楊銀海
(浙江省春暉中學(xué) 浙江 紹興 312353)
牛頓運動定律是前面三章內(nèi)容的基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究運動和力的關(guān)系,這是質(zhì)點動力學(xué)的核心內(nèi)容.根據(jù)牛頓運動定律可以確定物體的位置、速度變化的規(guī)律.牛頓第一定律是牛頓物理學(xué)的基石,力學(xué)的第一原理,涉及兩個重要而基本的物理概念—— 力和慣性,同時揭示了運動和力的關(guān)系—— 力不是維持物體運動的原因.為了便于學(xué)生理解,本章只限于物體的直線運動.
牛頓第一定律對學(xué)生來說是不陌生的,在初中階段的學(xué)習(xí)中,學(xué)生除了“慣性和質(zhì)量”這一問題沒有專門學(xué)習(xí)外,本節(jié)的其他知識都有了大致的了解,而且在前三章學(xué)習(xí)了簡單的運動,又知道力學(xué)一些簡單知識,牛頓第一定律正是基于此基礎(chǔ)上將運動和力聯(lián)系起來的一條紐帶,一座橋梁,是進(jìn)一步分析和處理直線運動和力學(xué)問題的基礎(chǔ),起到承上啟下的作用.
高中階段,當(dāng)學(xué)生再次面對牛頓第一定律的學(xué)習(xí),首先應(yīng)該在已有認(rèn)識的基礎(chǔ)上,糾正一些片面、不恰當(dāng)?shù)恼J(rèn)識,加大思維強度,進(jìn)一步深化和提高對相關(guān)問題的認(rèn)識.據(jù)新課程的“四基”要求(基本知識,基本技能,基本經(jīng)歷,基本思想),由此確定本節(jié)課的三維教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)重難點.
知識與技能:
(1)知道牛頓第一定律的內(nèi)容.
(2)知道什么是慣性,認(rèn)識一切物體都有慣性.
(3)會用物體的慣性解釋慣性現(xiàn)象,培養(yǎng)學(xué)生的語言表達(dá)能力.
過程與方法:
(1)通過活動體驗力對物體運動的影響.
(2)通過活動體驗任何物體都有慣性.
(3)學(xué)會觀察生活中各種跟慣性有關(guān)的現(xiàn)象.
情感態(tài)度與價值觀:
(1)通過活動和閱讀感受科學(xué)就在身邊,對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)態(tài)度和科學(xué)方法的教育.
(2)培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、邏輯思維能力和科學(xué)想象能力.
(3)通過慣性現(xiàn)象,向?qū)W生進(jìn)行交通安全教育.
教學(xué)重、難點:
(1)認(rèn)識伽利略研究運動和力關(guān)系的思想方法,理解理想實驗.(難點:使學(xué)生了解物理史,提高學(xué)生的物理素養(yǎng))
(2)理解牛頓第一定律的含義,并知道適用于慣性參考系.(重點:揭示力和運動的關(guān)系)
(3)理解慣性的概念,知道質(zhì)量是描述慣性的唯一量度.(重點:慣性是一個非常抽象的概念)
單擺球,演示慣性的小車,水杯,木球,伽利略理想實驗?zāi)M器材,視頻.
牛頓第一定律的教學(xué),沒有計算方面的要求,主要是一些理性知識點的展現(xiàn)來進(jìn)行規(guī)律教學(xué).本著教學(xué)的主體是學(xué)生,對于抽象化的知識,能讓學(xué)生主動地“品嘗”,而不是被動地“填塞”.如何使無法觸摸的“理”通過學(xué)生容易感覺到的“形”,展現(xiàn)在課堂上,實施有效教學(xué),化抽象為形象,讓學(xué)生在逐步漸進(jìn)的實驗現(xiàn)象面前,不斷升華自己的思維感覺,去感受其中蘊藏的物理知識點,使學(xué)生疑有所釋,問有所答,理有所解,學(xué)有所成.
基于上述的教學(xué)思路,筆者采用“生活情景展現(xiàn)(感受)— 實驗展示(感知)— 總結(jié)提煉(認(rèn)知)— 回歸生活(素養(yǎng))”的教學(xué)安排進(jìn)行課堂教學(xué).
通過一對母女推拉車時的對話,引出兩位偉大的科學(xué)家對“運動和力的關(guān)系”的截然不同的思維碰撞.讓學(xué)生思考并回答:為什么亞里士多德的觀點能統(tǒng)治人類思維2 000多年?結(jié)合生活情景,讓學(xué)生再次思考:生活現(xiàn)象背后隱藏的本質(zhì)是什么?通過生活情景和實驗演示,直至理想推測,得到伽利略的正確觀點:“物體的運動不需要力來維持”.由此引出人類思想史上最偉大的成就之一—— 一種科學(xué)研究的方法—— 理想實驗.(10 min)
設(shè)計理由:學(xué)習(xí)牛頓第一定律不僅要知道定律本身的內(nèi)容,還要了解人類進(jìn)行探究的歷史過程,可以幫助學(xué)生理解相關(guān)知識的本質(zhì)和內(nèi)涵,并得到物理思想上的升華.
在笛卡爾補充伽利略觀點的基礎(chǔ)上,牛頓進(jìn)行了總結(jié),得到牛頓第一定律,提出了力的概念.此定律是利用邏輯思維對事物進(jìn)行分析的產(chǎn)物,使學(xué)生領(lǐng)略理想實驗帶來的科學(xué)魅力.(5 min)
設(shè)計理由:介紹理想實驗和真實實驗的不同點,了解理想實驗的意義及對科學(xué)進(jìn)步的貢獻(xiàn).
點撥牛頓第一定律的內(nèi)容,利用兩個小實驗,學(xué)生參與活動,引出慣性的概念,牛頓第一定律也稱為慣性定律.布置學(xué)生自學(xué)“慣性定律是牛頓物理學(xué)的基石”.(7 min)
設(shè)計理由:使學(xué)生認(rèn)識到?jīng)]有牛頓第一定律揭示的“力是改變物體運動狀態(tài)的原因”,就不會有牛頓第二定律的產(chǎn)生,由定性到定量,是一個質(zhì)的飛躍.
通過視頻播放、圖片展示、生活情景再現(xiàn)來體現(xiàn)生活中的“慣性”.如老師發(fā)口令,讓學(xué)生在座位上模擬汽車前進(jìn),剎車時的身體傾向.如視頻狗跳遠(yuǎn)至水池中,爬上岸后甩掉身上的水.如體育競技中的跳遠(yuǎn),保齡球,冰壺等,再如汽車的碰撞實驗視頻.見課后“問題與練習(xí)”1和2.(10 min)
設(shè)計理由:使學(xué)生知道生活中對慣性的利用和防止,讓學(xué)生感受到科學(xué)就在身邊,同時化知識為力量,充分利用慣性來解決某些問題,以及受到交通安全教育.
通過體育比賽中的相撲運動員的體型碩大,體操運動員的身輕如燕,引出衡量慣性大小的量度是質(zhì)量.然后通過以不同速度運動的物體剎車時間長短,在太空中的物體仍具有慣性,說明質(zhì)量是衡量慣性大小的唯一量度.通過撕紙游戲,讓學(xué)生在玩樂中得到知識的鞏固.(8 min)
設(shè)計理由:使學(xué)生明確慣性大小是由質(zhì)量唯一確定的.
結(jié)合課后“問題與練習(xí)”,學(xué)生自主閱讀課本中的“科學(xué)漫步”,在教師點撥引導(dǎo)后歸納總結(jié):牛頓第一定律適用于慣性參考系.(5 min)
設(shè)計理由:在浙江省普通高中學(xué)科指導(dǎo)意見中,屬于發(fā)展要求,要求學(xué)生會識別慣性參考系和非慣性參考系.
通過上述課堂教學(xué),使學(xué)生在輕松的情景中學(xué)到知識,在視聽感受中理解知識,在課堂教學(xué)的參與中鞏固知識,從生活中感受物理,在理解中感知物理,在物理中重新品味生活中的種種物理現(xiàn)象,讓學(xué)生能透過現(xiàn)象看到其中的本質(zhì),提高學(xué)生的綜合理性素養(yǎng).