2.4 自由落体运动 教学设计 （表格式）

教学设计
课程基本信息
学科 物理 年级 高一 学期 秋季
课题 自由落体运动
教科书 书 名：普通高中教科书 物理 必修 第一册 出版社：人民教育出版社
教学目标
物理观念 建立自由落体运动的正确观念：本节课旨在让学生理解自由落体运动的本质属性，摒弃亚里士多德关于物体下落速度与重量相关的错误观念。 认识重力加速度：使学生明了重力加速度g的概念及其在地球表面随地理位置的变化规律。 科学思维 发展逻辑推理能力：通过分析伽利略对亚里士多德理论的批判和伽利略斜面实验的设计，培养学生基于现有经验和数据进行逻辑推理的能力，学会识别和解决问题中的矛盾，形成严谨的科学思维方式。 掌握模型建构与转换思维：引导学生运用转化法，将难以直接测量的物理量转化为易观测的现象，如通过位移代替速度来研究自由落体运动，锻炼抽象思维与具象表现之间的转换能力。 科学探究 设计并实施简单实验：通过演示和动手操作，比如对比轻重不同的物体在粘滞性液体、水和空气中下落速度实验，让学生亲身体验科学探究的过程，理解空气阻力对物体下落速度的影响。 通过传统和现代科学技术实验打点计时器、频闪照相、手机传感器等测量重力加速度值，让学生知道自由落体运动是初速度为0，加速度为g的匀变速直线运动。 社会责任 激发对科学真理追求的热情：通过讲述伽利略敢于挑战权威、坚持真理的事迹，培养学生尊重客观事实、追求科学真理的价值观和社会责任感。
教学内容
教学重点： 科学史与伽利略的贡献 阻力对自由落体运动的影响 教学难点： 1. 自由落体运动的定义和运动学描述
2. 自由落体运动的规律和重力加速度的概念
教学过程
【教学活动一：课题引入】 本节课开始，教师通过诗句的形式列举日常生活中落体运动的实例，如雨滴的降落（毛衣未湿黄梅雨，雨滴江梨分外娇），树叶的下落（早秋惊落叶，飘零似客心），水流的下落（飞流直下三千尺，疑是银河落九天），引发学生对落体运动的兴趣和思考并引出落体运动这一普遍而典型的运动形式，并且有的下落的快，有的下落的慢，介绍人类对这种司空见惯的运动的认识经历了差不多两千年的时间。最早研究这个问题的科学家古希腊的学者亚里士多德，以及16世纪的伽利略。 【教学活动二：跨越千年的的对话-----历史观点辨析与伽利略的质疑】 接着，通过学生角色扮演亚里士多德和伽利略，展开各自的观点。在这个过程中亚里士多德的观点通过实验展现，伽利略的观点通过实验（比较轻重不同的物体在粘滞性液体、水、空气中的下落）和逻辑推理共同演绎，揭示了亚氏理论内在的矛盾性，并鼓励学生思考在现实生活中物体下落速度差异的原因——空气阻力的作用。最后教师指导学生进行对比实验----真空管实验、月球上的重锤和羽毛的下落、世界上最大的真空实验室中观察轻重不同的物体的下落，使学生认识到不同质量的物体在无空气阻力的理想状态下应具有相同的下落速度。 【教学活动三：自由落体运动的运动学描述】 教师详细讲解自由落体运动的定义，明确其为初速度为零、只受重力作用的匀变速直线运动，通过打点计时器测量自由落体运动的加速度，得出自由落体运动是初速度为0的匀变速直线运动，再介绍测量自由落体运动加速度的其他办法，如频闪照相、智能手机APP直接测量，得出自由落体加速度（重力加速度g）及其数值范围，并强调实际值会受到地球表面位置的影响（展示学姐学长在世界各地测量的重力加速度值，鼓励同学们积极向上，好好学习）。 【教学活动四：科学方法与批判性思维培养】 课程结束前，教师总结了自由落体运动作为科学研究方法的典型案例，强调从观察现象到提出假设、逻辑推理、实验验证和理论建模的过程，倡导学生在学习中效仿伽利略的精神，敢于质疑既有观念，运用严谨的逻辑和实证方法探寻自然规律。