(fā)現(xiàn)了不易直覺的摩擦力,改變了亞里士多德根據(jù)直接經(jīng)驗得出的直覺結(jié)論提出運動不需力維持;(2)思維代替直覺認(rèn)識宇宙。
c)笛卡兒的貢獻(xiàn):(1)明確勻速直線運動;(2)指出速度改變是有原因的。
d)牛頓的貢獻(xiàn):(1)推廣到一切物體;(2)提出靜止;(3)明確力的作用。
關(guān)于誰的貢獻(xiàn)大,學(xué)生眾說紛紜,沒有一個確切的定論,教師也無需給出一個正確的結(jié)論。但是通過對物理學(xué)歷史發(fā)展過程的考察,對四位科學(xué)家貢獻(xiàn)的探究,它將有助于學(xué)生了解物理學(xué)家認(rèn)識和發(fā)現(xiàn)物理定理、定律的基本方法。從而“以史為鑒”,培養(yǎng)他們以物理學(xué)家認(rèn)識世界本來面目的方式去認(rèn)識世界。在一定意義上,通過對規(guī)律認(rèn)識的歷史的還原,對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)思想和科學(xué)方法論的教育是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的有效途徑。這是設(shè)計此問題的關(guān)鍵所在,也是本節(jié)課的亮點所在。
在該塊教學(xué)內(nèi)容中學(xué)生未知的是關(guān)于伽利略的理想實驗,教師要采取的教學(xué)方法是采用設(shè)計一系列問題,引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會自己分析問題自己解決問題,具體可如下操作。
提問:伽利略用什么方法證明物體運動不需要力來維持呢?
演示說明:設(shè)置一個向下的斜面,再圓滑地連一個向上的斜面。然后拿一個小球放在斜面某點上,由靜止運動下來,它將沖上另一斜面。
教師設(shè)疑:它能“沖”到哪里,它能回到原來高度嗎?如果光滑,結(jié)果怎樣?
教師通過一系列問題引發(fā)學(xué)生的思考。通過實驗發(fā)現(xiàn),它升不到原來的那個水平高度,這是因為摩擦較大。若換一個摩擦較小的斜面,可以看出,它就較接近那個水平高度。若摩擦越小,就越接近。這是實驗事實?茖W(xué)推理:依據(jù)這可靠的實驗事實為基礎(chǔ),然后沿著摩擦力越來越小的發(fā)展趨勢,去科學(xué)推理──假如摩擦非常非常的小、以至于沒有摩擦,那小球?qū)⒎浅7浅=咏ぉひ灾劣谶_(dá)到原來水平高度。這是一種理想的實驗情景,即小球沿著光滑的斜面總能上升到原來的高度。教師指出“假設(shè)”兩個字用得很好,它對物理結(jié)論進(jìn)行合理的外推,其結(jié)論的得出符合邏輯。減小第二個斜面的傾角,傾角越小,小球為達(dá)到原來的高度所通過的路程就越長;傾角越小,通過的路程就越長。然后,我們再去科學(xué)推理,假如它最終成為水平面,那小球所通過的路程也就無限長,只能沿著水平面繼續(xù)運動下去。
教師總結(jié):“理想實驗”雖然也叫實驗,但它不等同于科學(xué)實驗。真實的實驗是一種實踐活動,而“理想實驗”則是一種思維活動,是由人們在抽象思維中設(shè)想出來而實際上無法做到的“實驗”。并指出理想實驗是以真實的科學(xué)實踐為基礎(chǔ),抓住主要矛盾,忽略次要矛盾,對實際過程做出了更深入的抽象分析。理想實驗是以正確的邏輯法則為依據(jù)的。它是自然科學(xué)理論研究中的重要方法。
(三)演示氣墊導(dǎo)軌實驗
氣墊導(dǎo)軌實驗是學(xué)生未知的實驗,所以采用的方法是由師生共同操作完成,教師介紹實驗裝置及裝置的特點,由學(xué)生來推動氣墊導(dǎo)軌上的物體,觀察它的運動,進(jìn)一步地幫助學(xué)生加深理解物體不受外力作用時將做勻速直線運動。
(四)讓學(xué)生們仔細(xì)閱讀牛頓第一定律的內(nèi)容,并思考定律包含的幾層含義
在進(jìn)行牛頓第一定律的教學(xué)時,不能只滿足于學(xué)生能復(fù)述牛頓第一定律的內(nèi)容,還應(yīng)幫助學(xué)生理解牛頓第一定律所包含的幾層意思。定律的理解是未知的,但可以在教師的啟發(fā)下,通過學(xué)生們相互討論、自主探究、教師補充共同完成下面的三層含義。
1.描述了物體不受外力作用時的運動規(guī)律
牛頓第一定律描述了物體不受外力作用,或者所受的合外力為零時,物體將保持原來的運動狀態(tài)──勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)。
2.闡明了力的科學(xué)定義
力是物體間的相互作用,它是改變物體運動狀態(tài),即產(chǎn)生加速度的原因,而不是產(chǎn)生和維持物體運動的原因。
3.一切物體都有保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì),揭示了物體普遍具有的屬性──慣性。
(五)學(xué)生聯(lián)系生活中的實際問題自己分析慣性問題
三、教學(xué)反思

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