1. 牛顿第一定律优秀说课稿

课教学设计

教学基本信息

课题

是否属于

地方课程或校本课程

学科

相关

领域

教材

教学设计参与人员

设计者

实施者

指导者

课件制作者

其他参与者

1 牛顿第一定律

否

学段：

高中

年级

高一

物理

物理

书名：高中物理必修一

出版社：教育科学出版社

出版日期：2007年

姓名

王美芹

王美芹

丁庆红

王美芹

单位

首都师范大学附属密云中学

首都师范大学附属密云中学

石景山教育学院

首都师范大学附属密云中学

联系方式

13661227505 Email:wangmeiqin1@163.com

13261720555

课教学设计

指导思想与理论依据

1.指导思想:充分发挥学生在学习过程中的主动性和积极性,激发学生的学习兴趣,营造宽松、和谐的学习氛围。在课堂上让学生亲历思考和探究的过程，学生主动参与思考与讨论,在知识的形成、关联、应用过程中养成科学态度、获得科学方法，落实核心素养。

2.理论依据:建构主义理论和学习进阶理论。探究学习要求在教学过程中，通过有意义的问题情境，学生不断地发现问题和解决问题，学习与所探究的问题有关的知识，形成解决问题的技能以及自主学习的能力。本教学设计中注重体现物理学科的核心素养,注重学生探究学习,促进理性思考,改善认知结构,同时感悟科学本质,领略科学精神,接受科学熏陶,促进人文素养发展。

北师大郭玉英教授提出“围绕大概念学习进阶促进学生发展”的教学模式，学习进阶是对学生在一段时间跨度内学习或研究某一主题时，从思维方式上连续的有层级的序列发展路径。针对“力和运动”这一主题核心概念，学生的认知即熟悉又陌生，熟悉是指运动在生活中是极为普遍的现象，学生司空见惯，形成了一些来自生活经验的迷思概念，另外学生在初中已经学过力和运动关系的知识，如惯性、牛顿第一定律、牛顿第三定律等；陌生是指学生从物理学的视角研究运动是一个古老而复杂的课题，学生缺乏理性思维的习惯和应用物理规律，分析解决物理问题的能力。

通过本节课的学习，学生亲历思考和探究的过程,领悟科学探究的方法，注重物理规律的发现和发展过程的再现,感悟科学家的创造性思维品质，培养敢于置疑、坚持真理的科学态度。通过系列问题的设计引导学生思考与讨论,交流与合作,注重学生通过探究学习,交流与合作,经历知识的获取过程，做到以学生的学习为中心。

教学背景分析

教学内容分析：

（1）牛顿第一定律的地位具有双重性，它是初高中知识的衔接点，在中学物理教学中是科学教育与人文教育融合的典范，完美地体现了物理学发展的历史性，逻辑性。教学中应以初中知识为生长点，以教材内容为线索展开科学方法教育与思维能力培养。

（2）牛顿第一定律属于运动和力的结合点，改变人们对“力和运动”基本关系的认识，进而改变人类的自然观和世界观，为牛顿运动定律奠定理论基础，从而真正地拉开动力学乃至物理学的序幕。具有承上启下的重要作用。

学生情况分析：

首先在知识水平方面，学生对于力和运动关系的现象有了一定的体验和感知，但对于牛顿第一定律的建立过程，具体内涵和外延都缺乏了解，对于惯性概念有初步了解，但对于质量是物体惯性大小的唯一量度缺乏认识。

其次在心理方面，经过前三章的学习对于高中物理学习有一定的自觉性，对于物理学的实验研究方法有初步了解，有一定逻辑思维能力和抽象思维能力但不是很强。他们习惯于对事物进行观察并从直接经验或凭直觉主观判断得出结论，缺乏理性思考和逻辑分析的思维习惯。

最后在科学本质方面，学生总从自己的角度按自己的理解根据自己的观察、经验来理解和判断事物属性，缺乏透过现象思考事物本质属性的习惯；并且习惯于在主观构建的前认知基础上进行推理和判断，对于错误的前认知难以纠正，因此可以设置情景引起认知冲突，让学生感觉新的思维方

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课教学设计

式带来的成功与喜悦，逐渐接受新知识和学习新知识。

教学方式与策略：

科学史主线索（明线）是，从亚里士多德到伽利略以及笛卡尔对力和运动关系的问题思考和研究，到最后牛顿归纳总结得到完整而正确的结论“牛顿第一定律”。思维主线（暗线）是，科学家们经历了一个又一个“排除经验性错误的认识”的艰辛历程，将事实与思维完美结合得出科学结论，这种科学方法是人类精神的宝贵财富。

（1）以学史为主线，客观公正地评价每一位科学家的贡献，体验人类对科学本质探究过程的艰辛历程。

人类在一定历史条件下对某种自然现象或事物的认识具有相对性，形成的理论是相对真理，随着时代变迁、人类文明的发展、科技的进步，以及科学方法与技术手段的不断创新和优化，人类对自然的认识会不断深入，逐步修正和完善相对真理。

（2）以实验为核心，深入挖掘牛顿第一定律的内涵。

全程设计以实验事实为基础，全程进行臻美的逻辑推理，逐步得到牛顿第一定律。

①“条件”的不断修正。从“没有摩擦”（伽利略）到“没有其他原因”（笛卡尔）再到没有外力作用（牛顿）。

②概念不断扩大。从“小球”（伽利略）到“运动物体”（笛卡尔）再到“一切物体”（牛顿）。

③“状态”的不断完善，表述越来越准确，简练。从“沿水平面以恒定的速度持续运动”（伽利略）到“沿着一条直线运动，既不会停下来也不会偏离原来的方向”（笛卡尔）再到保持静止或匀速直线运动（牛顿）。

（3）以问题为引导，逐级进阶，深入探究

引导学生沿着科学探究的路径，在关键点上提出一个个具有启发性的问题，引导学生去质疑、分析、推理、讨论，

主动发现规律，表述、建构新认知。将问题、实验、探究与分析讨论有机结合，引导学生主动思维，主动学习，适时渗透思维方法和科学态度与社会责任。

（4）以小组讨论为手段，深化理解内涵，促进认知整合发展。

对于牛顿第一定律的理解在讨论环节引导学生归纳运动状态变化的科学概念表述，既加强了对旧知识“速度”“加速度”概念的理解，又为后续进一步探究加速度与力的定量关系埋下伏笔，促进了学生认知整合的发展。

（5）以活动为主线促进学生核心素养发展。

本教学设计全程以九个活动为主线，在活动中渗透力和运动的物理观念，强化逻辑思维能力，体验科学探究过程，认识科学本质，在课堂教学中重视落实物理学科核心素养目标。

技术准备：

自制伽利略斜面演示仪、小球、细绳、夹子、塑料盘、食盐颗粒、麦片、喷水小瓶、PPT等。

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课教学设计

教学目标(内容框架) 一、发展完整的运动与相互作用观念

1.知道牛顿一定律的建立过程。

2.理解牛顿一定律的意义及惯性；知道质量是惯性大小的唯一量度；能说出日常生活中惯性的防止和应用。

3.澄清运动与力关系的错误认知，理解力是改变物体运动状态的原因，知道力与加速度之间的因果关系。

二、发展科学思维和实验探究能力

1.经历伽利略“理想实验”的探究过程，提升学生推理论证能力，知道理想实验的研究方法。

2.通过对牛顿第一定律意义的讨论，培养深度思维和分析表达能力。

三、发展对科学本质的认识和社会责任

1.利用历史上科学家对力和运动关系的艰辛的研究历程，使学生形成不迷信权威，敢于质疑的科学态度。

2.通过客观评价科学家的贡献以及我国古代对力和运动关系的认识，使学生学会客观辩证地看问题，既要树立民族文化自信，又要认识到不足，同时学会用发展的眼光看问题。

3.通过模拟探究土地沙化的原因及防治，培养学生环保意识与社会责任。

学习重点和难点

学习重点：（1）正确认识力和运动的关系；（2）牛顿第一定律建立的过程及研究方法。

学习难点:（1）纠正错误的前认知，形成力和运动的正确观念。

（2）从运动状态变化到“速度变化”和“加速度”概念的归纳和概括。

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课教学设计

教学流程示意(可选项) 游戏引课

讨论

应用交流

质疑

环节一

力和运动

关系

观点

亚里士多德

方法

科学探究

研究过程

环节二

伽利略

科学方法

观点

学史

笛卡尔

观点

物理观念

科学思维

问题

证据

解释

交流

模型建模

科学推理

科学论证

科学本质与社会责任

牛顿

质疑创新

环节三

牛顿第一定律

环节四

物理意义讨论

环节五

应用

力的物理意义

力和运动关系

惯性科学本质与社会责任

深化物理观念

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课教学设计

教学过程(文字描述) 教学环节

环节一：

新课引入

问题及活动

教师行为

学生行为

吹球游戏

观察现象，

思考问题。

设计意图

利用吹球游戏引入，丰富学生力和运动关系的事实经验，渗透运动与相互作用的物理

古希腊人亚里士多德提出：力是维持物体运动的原因，你同意这个观点吗？为什么不同意？

环节二：历问题1：如果不受力，运史的回顾

动的物体会停下来吗？亚里士多德的观点：力是物体运动思考讨论得出结论：停下来是因为阻力。猜想：如果没有阻力，物体不会停下来。

在教师的引导下操作并记录实验数据。

标记：小球预期到

引导学生猜想：小球应该到达什么位置？

引导学生分析原因

撕下无纺布条并让学生触摸布条

引导学生思考并作出判断

指导并帮助学生完成实验，记录小6 活动1：游戏：用力吹球，指导学生活动，提球动了，说明力和运动是有关系的，力和运动到底有什么关系呢？

出问题

观念；激发学生兴趣；为后面重球与轻球对比实验埋下伏笔。

利用PPT展示亚里士多德的观点，并提出问题

培养学生敢于质疑的科学态度。

重演伽利略探究力和运动关系的实验和推理过程，体验伽利略研究力和运动的科学思想方法，得出推理结果：如果没有摩擦，运动的小球将永远运动下去。

这个说法正确吗？阻力，的原因

那么如果没有阻力会是什么样子呢？

活动2：师生共同合作利用伽利略斜面实验探究猜想

准备工作：教师引导学生思考如何确定水平面，怎

样标记同一高度。

问题2：小球为什么没有到达同一高度？

如果减小摩擦力，小球运动情况会怎样？

引导学生猜想

介绍伽利略从钟摆实验到斜面实验的设计

达的位置。

演示：释放小球

标记实际到达高度1位置。

思考并回答：因为有摩擦力的作用。

验证猜想：果然是有摩擦力存在。

思考并回答：会上升得更高。

演示：再次释放小

课教学设计

题3：如果没有摩擦力小球将到什么样的位

置？

改变右侧斜面倾角，小球运动情况如何呢？

问题4：请比较2、3两个位置，高度和轨迹有什么特点？

球位置。

引导学生推理。

利用更光滑的轨道验证：轨道越光滑，小球越接近原来的高度。

指导并帮助学生完成实验，记录小球位置引导学生根据实验事实合理外推。

引导学生思考并回答

球，到达高度2（绿色）

，标记并验证标记。

引导学生经历质请推测：如果没有摩擦，

右侧斜面倾角越来越小，引导学生根据事直至水平，小球将会怎样运动？

为什么没有被称为“伽利略定律”？说明伽利略的结论还有待完善

活动3.对比亚里士多德与伽利略的结论和研究方法

疑、实验、证据、思考并回答：达到推理、以及得出科原来的高度

学结论的整个过

程，发展科学思维

和科学探究能力，演示：减小右侧斜发展学生的物理面倾角，再次释放核心素养。

小球，到达高度

3 ，

标记并验证

标记。观察并比较

得出结论：2、3

位置一样高，斜面

倾角减小后小球

运动更远了。通过阅读、理解、判断、讨论，表达的科学思维活动

过程，发展学生的思维能力，分析、

判断、交流与表达思考并得出结论：能力。

小球永远回不到

原来的高度，就会通过比较亚里士一直运动下去。 多德与伽利略的师生共同总结研研究方法，体验物究方法：猜想+实理学科学的研究验+推理=结论

方法是实验加科总结：改变摩擦：学的推理论证，引事实（摩擦越小，

导学生对比、纠正上升越高）—推理原有的思考解决（无摩擦）---结物理问题的经验+论（回到原高度）。

直觉的不科学的改变倾角：事实学习方法。

实进行科学推理得出结论

介绍伽利略及其观点

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课教学设计

分析对比笛卡尔观点与伽利略观点，讨论亚里士多德与伽利略的研究方法。

过渡：牛顿在亚里士多德、伽利略、笛卡尔等前人研究的基础上，

总结归纳出著名的牛顿第一定律。

活动4：分析讨论笛卡尔的观点与牛顿第一定律内容表述上的差别 PPT呈现：笛卡尔的观点，引导学生对比分析

PPT呈现：牛顿第一定律内容：

引导学生思考、讨论、表述

（倾角越小，水平

越远，高度不变）以物理学史为主—推理（无摩擦，线，展现史实，客无倾角）---结论观评价亚里士多（永远运动下去）

德、伽利略、和牛思考、讨论得出：顿在力和运动关笛卡尔补充完善的部分。

讨论总结：亚里士系认知发展过程中的作用和贡献，展示物理规律的多德的研究方法：传承和发展与创观察+思辨=结论

新的历程。让学生伽利略研究方法：

体会定律建立过实验+推理=理想实

阅读理解牛顿第一定律内容，并思考

讨论、交流

程中传承与创新，体会人类认识自然过程的曲折和艰辛，认识科学本质。

环节三：牛活动5：小组讨论

顿一定律的理解

讨论一：

1.保持原来运动状态不变表现。

指导学生讨论并梳理结论

引导学生分层次理解牛顿第一定讨论，交流并

梳理讨论结果：描述运动状态的物理量是速度，描述运动状态改变的物理量是速度变化，描述运动状态改变快慢的物理量是加速度

归纳总结牛顿第一定律的物理意义

1. 一切物体总保持匀速直线和静止状态的性质----惯性

2.力是改变物体通过小组讨论体会从运动变化的各种生活经验事实生活经验出发，归纳概括用科学概念“速度”来描述运动状态，将各种运动状态的变化归纳为速度这个物理量的变化，一方面培养学生抽象概括能力、发展学生科学思维，同时这里讨论清楚运动状态变化即速度变化，初步建立了力和加速度、质量这三个物2.运动状态改变的表现。

律的物理意义

3.描述运动状态的物理量？描述运动状态改变的物理量有哪些？

讨论二：

1.

牛顿第一定律的内容与笛卡尔的表述有哪些不同？它表达几层含义？

PPT介绍惯性的应用与防止的生活常识,引导学生提出问题。

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课教学设计

运动状态的原因

3.力和运动的关理量的联系，为后面定性、定量研究过渡：任何物体有惯性，

当我们从力和运动关系

系：惯性：内因 力和运动状态变（保持） 化的关系奠定基的视角看物体的时候，

有时希望惯性大些有时希望惯性小些。那么惯性的大小和什么因素有关呢？

活动6实验：再次找学生吹乒乓球。

教师释疑：原来这力：

外因（改变）

础。活动中小组成

在教师的引导下提出：惯性的大小与什么有关？

学生来吹一个外员讨论交流及展示的过程中锻炼了学生语言表达以及合作沟通、交流能力。

通过一个有趣的小实验引起学生思考体验质量大惯性大的事实，理解质量是物体惯性大小的量度，同时理解惯性大小表现为改变物体运动状态的难易程度，为进一步学习力和运动的定量关系——牛顿第二定律埋下伏笔。

次乒乓球灌了水！

观与刚上课时一吹不动：为什么？说明物体惯性大小与什么因素有关？

介绍汽车禁止超载，满载和空载时

的刹车距离，说明什么？质量越大惯性越大！

模一样兵乓球，吹不动？学生疑惑？

观察、在教师的引导下思考得出结论：惯性大小与物体质量有关，质量大惯性大。

环节四：惯活动7：活动体验惯性

请同学们尝试将轻而长的绳子一端抛到老师手里来？

请成功的同学说尝试将绳子抛到老师手里，结果失败，寻求解决办法最后利用课桌上的小夹子夹住绳子抛出端抛给老师。

观察照片，

思考讨论并说明比赛中的科学道理

体验物理科学知识在现代生活中的意义和作用，培养学生学好物理、应用物理知识解决实际问题的科学态度，

通过冰壶运动的介绍及原理分析，

深入理解力和运动关系，增强学生性知识应用

如抛绳子

，介绍冰壶运

动

明道理

介绍冰壶运动，请同学说说其中的

物理原理

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课教学设计

过渡：

惯性知识不仅可以帮助我们解决生活中抛绳子这类小问题，也还可以帮助我们解决人类共同面临的大问题----环境问题。

活动8：利用粗盐颗粒代表岩石颗粒和麦片代表有机物颗粒模拟沙漠形成的原因并分析讨论治理沙漠化土地的方法。

PPT呈现玉龙沙湖的照片，提出问题：模拟研究沙漠的成因以及怎样防止土地沙漠化。

请同学们轻轻吹动粗盐与麦片混合物，能说明土地沙化的原因吗？

利用桌上的器材模拟治理土地沙化。

PPT友情提示：

古诗词：王维（唐）送元二使安西

渭城朝雨浥轻尘，客舍青青柳色新，劝君更尽一杯酒，西出阳关无故人。

学生在教师的引导下用小喷壶里的水喷湿麦片，

再次吹，麦片几乎吹不动。

师生共同总结：土地沙漠化的原因是干旱和风。

治沙方法：防风网、种植抗干旱植物、种草、种树等。

关注体育运动的社会意识。

活动：吹动麦片，

交流并使土地沙通过土地沙化的化原因—风。

治理，提升学生社会责任感和环保意识

环节五：

总结科学发展史

活动9 小结：牛顿第一定律-----科学家曲折的探究过程

过渡性问题：西方科学家对于力和运动关系研究取得伟大成就，我们古代有没有这方面的研究呢？

PPT介绍

1.

《周礼.考工

了解我国古代对学生阅读、理解、于力和运动关系的认识，了解中华民族传统文化博大精深，建立民族文化自信。同时也认识到没有深入研究的遗憾。

记》“马力既竭，

并解读各段古文辀犹能一曲焉”

2.《墨经》

在《经含义

1.物体有惯性

上》第21条里说：2.力是改变物体“力，行之所以奋也”。

运动状态的原因

3.《经说》“力，3.力是重力

重之谓。”

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课教学设计

早在两千多年前，我国古4.东汉王充

《论4.物体惯性与质量有关

学生阅读理解上述文献并思考老师提出问题。

思后回答：没有深入研究下去

聆听理解共鸣

人就有这些科学记载，

衡》中提出：“车为什么我们古代没有发现揭示力和运动关系的“东方第一定律”？

结束语：科学是没有终点的

行于陆，船行于沟，其满而重者行迟，空而轻者行疾。”

从亚里士多德、到伽利略、到笛卡尔再到牛顿每一次后者对前人的观点修正或完善，都伴随着认识上的巨大飞跃，让人们离真相越来越近。科学是没有终点的。

7板书设计：

学习科学家们的科学精神，敬佩科学家为人类科学发展进步作出的贡献，但也不要迷信权威，敢于质疑和创新，

一、牛顿第一定律的探索过程

亚里士多德---------伽利略

------------笛卡尔------------ -牛顿

提出问题

创立方法

补充完善

系统总结

引发思考

引导方向

深化认识

明确内涵

二、对牛顿第一定律的理解

1.指出力和运动的关系：

惯性：内因

保持

力

外因

改变

2.给出力的科学物理意义：改变物体运动状态

3.建立了力和加速度（速度变化快慢）的定性关系

8.教学反思与改进：

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课教学设计

本课基于学习内容和学情分析，围绕大概念“力和运动”这一核心进行教学设计，依据“最近发展区”理论，以学习进阶理论为指导，突出体现如下特点：

1.针对学生的认知起点和迷思概念，选择实验探究，

合作讨论为主要教学策略，深化核心概念“力和运动”的理解。

2.关注学习内容与学习方式的整合，不仅深化科学知识的理解

同时促进学生认知能力的发展。借助学史为主线，以实验为核心，问题为引导，活动为主体，在学习活动中经历科学探究过程，强化逻辑思维能力，培养探寻科学本质的意识与提升社会责任，促进核心素养目标的落实。

3.本节课设计思路清晰、视野开阔：学史背景从古代到现代，从西方到东方，从科学到社会，从知识到哲学思想再到人文精神，知识应用从生活周围到体育赛事再全球环境问题，让学生理解物理知识与历史、人文，社会，生活等的紧密联系。

4.在本节课教学中对于亚里士多德、伽利略、笛卡尔、牛顿各自的贡献给予客观评价和认识，避免学生的错误认识：亚里士多德的观点是错误的，没有科学价值；牛顿只是“归纳”了伽利略和其他科学家的结论，是“窃取”别人科学成果。让学生真正体会定律建立发展过程的传承与创新。对于我国古代科学观点的介绍一方面帮助学生了解民族传统文化，树立民族文化自信，另一个方面也客观地认识到古人不善于深入研究的思维缺陷，学会辩证地看问题。

不足：在课堂实施中惯性的理解和应用环节处理有些仓促，没能给学生足够的时间充分展开讨论分析惯性与力在影响物体运动规律中的具体作用，课堂还应在给学生足够的时间分析处理一些实际问题。

学习效果评价设计

评价方式：

测试题：

1.如图是伽利略的“理想实验”，根据该实验下列说法正确的是(

)

A. 该实验为牛顿第二定律的提出提供了有力的实验依据

B. 该实验是理想实验，是在思维中进行的，无真实的实验基础，故其结果并不可信

C. 该实验充分证实了亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的结论

D. 该实验说明了物体的运动不需要力来维持

2.下列关于惯性的说法正确的是(

) A. 宇航员从地球到达太空，惯性减小

B. 火箭升空时速度增大，惯性增大

C. 战斗机战斗前抛掉副油箱，惯性增大

D. 空卡车装满货物后，惯性增大

3.冰壶运动时以队为单位，在冰上进行的一种投掷型竞赛项目，如图所示，冰壶在冰面上可以在较长时间内基本保持运动速度的大小和方向不变，有较强的抵抗运动状态变化的“本领”，这里的“本领”就是其惯性，则冰壶惯性的大小取决于（

）

A. 所受的推力

B. 所受的阻力

C. 速度 D. 质量

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课教学设计

本教学设计与以往或其他教学设计相比的特点(300-500字数) 本课基于学习内容和学情分析，围绕大概念“力和运动”这一核心进行教学设计，根据“最近发展区”理论，以学习进阶理论为指导，促进核心概念“力和运动”的理解和深化，本课亮点有以下三个：

1.关注学习内容与学习方式的整合。借助学史为主线，带领学生体验人类对科学本质的探究过程的艰辛与曲折。

2.

以实验为核心，问题为引导，活动为主体，在学习活动中强化逻辑思维能力，体验科学探究过程，培养探寻科学本质的意识与提升社会责任，促进核心素养目标的落实。

3.思路清晰、视野开阔。

学史背景从古代到现代，从西方到东方，从科学到社会，从知识到哲学思想再到人文精神，知识应用从生活周围到全球环境问题，让学生理解物理知识与历史、人文，社会，生活等的紧密联系。

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