4.1 牛顿第一定律 教学设计 高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

教学设计与反思
教学设计方案
课题名称 牛顿第一定律
姓名 王凯
年级学科 高中物理 教材版本 人教版
一、教学内容分析
课题来源：新课标要求课堂应让学生经历从生活到物理，从自然到物理的认知过程，经历基本的科学探究实验和活动，从被动到主动，在锤炼才干的过程中掌握学问、技能，理解科技发展，从而融入到现代社会中。所以本课注重课堂教学模式的改革、注重全员参加、让学生主动探究等方面。 学习内容：通过分析教材，结合学生的特点，主要学习： 1.体会伽利略的科研办法； 2.理解牛顿第一定律的内涵； 3.惯性本质及应用。 知识构图： 学习内容的重要性：依据物理课程标准的要求，结合本节课的实际情况，转变强调学问传授的偏向，让学生经历科学探究过程，在探究过程中学习科学研究办法，培育学生的科学观点、探究精神、实践才能及创新意识。注重物理规律的察觉和发展，对科学家的制造性思维品质和勇于置疑、坚持真理。
二、教学目标
一、物理观念：能准确叙述牛顿第一定律的内容,并能对该定律所揭示的运动和力的关系问题有较深刻的理解;知道惯性是物体的固有属性，知道质量是物体惯性大小的量度！ 二、科学思维：了解伽利略关于运动和力的关系的认识,了解他的理想实验和相应的推理过程，培养学生科学推理和想象能力。 三、科学探究：体会实验加推理的科学研究方法，了解理想实验的作用。 四、科学态度与责任：通过了解牛顿第一定律的历史史实回顾,体会人类认识事物本质的曲折过程,培养学生严谨的科学态度。
三、学习者特征分析
学生通过初中的学习，对于牛顿第一定律的内容和惯性、惯性现象及惯性大小量度都有理解。但对于力和运动的研究过程中所隐含大师们的科学才智、对于力和运动关系的真相及惯性的本性短缺深刻的思考和理解，仅停留于一些惯性现象的认得。如何激发学生的喜好，持续深刻思考这些已学过的学问点，这是本节课的困难所在。 我所授课的班级学生中考物理平均分较低，学生层次不同，存在确定差异。当前，学生在欣赏、操作、推理、表述等方面的才干较之以前都有了很大的提高，课堂上教师可以大胆放手，引导学生通过操作、欣赏、小组合作的方式，运用演示生活现象，演示实验，帮助学生疏析理解，获得新知。 本班学生能够主动学习，能够适应多媒体教学环境，适应信息技术手段教学。在教学过程中，教师要切实掌握学生的特点，清楚地知道学生的优势和不足，依据学生的学习状况因材施教，以学生为主体，有效地运用信息技术手段引领教学活动，满足学生的需求，推动学生综合才能发展。
四、教学过程（设计本课的学习环节，明确各环节的子目标）
一、新课导入 同学们，我们在学习之前先看几个生活中的现象。 PPT播放： 1.马拉车动态图片； 2.推木块动态图片； 3.钉钉子动态图片。 通过我们之前的预习，以及上面所展示的生活中的现象，由谁总结了什么结论呢？ 学生：由亚里士多德得出了“力是维持物体运动的原因”。 老师：那么又是谁推翻了亚里士多德的结论呢？ 学生：是伽利略推翻了亚里士多德的结论。 老师：伽利略通过什么来推翻了亚里士多德的结论呢？ 学生：通过理想斜面实验。 二、新课讲授 （一）探究力和运动关系的历史过程 老师：好，请同学们自主学习一下我们教科书的第80页关于理想实验的内容，稍后我们请同学来演示一下该实验。在学习和演示实验的过程中，请同学们思考一个问题：如果没有摩擦力，物体的运动将会如何？ PPT展示问题。学生自主学习。 自学完毕。 老师：有同学愿意上来演示一下实验吗？只有两个名额啊。 学生举手，请两名学生上来演示，一名学生进行实验，另一名学生负责解说。 演示完毕。 老师：好，请我们的同学来说一下，如果没有摩擦力，小球将会如何运动呢？ 负责解说的学生：如果没有摩擦力，当我们右侧斜面倾角不为零的时候，小球能够达到与释放点同样的高度，当我们右侧斜面倾角为零的时候，小球会永远运动下去。 老师：我们的学生解释的非常到位。但是，在现实中我们是无法做到完全没有摩擦力的，为此，老师做了一个动态图片，大家来感受一下小球在斜面上的运动过程。 PPT展示斜面实验动图。 老师：至此，伽利略根据该实验，开始了对亚里士多德的反驳，伽利略的认为力和运动有什么关系呢？ 学生：力不是维持物体运动的原因。 PPT展示亚里士多德、伽利略的图像及他们各自的观点。 老师：同学们，现在我们来回顾一下我们得出结论的过程，在这个过程中我们是怎样得到这个结论的呢？ 学生集体回答，老师请其中一名学生站起来回答。 学生：我们一开始提出了一个猜想，然后进行了实验，再进行了推理，最后得到了结论。 老师：非常好，请坐。请学生们一起想一下，我们的实验可不可靠？ 学生：可靠。 老师：推理是否合理呢？ 学生：合理。 老师：既然我们有可靠的实验，合力的推理，那么，我们所的出的结论就是？ 学生：准确的。 老师：好的，我们这种提出猜想，以可靠的实验为基础、进行合力的推理，最后得到正确结论的实验方法就是“理想实验法”。理想实验是无法在现实生活中实际完成的，但是它能够对我们探索科学的奥秘有巨大的帮助。爱因斯坦曾这样评价伽利略“伽利略的发现，以及他所运用的科学推理方法，是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端”。 PPT展示爱因斯坦图像及对伽利略的评价。 老师：与伽利略同时代的学者迪卡儿对伽利略的理论进行了进一步的补充，他认为？ 学生：如果没有受到力的作用，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。 PPT展示亚里士多德、伽利略、笛卡尔的头像及其各自论点。 大家看迪卡儿做了哪些补充和总结呢？ 学生集体回答。 老师请一名学生回答：他所描述的这种没有受到力的作用下，继续以同一速度沿同一直线一直运动下去，既不会停下来，也不会偏离原来的方向，这是一种匀速直线运动。 老师：也就是说，伽利略和笛卡尔认为，如果物体不受力，它将保持？ 学生：匀速直线运动或静止状态。 老师：好，我们知道了，在没有力作用时，物体将保持匀速直线运动状态或静止状态。 老师：好我们来研究第二个问题，如果物体受到力时，它的运动状态会怎么变化呢？下面，我们通过一个游戏竞赛来进行进一步研究。 老师拿出两个乒乓球拍和两个乒乓球：有谁愿意参加我们的这个游戏啊？ 学生举手，从中选取两个学生，一个男生一个女生。将乒乓球拍和乒乓球交给学生。 让学生拿着乒乓球和乒乓球拍走到教室后面，各占一个通道。 老师：咱们的游戏规则是这样的，将我们的球拍保持水平，然后将乒乓球放到球拍上，你们现在的位置就是咱们游戏的起点，老师现在站的这条线就是游戏的终点。等老师喊开始，你们从起点运动到终点，在运动过程中，保持乒乓球拍的水平，并且不要让乒乓球掉下来，我们限时3秒钟时间。大家到了终点后要立刻停下来。 来，你们支持谁啊？ 学生：男生。。。。。。。。。。女生。。。。。。。。。。 老师：大家选好支持对象，然后呢，在游戏的过程中，认真的观察、思考和分析一下乒乓球的运动情况。好，准备好，限时3秒钟，开始。321停。 老师根据比赛情况引导学生进行思考。 老师问女生：你觉得这个游戏在什么时候最难控制？ 女生：在开始启动（停止时）比较难控制。 老师：你觉得是什么原因？ 女生：这是因为我启动时，我的乒乓球拍运动了，但是乒乓球还没有运动，乒乓球容易掉下去（我停止时，乒乓球拍停止了，乒乓球还在运动，比较难控制） 老师：来我们问一下的男同学，你觉得什么时候乒乓球最难控制？ 男生：在开始启动（停止时）比较难控制 老师：那你是怎么做到控制乒乓球不掉下来呢？ 男生：解释原因，老师根据原因总结归纳，引导学生：乒乓球在静止到运动过程、从运动到静止过程需要力的作用。 老师：同学们，在整个游戏过程中，乒乓球经历了什么样的变化呢？ 学生：开始静止，后来运动，最后静止。 老师：乒乓球是如何做到由静止到运动再到静止呢？ 学生：有力的作用。 老师：也就是说，物体受到力的作用时，可以由静止变为运动，也可以由运动变为静止，这就叫。。。。。 学生：运动状态的改变。 老师：好，通过前面的探究，我们能不能完整地认识一下运动和力的关系呢？哪位同学可以帮我们小结一下？ 选择一名同学说一下：我觉得力不是维持物体运动的原因，是改变物体运动状态的原因。 老师：哦，物体的运动不需要力来维持，但是力可以改变物体运动状态。这位同学总结的非常好。在伽利略、笛卡尔等工作的基础上，经历了一代人之后，被誉为我们人类历史上最伟大科学家之一的艾萨克·牛顿横空出世，总结并提出了动力学的一条基本定理： 学生集体读：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。 PPT展示牛顿图像其论点。 老师：现在，我们再来回顾一下当年那波澜壮阔的历史：在力和运动这一基本问题中，我们先后经历了亚里士多德、伽利略、迪卡儿，最后到牛顿，几千年的时间、几代人的努力，虽然我们曾误入歧途、我们曾历经坎坷，但是，我们对自然奥妙的探索从来没有停止，我们的努力也最终引导我们得到了正确的结论。 在我们的生活及学习中，也可能遇到各种各样的挫折，我们可能会犯错、我们可能会失败，但是只要我们有勇于改错的态度、持之以恒的意志、越挫越勇的精神，我们就一定会成功。 老师：好，我们再来看一下牛顿第一定律的叙述，“一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态”，那也就是说，任何物体，都具有这种能力吧。我们把这种称为物体固有的什么呢？ 学生：惯性。 老师：对，因此呢，牛顿第一定律也称为？ 学生：惯性定律。 老师：很好。既然，一切物体都有惯性，你们能不能举例说明一下生活中的惯性，和惯性的利和弊？ 老师请不同同学来进行举例回答。老师在一旁进行点拨启发。 老师：我们都举了一些生活中的例子，那么，大家想一下，惯性的大小取决于物体的什么呢？ 学生：质量。 老师：嗯，大家初中时都学过，质量是惯性的量度。那么我们怎么来验证一下呢？大家看看自己桌子上的道具，来大家验证一下。我们将我们桌子上的空矿泉水瓶和装水的矿泉水瓶都打开，用瓶盖将细绳给固定住。然后吊起来，用最大的力气去吹瓶子，看看那个吹得远啊？ 学生进行实验，发现空瓶吹得远。 老师请学生解释一下该现象。 学生：当我们用同样大小的力去吹瓶子，发现空瓶子吹得远，装水的瓶子吹得近。这样呢，我们也就间接的验证了质量是惯性的量度了。 老师：接下来我们对我们本节所学内容进行一个随堂练习。 老师：通过这一节课的学习啊，同学们现在可以小结一下，你学到了哪些知识，掌握了哪些方法呢？大家可以想一下，待会让同学带领我们小结一下。 老师：这位同学，你来带领我们进行小结一下。 学生：这节课我们学到了理想实验的方法，通过可靠的实验基础，合理的推理，得出正确的结论。我们还学到了牛顿第一定律，物理在没有受到力的时候要保持静止或匀速直线运动，当他受到力的时候，运动状态会改变。再有我们就是学到了惯性和质量的关系。 老师：很好，今天这节课呢，老师和大家一起学习了运动和力的关系，学到了很多知识，掌握了一些方法，有很大的收获，同学们，你们呢？
五、教学策略选择与信息技术融合的设计
教师活动 预设学生活动 设计意图
播放关于惯性的相关PPT图 总结以上现象得出的结论，以及明确该结论得出过程中的历史 提升学生的总结提炼能力，感受科学探索的艰难程度
组织学生复制伽利略理想斜面实验 由学生进行实验，描述实验现象，总结实验规律 体会力不是维持物体运动的原因
组织学生开展乒乓球拍推乒乓球的游戏，总结牛顿第一定律 学生进行乒乓球拍推乒乓球比赛 体会力是改变物体运动的原因
组织学生吹瓶子游戏，提出惯性的概念 开展吹瓶子游戏 体会质量是惯性的唯一量度
六、教学评价设计（创建量规，向学生展示他们将被如何评价（来自教师和小组其他成员的评价）,也可以创建一个自我评价表，这样学生可以用它对自己的学习进行评价）
1.牛顿第一定律内容得出的历史延续 2.牛顿第一定律内容的记忆 3.能够辨识牛顿第一定律内容得出的历史事件 4.能够运用牛顿第一定律解释生活中的现象 5.惯性的量度 6.能够应用惯性解释生活中的现象
七、教学板书
八、教学反思（可以从如下角度进行反思）： 1．本课利用演示实验、探索研究、归纳总结、交流争辩等方法，通过大量实例的分析，让学生真正理解力不是维持物体速度的原因，而是改变物体速度的原因。运用实验演示法、自主合作交流探讨法等学习办法，着力开发学生的活动空间、思维空间。 2．本节课利用乒乓球拍推乒乓球的实验最为满意，学生们都积极参与，并能够从现象粗略地总结出力是改变物体运动的原因这一结论。 3．本节课的不足之处为在吹瓶实验过程中，学生过于积极，导致将学生收回课堂，总结知识方面稍显吃力。同时老师在时间把握，语言表达上还需加强。 4．若重新上该节课，我要增加自己对课堂的把控能力，时间的把握能力，语言的表达能力。 5．当时听课的老师或者专家对这节课评价良好，体现了以教师为主导，以学生为主体，以实验带动知识，同时增加学生的爱国主义情感，体现了新时代的学科素养。同时，对我的语言表述方面提出了进一步要求。