《牛頓第一定律》教案策劃
《牛頓第一定律》教案策劃
──談自主探究模式的應用
新課標明確提出“倡導探究性學習”，“在教學中，教師應該讓學生親歷思考和探究的過程，領悟科學探究的方法。”自主探究教學是一種課堂教學模式，在課堂上要求教師充分發(fā)揮學生的主體作用，形成師生之間、學生之間的多向反饋結構，在教師的啟發(fā)下，學生積極主動地解決問題。自主探究教學通過激發(fā)學生的內驅力，調動學生的積極性和主動性，把學習變成學生內在的需求，從根本上促進學生認知、能力、個性的發(fā)展，乃至完美人格的形成。
但在實際的教學過程中，如何讓學生的主體性、主動性、創(chuàng)造性得到充分發(fā)揮，如何讓自主教學探究模式很好的得到實施，是教學過程設計的難點。
在教學過程的設計時筆者認為應把握以下三個原則：
1．學生已知的內容可以通過自主探究方式讓學生獨自完成教學要求；
2．學生未知的但經(jīng)老師啟發(fā)引導后能理解的也可通過自主探究讓學生獨自完成教學要求；
3．學生未知的經(jīng)老師提示后理解也困難的才是需要通過老師主導來完成的。自主探究性教學模式，就是要讓學生成為教學活動的主人，成為學習和發(fā)展的主人。
自主探究教學模式的實施關鍵在于教師設計教學過程時要充分了解哪些是學生已知的知識點，哪些是未知的知識點，哪些是能啟發(fā)后掌握的，哪些是學生自己無法理解的，然后尋找探究點→再針對性地設計問題→設計具體探究過程。下面以《牛頓第一定律》的教學為例來看自主探究教學模式的具體應用。
一、教材分析
這節(jié)教材首先對人類認識“運動和力”的關系作了歷史的回顧，介紹了四位科學家研究運動和力的關系的思想方法及卓越貢獻。然后講述牛頓第一定律的內容和物體慣性的概念。這是初、高中知識相銜接的一節(jié)課程。學生已經(jīng)了解了牛頓第一定律的基本內容，所以在教學設計上應以教材中有關“力是運動的原因還是改變運動的原因”這一問題認識的發(fā)展歷史為線索，以科學思想、科學方法教育與思維能力培養(yǎng)為主要目標。教學的側重點應放在理解人類認識“運動和力”的關系研究、思考、推理過程，學習科學研究中常用的理想實驗方法。在牛頓第一定律內容的學習上，注重知識的理解及與生活實際的聯(lián)系。為發(fā)揮學生學習的自主性，思維的積極性，本課采取學生自主探究模式組織教學。
二、教學過程設計
引入新課：運動的起因是什么
�。ㄒ唬⿲W生閱讀歷史的回顧并找出四位科學家關于力和運動的觀點
這塊內容中有些知識點學生是已知的，也有未知的，但學生都看得懂，所以就由學生來完成，同學們相互補充，教師只起到歸納總結的作用。
1．亞里士多德：力是維持物體運動的原因。
現(xiàn)象：在平路上人推車，車才能運動，人停止用力，車子就要停下來。
2．伽利略：水平面上物體所以會停下來，是因為摩擦的作用，如果沒有摩擦，水平面上物體一旦具有某一速度物體將保持這一速度運動下去。
笛卡兒：如果沒有其它原因，運動物體將繼續(xù)以同一速度沿著一條直線運動，即不會停下來，也不會偏離原來的方向。
牛頓：一切物體總保持原來的勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。
�。ǘ﹩枺阂陨纤奈豢茖W家每一位都把人類的認識向前推進了一步，試分析每人推進的一步體現(xiàn)在哪里？你認為誰的貢獻最大？
教師通過設計這樣一個問題，指明學生要探究的內容與方向，具體由學生們合作完成，教師只起到總結歸納的作用。
a）亞里士多德的貢獻：通過直覺的觀察提出問題為科學家的研究確立了課題。
b）伽利略的貢獻：
�。�1）伽利略發(fā)現(xiàn)了不易直覺的摩擦力，改變了亞里士多德根據(jù)直接經(jīng)驗得出的直覺結論提出運動不需力維持；
�。�2）思維代替直覺認識宇宙。
c）笛卡兒的貢獻：
（1）明確勻速直線運動；
�。�2）指出速度改變是有原因的。
d）牛頓的貢獻：
�。�1）推廣到一切物體；
�。�2）提出靜止；
�。�3）明確力的作用。
關于誰的貢獻大，學生眾說紛紜，沒有一個確切的定論，教師也無需給出一個正確的結論。但是通過對物理學歷史發(fā)展過程的考察，對四位科學家貢獻的探究，它將有助于學生了解物理學家認識和發(fā)現(xiàn)物理定理、定律的基本方法。從而“以史為鑒”，培養(yǎng)他們以物理學家認識世界本來面目的方式去認識世界。在一定意義上，通過對規(guī)律認識的歷史的還原，對學生進行科學思想和科學方法論的教育是培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的有效途徑。這是設計此問題的關鍵所在，也是本節(jié)課的亮點所在。
在該塊教學內容中學生未知的是關于伽利略的理想實驗，教師要采取的教學方法是采用設計一系列問題，引導學生學會自己分析問題自己解決問題，具體可如下操作。
提問：伽利略用什么方法證明物體運動不需要力來維持呢？
演示說明：設置一個向下的斜面，再圓滑地連一個向上的斜面。然后拿一個小球放在斜面某點上，由靜止運動下來，它將沖上另一斜面。
教師設疑：它能“沖”到哪里，它能回到原來高度嗎？如果光滑，結果怎樣？
教師通過一系列問題引發(fā)學生的思考。通過實驗發(fā)現(xiàn)，它升不到原來的那個水平高度，這是因為摩擦較大。若換一個摩擦較小的斜面，可以看出，它就較接近那個水平高度。若摩擦越小，就越接近。這是實驗事實�？茖W推理：依據(jù)這可靠的實驗事實為基礎，然后沿著摩擦力越來越小的發(fā)展趨勢，去科學推理──假如摩擦非常非常的小、以至于沒有摩擦，那小球將非常非常接近──以至于達到原來水平高度。這是一種理想的實驗情景，即小球沿著光滑的斜面總能上升到原來的高度。教師指出“假設”兩個字用得很好，它對物理結論進行合理的外推，其結論的得出符合邏輯。減小第二個斜面的傾角，傾角越小，小球為達到原來的高度所通過的路程就越長；傾角越小，通過的路程就越長。然后，我們再去科學推理，假如它最終成為水平面，那小球所通過的路程也就無限長，只能沿著水平面繼續(xù)運動下去。
教師總結：“理想實驗”雖然也叫實驗，但它不等同于科學實驗。真實的實驗是一種實踐活動，而“理想實驗”則是一種思維活動，是由人們在抽象思維中設想出來而實際上無法做到的“實驗”。并指出理想實驗是以真實的科學實踐為基礎，抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，對實際過程做出了更深入的抽象分析。理想實驗是以正確的邏輯法則為依據(jù)的。它是自然科學理論研究中的重要方法。
�。ㄈ┭菔練鈮|導軌實驗
氣墊導軌實驗是學生未知的實驗，所以采用的方法是由師生共同操作完成，教師介紹實驗裝置及裝置的特點，由學生來推動氣墊導軌上的物體，觀察它的運動，進一步地幫助學生加深理解物體不受外力作用時將做勻速直線運動。
�。ㄋ模┳寣W生們仔細閱讀牛頓第一定律的內容，并思考定律包含的幾層含義
在進行牛頓第一定律的教學時，不能只滿足于學生能復述牛頓第一定律的內容，還應幫助學生理解牛頓第一定律所包含的幾層意思。定律的理解是未知的，但可以在教師的啟發(fā)下，通過學生們相互討論、自主探究、教師補充共同完成下面的三層含義。
1．描述了物體不受外力作用時的運動規(guī)律
牛頓第一定律描述了物體不受外力作用，或者所受的合外力為零時，物體將保持原來的運動狀態(tài)──勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)。
2．闡明了力的科學定義
力是物體間的相互作用，它是改變物體運動狀態(tài)，即產(chǎn)生加速度的原因，而不是產(chǎn)生和維持物體運動的原因。
3．一切物體都有保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質，揭示了物體普遍具有的屬性──慣性。
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