学生实验优秀教学设计

牛顿第一定律

★教材分析

牛顿运动定律是动力学的基础，正确认识力和运动的关系，是学好物理的关键，教学中应联系生活、贴近实际，以激发学生学习的兴趣。

l、理解力和运动的关系是本节课的重点，通过实验和生活的例子进一步体会，力不是维持物体运动的原因，而是改变运动状态的原因。这对以后研究问题，受力分析都是非常重要的。

2、惯性与质量的关系是这节课的难点，通过举例反复体会。

★学生分析

1、力是维持物体运动状态的原因还是改变物体运动状态的原因，人们正确认识这个问题，经历了漫长的历史过程，同样学生要正确认识它，也要克服日常经验带来的错误认识，所以一开始就用了两个实验，让他们通过观察、思考，来澄清错误的认识。

2、惯性是一个重要的概念。虽然学生在初中接触过，但仍有一些学生误认为“物体在保持匀速直线运动或静止时才有惯性”。不理解一切物体都有惯性，而且惯性大小与质量有关。要解决这问题也不是一蹴而就的，需要通过实例分析慢慢接受。

★新课标要求

（一）知识与技能

1、理解力和运动的关系，知道物体的运动不需要力来维持。

2、理解牛顿第一定律，知道它是逻辑推理的结果，不受力的物体是不存在的。

3、理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的量度．

（二）过程与方法

1、培养学生分析问题的能力，要能透过现象了解事物的本质，不能不加研究、分析而只凭经验，对物理问题决不能主观臆断．正确的认识力和运动的关系．

2、帮助学生养成研究问题要从不同的角度对比研究的习惯．

3、培养学生逻辑推理的能力，知道物体的运动是不需要力来维持的。

（三）情感、态度与价值观

1、利用一些简单的器材，比如：小球、木块、毛巾、玻璃板等，来对比研究力与物体运动的关系，现象明显，而且更容易推理。

2、培养科学研究问题的态度。

3、利用动画演示伽利略的理想实验，帮助学生理解问题。

4、利用生活中的例子来认识惯性与质量的关系。培养学生大胆发言，并学以致用。

★教学重点

1、理解力和运动的关系。

2、理解牛顿第一定律，知道惯性与质量的关系。

★教学难点

惯性与质量的关系。

★教学方法

1、对比实验、自主探索、合理推理。

2、利用生活中的实例，理解惯性与质量的关系，贴近生活更易理解。

★教学用具：

多媒体、小车、小球、毛巾、玻璃板、斜槽、刻度尺、木块、气垫导轨、滑块等。

★教学过程

〖教师活动〗：让学生概括总结本节的内容。（一）引入新课

开门见山，阐述课题：前面几章学习了运动和力基础知识，这一章开始我们研究力和运动的关系。第一节课我们来学习牛顿第一定律。

（二）进行新课

〖教师活动〗：在讲台上放一小车，使它处于静止状态。

人推车走，不推车停，由此看来必须有力作用在物体上，物体才运动，没有力作用在物体上，物体就不运动——这是两千多年前亚里士多德说的，不是我说的。是这样的吗？

〖学生活动〗：思考：物体的运动是不是一定需要力？

〖教师活动〗：下面你就利用桌子上的器材来研究一下这个问题。（投影）

让学生利用桌子上的器材，自主设计实验，分别研究：

⑴、力推物动，力撤物停。

⑵、力撤物不停。

教师巡回指导

〖学生活动〗：利用桌子上的器材：轨道、小车、小球、毛巾、玻璃板、刻度尺、斜槽。设计实验：

⑴、轨道上铺毛巾，小车放在毛巾上，推它就动，不推就停。

⑵、撤去毛巾，让小车在轨道上，推一下小车，小车运动一段才停下来。

〖教师活动〗：你还能举出其他的例子来说明这个问题吗？（投影）

〖学生活动〗：比如：自行车蹬一段时间后停止蹬车，自行车会滑行一段距离；溜冰；冰面上踢出去的冰块。等等。

〖教师活动〗：刚才的两个实验为什么会出现两种现象呢？矛盾出在哪呢？（投影）

引导学生进行实验对比。通过对比实验可以进行逻辑推理，如果接触面非常光滑没有摩擦，那运动的小球将会怎样？

〖学生活动〗：用小球做对比实验

A、在轨道上放毛巾，使斜槽和毛巾吻合，让小球从斜槽上滚下，标出滚动距离。

B、使斜槽和轨道吻合，让小球从同样的高度滚下，标出滚动的距离。

C、使斜槽和玻璃板吻合，让小球从同样的高度滚下，标出滚动的距离。

现象：对比发现，接触面越光滑，滚动距离越远。

结论：小球运动停下来的原因是摩擦力。如果接触面非常光滑小球会永不停止。

〖教师活动〗：在学生回答的基础上，结合实验进一步总结：（投影）

物体的运动是不需要力来维持的。

（力撤物停的原因是因为摩擦力。如果没有摩擦力，运动的物体会一直运动下去）。最早发现这一问题的科学家是伽利略。伽利略是怎么研究这个问题的呢？

〖教师活动〗：边介绍边用多媒体播放伽利略的理想实验。要动态出以下效果：

（1）对称斜面，没有摩擦小球滚到等高。

（2）减小另一侧斜面倾角，小球从同一位置释放要滚到等高，滚动距离就会越远。

（3）把另侧斜面放平，小球要到等高，就会一直滚下去。

根据这一现象伽利略得出了什么样的结论？

〖学生活动〗：观察并回答提出的问题：

运动的物体如果不受力，物体将保持自己的速度不变。

〖教师活动〗：用气垫导轨消除摩擦。让滑块在导轨上滑动，利用光电门测出滑块在不同位置的速度。

〖学生活动〗：学生记录数据并比较。确信他的正确性。

〖教师活动〗：引导学生认识、总结力和运动的关系。

让学生阅读课文找出：

l、伽利略的观点。

2、笛卡儿的补充和完善。

3、牛顿第一定律。

4、对比三个人的观点，他们都是叙述力和运动关系的，谁的更全面？

特点：③物体的惯性的大小只与物体的质量有关，质量越大，惯性越大，质量越小，惯性越小。

（三）课堂总结、点评

〖学生活动〗：

一、历史的回顾：

亚里士多德→伽利略→笛卡尔→牛顿

二、牛顿第一定律：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态为止。

1、理解：

⑴

力和运动的关系：力不是维持物体运动的原因.而是改变物体运动状态原因. ⑵

物体不受外力

（或所受外力合力为零）

时，总保持匀速直线运动状态或静止状态。

⑶

物体具有一种固有属性：惯性。物体的惯性大小完全取决于质量，与其它因素无关。

*⑷牛顿第一定律所描述的物体不受外力的状态，只是一种理想化状态，这种状态虽不能实现，但它却正确揭示了运动和力的关系（力不是维持物体运动原因.而是改变物体运动状态原因.），指出了物体的惯性的性质。在现实中可以用合力为0的状态来代替它，或都说合力为0与不受外力是等效的

2、惯性：一切物体都有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，这种性质叫惯性。

特点：①一切物体都具有惯性；②惯性是物体的固有属性，不论物体处于什么状态，都具有惯性。③物体的惯性的大小只与物体的质量有关，质量越大，惯性越大，质量越小，惯性越小。

（四）实例探究

1、下列关于惯性的说法中,正确的是（D）

A.物体只有在静止时才具有惯性

B.物体运动速度越大,其惯性也越大

C.太空中的物体没有惯性

D.不论物体运动与否,受力与否,物体都具有惯性

2、以下说法中正确的是（

A、B、D

）

A．牛顿第一定律反映了物体不受外力的作用时的运动规律

B．不受外力作用时，物体的运动状态保持不变

C．在水平地面上滑动的木块最终停下来，是由于没有外力维持木块运动的结果

D．飞跑的运动员，由于通到障碍而被绊倒，这是因为他受到外力作用迫使他改变原来的运动状态

3、如图所示，重球系于DC下端，重球下再系一根同样的线BA，下面说法中正确的是（ AC ）

A、在线的A端慢慢增加拉力，结果CD线容易拉断

B、在线的A端慢慢增加拉力，结果AB线容易拉断

C、在线的A端突然猛力一拉，结果AB线容易拉断

D、在线的A端突然猛力一拉，结果CD线容易拉断

D C B A 4、交通部门规定：在各种小型车辆前排队乘坐的人必须系好安全带，请从物理学的角度加以说明。

答：汽车紧急刹车时，突然减速，乘客由于惯性将会撞在前面而造成危险，系上了安会带就可以靠安全带的拉力而随汽车地起减速，避免危险。

5、有人设想，乘坐气球飘在高空，由于地球自转，一昼夜就能环游世界，这个设想可行吗？

答：因为地球上一切物体，（包括地球周围的大气）都随着地球一起运动，气球升空后，由于惯性，它仍保持原来随地球自转的速度，当忽略其他与地球有相对运动的作用而产生的影响时，升空的气球与它下方的地面处于相对静止状态，不可能相对地球绕行一周。

★课余作业

1、课后完成课本75页“问题与练习”中的习题。

2、完成课外阅读，思考讨论惯性参考系。

★“问题与练习”（P75）参考答案

1、⑴不能。由于惯性，炸弹还要向前飞行。

⑵人随地球旋转，有相同的速度，跳起后由于惯性，人要随地球自西向东转，所以落回原地。

2、在急刹车时，人会由于惯性而飞出，从而发生危险，安全带可以把人固定在座位上，增加安全性。

3、向上运动的物体是由于惯性而飞出，并不是因为受到了向上的力。

4、相对于自由下落的小球来说，在桌面上所受合力为零的茶杯，是做变速运动的，惯性定律不再成立。

经过学习和研修，对我自身专业成长有了很大的推动作用，在学习和研修的过程中，我有了许多收获，特总结为以下的几个方面：

一、新课程理念的认识得到升华

进入新世纪，我国开始进入课程改革以来，在工作期间也学习了许多新课程的理论知识，这个“国培”研修，新课程理论学习还是我们学习的重要方面。学习期间，有幸聆听了国内多名中学物理教学专家的讲座，对新课程理念的认识得到了进一步的升华。

课程是关注我们实施教育教学中“教什么？”的问题，教学内容大于教材内容，我们通用的教材只不过是教学内容的一个重要组成部分而已，不是唯一的。教学内容还应该包括学生学习习惯的培养，学习方法的指导，特别是学生不良行为的矫正等等。作为教育实施者的教师，自身认知素养、教育能力也是隐形的课程资源，这一点对我感触很深，也正是我们往日教学中所忽视的问题。

中教物理课程标准起草人之一，知名专家黄恕伯先生《初中物理教学中如何“重过程”“重情感”》道出了新课程的核心理念，也就是现在我们所推崇的三维目标，物理教学只有“重过程、重情感、重生活”，才能解答“初中物理不难，为什么学生还学不好？”的问题，进而要求我们教师，应认真研究教学内容，挖掘教学内容中隐含的课程价值，包括知识价值、能力方法价值、情感态度价值，学生也才会积极自觉地经历学习过程，从而获得全面学习的素质，当学生能以饱满的热情投入学习状态，我们所追寻的高效课堂也才能得以实现，也才能最终达成“一切为了学生，为了学生一切”的教育目标。

二、高效课堂的认识

教学论是在课程之下，关注“怎么教？”的问题，现代教学关注的是高效，而如何者一个高效的课堂，在专家和一线教师的讲座和相互交流中，也得到了一定规律性的结果。根据陕西师范大学王较过教授的讲座，教学目标确立是教学的首要，而目标表述则应该有A、B、C、D四方面，A即学习者，B是行为指向，C行为条件，D表现程度，在我们教学设计中应该回答：我要“教什么？”，我“怎样教？”，我要让学生“做到什么？”的问题。通俗一点的说法就是“教什么，怎么教，为什么这样教？”平时我们的教学对如何教学，教学内容思考和做得多，但对我们这样做的原因和应该达成的目标思考得少，也就影响了我们高效课堂的形成。

当然，科学的课堂教学需要有教育教学理论，认知心理学，以及系统理论、传播理论等的支持，在这方面，不同的专家也提出了自己的一些思考。北京十一中学的丁光成老师，把物理教学当成一门艺术；而无锡的张世成老师则提倡基于证据的“暴露错误，精确教学”的模式；昆明的陈建农老师则推荐“思维导图”在物理教学中的应用，通过建构主义理论来指导教学。

课堂能否高效，最终还是归结到学生的学习上来，学习兴趣才是学习的动力，而首先老师得让学生学得懂，才能培养他们的兴趣，目标是达到热爱的程度，能独立思考，并且及时约束帮助兴趣转移较快的学生；基于学生成长中有自我表现的欲望，课堂应利用互动来帮助学校把新知识建构至自身的知识体系中，最终将知识提升到与生活、科技、现实的联系上

来。昆一中孙老师的一个说法“名师不如严师，严师不如盯师，盯师不如泡师”不接触联系自己的学生，师生之间缺少情感的交流，是无法让学生能主动投入到学习中来的，这也是很多专家和教师的看法。

而如何发挥学生学习的主动性，关键还是在老师。多位专家和一线名师都提到一个说法，“三不讲”，也就是“学生已经会的不讲、自己能学会的不讲、讲了学生还不会的也不讲”。现在的学生接触面广，诸如社会、各种媒体等，如果老师一再讲他们会的就的炫耀之嫌了，而学生的生活和社会经验中已经知道的，如摩擦生热的许多现象，也就没有再次演示的必要了，以上两方面过多的讲述，学生会如此嚼蜡，没有趣味，也就没有动力了。而后者，教师刻意拔高，学生不能理会时，也会因此而推动信心。长此以往，也就磨灭了学生学习的动力。因此，高效课堂也需要教师了解分析自己的学生，真正做到“因材施教”。

三、对物理学科知识体系的认识得到了进一步的提升

长期在初中从事物理教学实践，慢慢地也就忘却了物理教育教学的本源性问题。也就是什么是物理，为什么教物理？也即知识本位论和价值论的问题。

物理是一门科学，是概念、规律、法则（原理）复合成的体系；物理也是一种智慧，以实验、思维和数学作为方法；物理也是求“真、善、美”的复合体，物理“实验是理论的判据”，培养的就是崇尚裎的求真思想，是一种文化。

在知识经济时代，知识就是力量，作为学科我们的目标是培养专家，但在我们教育的实际，我们教物理的目标，就是通过对物理知识的学习，提高学生的科学素质。

所以，我们只有关心知识的来龙去脉，相互联系，才能让学生拥有在复杂情景下思维的灵活性；摒弃过多的机械训练，才能恢复学生的创造性思维，关心新知识带来的新情景；减少对讲授依赖，才能慢慢培养学生的自主学习。扭转课堂教学的低效局面。

四、平淡的学习生活也磨炼了心智

教师专业发展的三条途径：个人反思、同伴互助、专家引领。研修培训是给我提供了一个好的成长平台，我也用心去面对这次难得的学习，研修学习过程中始终积极努力，力求更多地收获。“人的一生，来不及的是年龄！”这是开班典礼上教师代表给我们学员说的一句话，转眼培训也已经结束了。在远离城市的大学校园，放下了手中的工作，目标就是追求自身专业上的提高。而在学习中，我也深深感悟到“教育的功利是20年、30年以后的事，而不是现在的考试”这一句话中蕴含着的沉甸甸的理念，我们在教学中为什么总感觉是那么的困难呢？也许我们只关注着现在学生考试的成绩，而没有把我们的学生当作一个活生生的人，也没有看到学生20年、30年以后的发展。这就更加严格地要求我们做为一个教育工作者，不再是单纯地教书，而应该是研究如何教育教学才能促进学生的发展。

学习的收获很多，同时在学习中也认识到自身的不足。在今后的教学工作中将努力实践新课程的理念，同时也加强理论学习和教学研究工作，使自己的专业向更高层次发展。