《牛顿第一定律》教学设计北京师大附属实验中学王运淼〖设计思想〗1．注重三维目标的和谐统一牛顿第一定律是牛顿物理学的基石，是力学的第一原理，它改变了人们对自然的认识，改变了人们的世界观。这就是，原来亚里士多德认为物体运动需要力，而现在是运动不需要力。这样的重大科学发现，称得上是真正的科学真理。因此，我在设计牛顿第一定律教学时，注重三维目标的和谐统一，让学生理解科学的完整内涵，同时在人文、德育方面给学生以潜移默化的影响。2．创设情境，让学生体验建构新知识的乐趣在初中阶段，学生对牛顿第一定律已有大致了解，知道亚里士多德的观点（力是维持物体运动的原因）是错的，也知道伽利略通过研究澄清了运动和力的关系（力是改变物体运动状态的原因）。但是，在解决实际问题时，他们还常常下意识地用亚里士多德的观点去分析，这说明运动和力的正确关系在学生的头脑中还没有真正建立起来。因此，我在设计这节课的教学时，注意创设情境，突出研究过程和方法，让学生头脑里的前概念与物理学里的科学概念激烈交战，引导学生在现有知识经验的基础上主动构建新知识。〖教学目标〗1．知识与技能理解牛顿第一定律的内容和意义。知道惯性的概念，知道惯性大小跟质量有关，能够正确解释有关惯性的现象。2．过程与方法通过将研究物体运动原因的相关史料合理剪裁，融入物理教学，历史地展现伽利略的批判精神、逻辑推理的方法、猜想与假说的魄力和实验验证的科学作风，使学生有身临其境之感，感受他的研究方法、科学精神，得其精髓、有所借鉴。3．情感、态度与价值观通过牛顿第一定律的教学，使学生体会到物理学对人们的世界观、自然观、思维方式的改变都在起着重要的作用。从“嫦娥一号”引入亚里士多德的运动观伽利略的研究笛卡儿的补充牛顿的总结理解牛顿第一定律〖教学实录〗1．引入看大屏幕：嫦娥一号奔月过程模拟动画。提出问题：嫦娥一号宇宙飞船的运动相当复杂，而它的运动靠的是地面上的技术人员遥控。要想成功地控制它的运动，必须知道它为什么能这样运动，也就是运动的原因。关于运动的原因问题是一个古老的话题。可以追溯到公元前4世纪。2．亚里士多德的朴素运动观（1）回顾研究“落体运动”时对亚里士多德的认识学生：西方最伟大的哲学家，古希腊的圣人。（2）介绍亚里士多德的运动观他观察了大量物体的运动，经过思考，把运动分成两类，一类是自然运动，另外一类是受迫运动。自然运动：每个物体都有自己的固有位置，比如，火的自然位置在上，土的自然位置在下，气和水在中间。偏离固有位置的物体将趋向固有位置运动。地上物体的自然运动沿直线，轻者上升，重者下降；天体的自然运动永恒地沿着圆周进行。受迫运动：物体的运动是在推或拉的外力作用下发生的。没有外力，物体就会停止。（3）引导学生认识受迫运动原因的实质亚里士多德的伟大之处在于，他在找运动的原因时跟推或拉的外力建立起关系来了。他总结的受迫运动原因的实质是：运动需要力来维持，力是维持运动的原因。根据初中的学习，多数学生知道这是错的。但是，他们的潜意识里未必根除了这种运动观。（4）激发学生的潜意识，启发学生思考亚里士多德的运动观听起来很有道理。事实上这个观点是没有学过物理的人的一种朴素的运动观。这种观点从公元前4世纪诞生起，两千年里没人质疑，一直到了公元后16世纪，欧洲大学里物理讲的还是这种观点。我们学过初中物理了，都知道这种观点有问题，那么问题在哪呢？虽然学生能说出：力不是维持物体运动的原因，是改变物体运动状态的原因。可是，他们很难结合生活中的实例说清楚运动和力的关系。这说明他们还没有找到质疑亚里士多德观点的切入点。3．伽利略的研究（1）质疑伽利略研究的切入点是：原来运动的物体之所以停下来难道真的是没有力的作用吗？学生：原来运动的物体之所以停下来，是因为有摩擦力或空气、水等流体的阻力作用的结果。（2）假设与猜想如果没有摩擦阻力、流体阻力的影响，在水平面上运动的物体会怎样呢？学生：物体将会一直运动下去。现实生活中不可能没有摩擦阻力、流体阻力的影响，因此，“在水平面上运动的物体将会一直运动下去”是我们的猜想。（3）理想实验这种猜想到底正确与否，怎么研究呀？学生：通过实验，这是伽利略用到的研究方法。伽利略观察到在斜坡上运动的物体，从高处滑下来运动得越来越快，冲上斜面运动得越来越慢。于是他设计了一个对接斜面实验。演示1：先在对接斜面上铺一块棉布，从一侧斜面上的某一高度处释放一个小钢球，观察小球的运动情况，用一面小旗标记出小球到达另一侧斜面的最高点。演示2：把棉布拿下来，再做一遍。通过对比，发现小球上升的更高了，但是比释放时的高度还是低一点。这是什么原因呢？学生：有摩擦。引导学生推理：摩擦大时上升的高度小，摩擦小时