金玉芳

(江蘇省常熟市謝橋中學 221500)

牛頓第一定律是初中物理力學環(huán)節(jié)的核心知識板塊，它不僅幫助學生揭秘力與運動的內(nèi)涵，開啟力學的深入探究，還能啟發(fā)學生一起體驗科學家們艱辛的科研歷程和漫長的科學發(fā)展，感悟物理課程中的文化之旅.為此，面對這一文化底蘊十足，物理意義深遠的課，我們就要深入踐行其價值，讓學生在這一節(jié)的學習中真正領(lǐng)略物理的味道.

一、矛盾沖突、激發(fā)參與情趣

在學生的前概念中，學生存在一個認知的誤區(qū)，而這個認知誤區(qū)的生成也是非常正常的，那就是力是維持物體運動的原因.對這一誤區(qū)我們在教學的過程中無需直接否定，也無需有意識的去避免它，而應該正視它的存在，并通過問題和情境將這一問題全面暴露出來，以此開啟學生的思維碰撞，這種碰撞是學生內(nèi)在學習興趣的表現(xiàn).為此，我們就可以借助如圖1所示的情境來激發(fā)學生的矛盾沖突，開啟課堂活動的思維之旅.

在的情境創(chuàng)設下，學生已經(jīng)發(fā)現(xiàn)他們的認知中存在兩種觀點，一種是力是維持物體運動狀態(tài)的原因，物體受力就運動，不受力就不運動，而教師例舉的反例，卻發(fā)現(xiàn)，物體不受力時還能運動，比如踢出去的足球在不受腳的作用力，卻能繼續(xù)運動.此時的矛盾的沖突也真正激發(fā)，學生的內(nèi)在求知欲也隨之真正提升.

二、矛盾激發(fā)、鎖定問題所在

踢出去的足球，不受腳對它的作用力，足球卻能繼續(xù)往前運動，這一案例卻說明了物體不受力也能運動.此時矛盾沖突也激發(fā)了矛盾的關(guān)鍵所在，那就是物體的運動與否到底需不需要力來維持.借此，教師要進一步結(jié)合將足球運動的情境呈現(xiàn)給學生，學生發(fā)現(xiàn)離開腳的足球繼續(xù)在草地上滾動，為此，教師結(jié)合下面的問題鏈來鎖定學生矛盾的關(guān)鍵點：

師：足球最終為什么會停下來？

生：足球受到草地給它的摩擦阻力(學生異口同聲的回答).

師：如果阻力小點的話，會有什么樣的現(xiàn)象呢

生：足球運動的遠一些.

師：那么阻力對物體的運動到底有什么影響呢？

教師的最后這個問題將開啟學生的進一步思考？阻力讓足球停止運動，通過反證的方法來說明力不是維持物體運動的原因，因為由這個例子說明力還在阻礙物體的運動.而阻力變小，物體的運動又會怎么樣呢？如果小到?jīng)]有時，物體又該如何運動呢？這一問題的解決將進一步驗證“力不是維持物體運動的原因”的正確性.

三、瞄準問題、提升探究能力

結(jié)合上面的情境與問題，在教師的啟發(fā)下，學生已經(jīng)可以瞄準了我們首先要解決的問題，那就是探究阻力對物體運動的影響情況.而探究的過程中，我們還是啟發(fā)學生圍繞怎么探究，怎么顯示探究問題來思考？即采用控制變量法來探究阻力對物體運動的影響，采用轉(zhuǎn)換法來顯示阻力對物體運動的影響情況.

1.怎么探究

教師需要啟發(fā)學生分兩個層面來進行思考，首先就是如何提供一個相同的運動狀況，其次就是怎樣才能為具有相同運動狀態(tài)的物體提供不同的阻力作用.為此，結(jié)合學生已有的知識與技能，可以為學生設計一個斜面，如圖2所示，讓同一輛小車從同一斜面的同一高度自由滑下.而獲取不同的阻力，則是放置不同材料在同一水平面上，如毛巾、棉布、木塊、玻璃等.

2.怎么顯示

阻力對小車的影響情況則可以通過小車在水平面上移動的距離來顯示.運動距離越遠，說明阻力對物體運動的影響越小，速度改變的也越小.

啟發(fā)學生基于鎖定好的探究問題進行設計是關(guān)鍵所在，在此，并不需要什么創(chuàng)新和華麗，只需要學生在探究問題的過程中，鎖定好探究的一般思維方法，即怎么探究、怎么顯示，將控制變量法和轉(zhuǎn)換法的探究思想靈活運用.這一歷程的探究讓學生得出平面越光滑，小車運動的距離越遠.為此，教師在學生得出這個結(jié)論這說明小車受到的阻力越小 ，速度減小得越慢，探究直接解決了我們需要解決的探究問題.

而在實驗探究的過程中，學生也會發(fā)現(xiàn)一個新問題，那就是木板的表面鋪上毛巾和棉布以后，發(fā)現(xiàn)厚度不一樣了，為此，學生在交流和交流的過程中，發(fā)現(xiàn)可以將毛巾和棉布在不使用的時候都墊在木板的下面.這一實驗優(yōu)化的細節(jié)也充分訓練了學生對“控制變量法”的使用能力.

在這個環(huán)節(jié)，教師和學生一起經(jīng)歷了探究的設計、操作、信息采集、歸納總結(jié)、實驗優(yōu)化等過程，充分還原了學生自主探究的過程，并通過探究得出了探究結(jié)論、提升了探究能力.

四、回味探究、體驗巨人歷程

牛頓第一定律的教學不僅是讓學生經(jīng)歷一個探究過程并掌握其中規(guī)律，還要讓學生深刻感悟其中蘊含的科學精神，品味豐富的文化內(nèi)涵.

1.伽利略的探究

我們剛才所探究的阻力對物體運動狀態(tài)的影響就是經(jīng)歷的伽利略的探究歷程，伽利略的探究如圖3所示，而且在這實驗基礎上，總結(jié)出“運動物體受到的阻力越小，他的運動速度減小得就越慢，他運動的時間就越長.”

到此為止，學生會很興奮，因為剛才同學們探究的歷程和伽利略的研究幾乎相同，而探究的結(jié)論和伽利略的結(jié)論也一樣.

2.笛卡爾等人的補充

笛卡爾等人又在伽利略研究的基礎上進行了更深入的研究，進一步進行了總結(jié)和完善.

而這些歷程中出現(xiàn)的不僅僅是我們所提到的科學家，也不僅僅像我們這樣簡單的探究，而他們是經(jīng)歷了無數(shù)次的實驗和研究，還經(jīng)歷了漫長的論證與補充.此時我們深刻感受到科學研究的艱辛與漫長，也深刻感受到科學家們的執(zhí)著與智慧.

五、理想實驗、建構(gòu)偉大定律

活動進行到這個環(huán)節(jié)，學生再次提升對本節(jié)課研究的熱情，一開始的熱情是對問題情境本身的興趣，那是內(nèi)在學習動力的第一步，而現(xiàn)在，在感受到科學家的歷程以后，今天的價值將不同尋常，因為，同學們將踏著偉人的腳印，重溫科學歷程.此時，教師結(jié)合問題，再次激發(fā)學生的思考，讓定律在悄然思維和智慧中順其自然的建構(gòu)起來.

師：如果我們把剛才的平面換成比玻璃更光滑一些的材料，你覺得小車將怎么運動呢？

生：運動的更遠.

師：運動的更遠說明什么？

生：說明速度減小的越慢.

師：如果水平面絕對光滑呢？

生：物體將一直運動下去.

師：物體運動的速度如何？

生：一直以剛才的速度運動下去.

師：方向變嗎？

生： 不變.

師：非常好，同學們回答的非常棒.而且伽利略當年還進一步通過推理得出，在理想情況下，如果水平表面絕對光滑，物體受到的阻力為零，它的速度將不會減慢，還是將以恒定不變的速度永遠運動下去.而笛卡爾總結(jié)補充“如果運動物體,不受任何力的作用,不僅速度大小不變,而且運動方向也不會變,將沿原來的方向勻速運動下去.”而英國的偉大科學家牛頓,總結(jié)了伽利略、笛卡爾等人的研究成果；從而概括出一條重要的物理定律：一切物體在沒有受到力的作用時,總保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài).結(jié)論的得出是順其自然的，而且得出的過程中，學生也真正體驗了一會實驗加推理的科學研究方法.

學生因為自我建構(gòu)牛頓第一定律而興奮、開心.這種興奮和開心不僅有效的促進學生的智力生長，還能有效的促進學生在物理學習上的可持續(xù)發(fā)展.

六、應用定律、解決矛盾沖突

牛頓第一定律的建構(gòu)讓學生經(jīng)歷不一樣的科學探究之旅，而結(jié)論的得出需要學生進一步解決原先的認知沖突，并加深對牛頓第一定律的理解和應用.

師：通過牛頓第一定律可以知道，物體如果不受力作用，物體將處于什么樣的運動狀態(tài)？

生：原來靜止的，物體就保持靜止狀態(tài).原來運動的，物體將保持勻速直線運動狀態(tài).

師：那么，力是維持物體運動的原因嗎？

生：不是.

師：那么靜止的小車，不去用手去推，車不動，推了就動，這到底說明了什么呢？

此時學生交流討論，結(jié)合學生的討論， 教師可以將一開始的幾種情境全部呈現(xiàn)給學生，讓學生進行多重對比和交流.此時學生會發(fā)現(xiàn)，這些物體受到力作用后要么由靜止到運動，要么由運動到靜止，或者是運動方向發(fā)生改變.而教師進一步和學生追問，可以分析，力并不是維持物體運動的原因，而是物體運動狀態(tài)改變的原因.從而解決了本節(jié)課一開始的矛盾沖突.

筆者按照以上流程上完了本節(jié)內(nèi)容，課堂雖然沒有公開課的高大上，但卻深入落實了國家課程，并充分尊重學生的主體地位，讓課堂有思維、有建構(gòu)，并觸發(fā)學生的智力生長，還原物理學習的物理味，真正實現(xiàn)有情有智，情智共生.