物理组窦林2019年“行知杯”教学反思

文 / 窦林 责编 / 王丽玲 2019-11-05 点击 236

《牛顿第一定律》教学反思

         牛顿第一定律是经典物理学中力和运动的问题的基石,但是它来源于理想实验,是一种理想情况下的运动,因此学生理解起来有一定的难度。如何根据学生已有的知识带领学生重新建构力和运动的知识体系,是本节课的重点和难点。

         针对上面的问题,我对教材进行了分析,在此基础上,对亚里士多德、伽利略、笛卡尔、牛顿等人的著作进行了学习,了解到了他们对于力和运动的思考和理解。由此作出了教学设计。

         首先,我用在木板上推动小车作为引入,在力的作用下,小车开始运动,撤去力之后,小车逐渐停下,提出问题:运动的小车为什么会停下。学生很容易想到是因为摩擦力。

         由此再次提出问题:对于并不知道摩擦力的古希腊人来说,他们是怎么理解的呢?

         引出亚里士多德的解释:一切物体都有趋向于停止的性质,必须有力作用在物体上,才能使物体保持运动状态。即力是维持物体运动的原因。

         提出问题:他的想法对吗?把他引入歧途的是什么?那为什么他的理论能够延续2000多年?谁最早发现了这个问题?

         引出伽利略的思考。展示伽利略的《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》一书中相应内容:

         伽:假设现在有一个如镜面光滑的斜面,在斜面顶端放一个坚硬的小球,放开手后,小球会如何运动。(伽利略在挖坑)

         亚:小球肯定会沿着斜面向较低的一段开始滚动。

         伽:那么小球会以怎么样的速度,滚动多远的距离呢?假设没有外界的阻碍

         亚:只要斜面无限延伸,小球就会沿着斜面向较低的一端一直加速运动。因为亚里士多德说了,往较低的位置运动是一切有重量的物体的天性。

         伽:那么,如果在同一个斜面上,将小球向较高的一端弹出,又会怎么样呢?

         亚:这样,小球会向上滚动,不过会越来越慢。

         伽:那么,如果是一个和地面平行的面,那么小球会怎么运动呢?

         亚:小球不会动。

         伽:如果把小球往任意方向弹出,小球会怎么运动呢?

         亚:小球就会向相应的方向运动。

         伽:那它会滚多远呢?

         亚:只要斜面不倾斜,那么这个面有多长,它就会运动多远。(成功进坑)

         通过学生的总结,得到伽利略的思想:力不是维持物体运动的原因。

         伽利略通过理想斜面实验对此进行了解释:1.两斜面对接,让静止的小球沿一个斜面滚下来,小球将滚上另一个斜面.如果没有摩擦,,小球将上升到原来静止时的高度.2.如果减小第二个斜面的倾角,小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度,但要通过更长的距离.3.继续减小第二个斜面的倾角,使它和地面平行,小球不可能达到原来的高度,就要以不变的速度持续运动下去.当然我们不能消除一切阻力,也不能把木板做得无限长,所以这个实验是“理想实验”。注意:理想实验不是空想实验,它是可靠实验事实加上理论推导。

         伽利略的理想斜面实验深深地影响了爱因斯坦,爱因斯坦对此的评价是“伽利略对科学的贡献就在于毁灭直觉的观点而用新的观点来代替它。”

         在学生都很崇拜伽利略的时候,我继续对学生进行引导:以不变的速度持续运动下去——究竟是什么运动?

         伽利略认为地球是圆的,光滑木板无限延伸下去是一个圆周。

         圆是一个无始无终的图形,是一个完美的图形,是永恒的象征。

         因此小球做的是速度大小不变的圆周运动。

         提出问题:伽利略对吗?引出笛卡尔的补充:如果没有其它原因,运动的物体将继续以同一速度沿着一条直线运动,既不会停下来,也不会偏离原来的方向。

         在笛卡尔的基础上,牛顿加入了静止这个状态,提出了牛顿第一定律。

         引导学生对牛顿第一定律进行理解和思考,得到惯性的概念,最后,在对惯性进行讲解的过程中,我利用了两个啤酒瓶设计了一个互动性很强的实验,学生的参与让课堂的气氛达到了高潮。

         从总体而言,这节课内容难度不大,初中学过,但是对于学生而言有很多错误的经验,因此,造成学生的认知冲突非常重要。最后的啤酒瓶实验更是让学生感受到了物理的魅力。


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