2.1探究自由落体运动 教案 (2)

2.1探究自由落体运动
教案
教材分析
自由落体运动是匀变速直线运动的一种具体情形。此前，学生已经学习了匀变速直线运动的规律，也学习了研究匀变速直线运动的基本方法，对本课的学习，实际上是引导学生利用已有知识解决生活实际中的问题。组织学生进行探究活动，既有利于巩固所学的知识，培养学生解决实际问题、探求规律的能力，还能对学生进行科学方法和科学思想的教育。
本节课的教学重点在于说明不同物体自由下落的加速度都是重力加速度ｇ。由于学生受日常经验的影响，对重的物体下落快，轻的物体下落慢的印象很深，所以本节课做好实验十分重要。教学时可以引导学生从日常生活经验出发，通过实验逐步提出问题（设疑），让学生自己探究（解疑），得出结论。充分体现了物理是以实验为基础的学科，让学生体会科学推理和科学实验是揭示自然规律的重要方法和手段。
本节课的教学难点是掌握并灵活运用自由落体运动规律解决实际问题。
2．课程标准对本节内容的要求：
（1）通过史实，初步了解近代实验科学产生的背景，认识实验对物理学发展的推动作用。
（2）经历匀变速直线运动的实验研究过程，了解匀变速直线运动的规律，体会实验在发现自然规律中的作用。
3．教材的内容安排：
本节课主要是通过讲述和探究实验来引导学生认识自由落体运动，通过实验、分析得出自由落体运动的规律，明确重力加速度的意义，使学生对自由落体运动规律有具体、深入的认识。
4．教材的特点：
第一，教材注重利用各种类型实验让学生学习物理知识，并且强调学生的自主探究。第二，重视物理知识与实际生活的紧密联系，体现新课标的从生活走向物理，从物理走向社会的理念。
5．对教材的处理：
本节课的教学设计与教材的设计顺序一致，充分利用教材中的实验探究内容丰富的特点，在课堂上使用现有的器材实现课本中的实验，让学生参与其中，体会实验过程，边动手边学习。
学生情况分析
在前面的教学中，学生已经初步掌握了平均速度、瞬时速度、加速度的概念，对常见的自由落体运动也熟悉，接触过亚里士多德的观点和伽利略著名的比萨斜塔实验，但未曾了解理想实验的物理模型的构建。
教学目标设计
1、知识与技能
1)认识自由落体运动，知道影响物体下落快慢的因素，理解自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。
2)能用打点计时器或其他实验仪器得到相关的运动轨迹并能自主进行分析。
3)知道什么是自由落体的加速度，知道它的方向，了解在地球上的不同地方，重力加速度大小不同。
4）掌握如何从匀变速直线运动的规律推出自由落体运动规律，并能够运用自由落体规律解决实际问题。
5）初步了解探索自然规律的科学方法，重点培养学生的实验能力和推理能力。
2、过程与方法
通过分组讨论交流和对落体运动的实验探究，感受理想实验的思想方法；
3、情感态度价值观
(1)通过指导学生探究，调动学生积极
参与讨论，培养学生学习物理的浓厚兴趣。
(2)渗透物理方法的教育，在研究物理规律的过程中抽象出物理模型。
(3)培养学生的团结合作精神和协作意识，敢于积极探索并能提出与别人不同的见解。
(4)培养学生仔细观察、认真思考、积极参与、勇于探索的精神。
(5)培养学生严谨的科学态度和实事求是的科学作风。
8、教学重点
(1)自由落体运动的概念及探究自由落体运动的过程。
(2)掌握自由落体运动的规律，并能运用其解决实际问题。
9、教学难点
理解并运用自由落体运动的条件及规律解决实际问题。
10、【教学策略设计】
新课程提倡以自主、合作、探究的教学组织形式来进行课堂教学，本节课采用以问题为线索，以实验为载体的教学组织形式，教师通过提出一个个问题来引导学生进行探究实验，学习物理知识，坚持“教师为主导，学生为主体”的教学原则。
教学方法
（1）讨论法
本节课开始阶段提出亚里士多德关于自由落体运动的观点，以及由这个观点所引出的截然不同的2个结论，以3~5人为单位，组织和引导学生对这个问题进行讨论。学生通过相互交流和启发，尝试从不同角度来认识自由落体运动的实际情况，学会合作学习。
（2）实验法
本节教学设计中综合利用几种不同类型的实验，充分发挥实验辅助课堂教学的作用。第一，分组合作实验。在对自由落体运动的讨论过程中，学生接触到了与其已有经验相冲突的思想时，就会产生浓厚的兴趣，也能够较快的集中注意力。所以，本节课在紧接着讨论之后即在原来分组上进行探究实验，每组分别配置2个硬币和一张餐巾纸，引导学生进行实验的设计，探究硬币和餐巾纸在不同条件下下落得情况，猜想自由落体运动的规律。第二，演示实验。利用牛顿管的真空条件，实现真正的自由落体运动，硬币和纸屑的下落情况验证了学生猜想结果的正确性，效果非常明显，能够让学生体验科学的奥妙，加深对知识的印象。
（3）谈话法
本节教学设计中，分组讨论和合作实验是教学的主要组成部分，这两个过程中，不是随意给学生一个问题，给学生硬币和餐巾纸，让学生自己去解决问题，教师的启发、引导作用非常重要。所以，采用谈话法，提出一系列有严格逻辑顺序的问题，引导学生思考、讨论，老师再作简要的小结，才能确保讨论和实验有效进行。
（4）讲授法
课堂的时间有限，所有的知识都通过实验探究来学习也是不切实际的，教师形象的讲解，辅以演示实验、各种直观教具和现代教学技术同样也能启发学生的思维，让学生在思考上经历探究。
学法指导
教学中，学生将从关于自由落体的不同观点的冲突开始思考，要注意引导学生思考冲突的方向。然后，学生将以小组讨论和合作实验的形式进行学习，注意引导学生如何针对给定的问题进行讨论和交流，接下去如何进行实验设计、实际操作、分析硬币与餐巾纸的下落现象、进行猜想，既让学生体验探究的各个环节，又让学生学得物理知识。本教学设计要求学生对讨论过程和实验过程进行记录，将心得整理出来，使学生不仅经历了过程，更取得了属于自己的知识。总之，学生学习的主体地位不能变，教师教学的主导地位要坚持。
教学媒体设计
充分利用实物、图片和影像等资料，提供学生学习物理规律的感性材料。通过图片和讲述反映生活当中落体运动无处不在，激发学生探索的欲望。采用硬币和餐巾纸这些最常见不过得物品以及牛顿管这种实验室才能见到的复杂装置作为实验装置，强烈的对比可以提高学生参与课堂的兴趣。
11、教学用具
多媒体课件、硬币、餐巾纸、牛顿管、真空泵等。
教学流程图
【教学过程设计】
教学环节和教学内容
教师活动
学生活动
设计意图
[设置悬疑，引入课题]用时：5分钟用自制的多媒体课件展示生活的各种落体现象。图1：教学课件截图接着提出疑问：生活中，重的物体一定下落得快吗？
教师播放课件。问题1：亚里士多德的观点对不对呢？那么物体下落快慢与哪些因素有关？
观察思考兴趣被调动
用贴近学生生活的例子引入课题，亚里士多德观点引出的2个相反的结论，造成学生思维的冲突，激发学生学习探索的兴趣，较快的集中学生的学习注意力。
【分组讨论】用时：5
分钟以3~5人为单位粉组，对问题1进行导论，提出自己的观点
组织学生进行讨论，并适时地作引导和解说，最后对学生的观点进行汇总
思考讨论表达记录
通过相互交流和启发，尝试从不同角度来认识自由落体运动的实际情况，学会合作学习
【实验1：纸张与纸团】用时：10分钟在分组的基础上，学生继续进行讨论，在教师指引下，共同设计实验的方案：半张纸与一张纸同时下落、纸张和捏成团的纸张同时下落这两种情况下有什么不同，并尝试做出猜想。
引导学生设计实验方案；问题2：纸张和纸团在不同条件下下落情况不同，当中有什么因素影响？引导学生进行猜想。
思考讨论表达动手实验记录
实验探究不能让学生漫无目的的操作，而是要引导学生设计好实验的方案。并通过比较不同现象，分析原因，得出猜想——纸张和纸团下落过程中空气阻力导致了不同的现象。
【实验2：牛顿管】用时：15分钟
演示牛顿管实验
观察实验现象，交流、讨论，思考自己猜想的正确性，发言。
通过牛顿管实验，建立真空条件，对比小羽毛和小玻璃球在空气中和在真空中下落情况的不同，验证前面的猜想。
【归纳总结】
总结实验结果，得出得出自由落体运动的规律。告知学生实验时要留心观察实验现象，才能有更大的收获。给学生讲述物理学家探究自由落体运动的思考过程，指出比萨斜塔实验的真伪。
听讲思考
一方面让学生认识到自己实验工作的意义非常重大，另一方面也教育学生要留心观察实验现象。引导学生经历一次伟大科学家探索真理的思想过程，感受理想实验的思想方法培养学生的科学态度和求真精神。
教师通过设疑引出自由落体运动的定义物体若在没有空气阻力的情况下由静止下落，它的运动情况和受力情况有什么特点？
教师在学生回答后PPT投影
学生回答
引导学生学会从实验现象中总结，并运用所学知识解释自由落体运动
在学生认识自由落体运动后，引导学生了解自由落体运动在生活中有哪些应用。
PPT投影
听讲
体验新课标教学中的从生活中走向物理，从物理走向社会的理念。
练习巩固：通过几道典型例题巩固本节课所学内容
PPT投影
听讲
学以致用，通过练习巩固所学。
课堂小结：学生总结本节课学到了什么。
教师引导
学生踊跃发言，畅所欲言。
体现教师主导，学生为主体的教学理念。
介绍生活中落体现象
导入新课
演示实验1
问题1：重的物体下落得快？
分组讨论
问题2：影响纸张与纸团下落的因素？
学生分组实验
猜想：空气阻力
设计方案
分组实验
牛顿管实验验证空气阻力对落体运动的影响
演示实验2
得出结论
设计方案
观察现象
结论：物体做自由落体运动的快慢是一样的
伽利略探究自由落体运动的过程
归纳总结
理想实验
师生共同总结
课堂小结