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2019-2020年高中物理《探究自由落體運動》教學(xué)設(shè)計 粵教版必修1 【課題】探究勻變速直線運動規(guī)律 【教學(xué)時間】 45分鐘 【教學(xué)對象】高中一年級學(xué)生 【教材】粵教版物理必修1第二章第一節(jié) 【教學(xué)內(nèi)容分析】 1． 本節(jié)課的地位和作用：在歷史版本的高中物理教材中，自由落體運動均放在勻變速直線運動章節(jié)的末端，作為學(xué)完勻變速直線運動規(guī)律后的鞏固與應(yīng)用而存在。但在粵教版物理教材中，自由落體運動卻放在了章首，并突出了實驗探究的地位，充分體現(xiàn)新課標對學(xué)生探究能力的培養(yǎng)目的。而這些探究過程中所學(xué)到的技能又對后面的學(xué)習打下了基礎(chǔ)。 2．課程標準對本節(jié)內(nèi)容的要求： （1）通過史實，初步了解近代實驗科學(xué)產(chǎn)生的背景，認識實驗對物理學(xué)發(fā)展的推動作用。 （2）經(jīng)歷勻變速直線運動的實驗研究過程，了解勻變速直線運動的規(guī)律，體會實驗在發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律中的作用。 3．教材的內(nèi)容安排：教材本節(jié)內(nèi)容較多，需要分2節(jié)課來完成，本節(jié)課主要是通過講述和探究實驗來引導(dǎo)學(xué)生認識自由落體運動，而下一節(jié)通過實驗、分析得出自由落體運動的規(guī)律，明確重力加速度的意義，使學(xué)生對自由落體運動規(guī)律有具體、深入的認識。 4．教材的特點：第一，教材注重利用各種類型實驗讓學(xué)生學(xué)習物理知識，并且強調(diào)學(xué)生的自主探究。第二，重視物理知識與實際生活的緊密聯(lián)系。 5．對教材的處理：本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計與教材的設(shè)計順序相同，充分利用新課標教材中的實驗探究內(nèi)容豐富的特點，在課堂上使用現(xiàn)有的器材實現(xiàn)課本中的實驗，讓學(xué)生參與其中，體會實驗過程，邊動手邊學(xué)習。 【學(xué)生情況分析】 在前面的教學(xué)中，學(xué)生已經(jīng)初步掌握了平均速度、瞬時速度、加速度的概念，對自由落體運動也有過思考，接觸過亞里士多德的觀點和伽利略著名的比薩斜塔實驗，但未曾接觸勻變速直線運動和理想實驗的概念。 【教學(xué)目標設(shè)計】 1、知識與技能 （1）認識自由落體運動，知道影響物體下落快慢的因素，理解自由落體運動是在理想條件下的運動。 （2）初步了解探索自然規(guī)律的科學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的觀察、概括能力。 2、過程與方法 通過分組討論交流和對落體運動的實驗探究，感受理想實驗的思想方法； 3、情感態(tài)度價值觀 （1）通過實驗探究落體運動的規(guī)律，激發(fā)學(xué)習興趣，增強求知的欲望。 （2）調(diào)動學(xué)生積極參與討論的興趣，培養(yǎng)邏輯思維能力及表述能力。 （3）滲透物理方法的教育，在研究物理規(guī)律的過程中抽象出一種物理模型──自由落體。 （4）培養(yǎng)學(xué)生仔細觀察、認真思考、積極參與、勇于探索的精神。 （5）培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度和實事求是的科學(xué)作風。 【教學(xué)重點難點】 1、對自由落體運動概念的認識和理解； 2、“觀念→思考→推理→猜想→驗證”是本節(jié)的重點思路，也是培養(yǎng)良好思維習慣的重要過程； 3、如何從日常的落體現(xiàn)象抽象出“自由落體”這個物理模型，對理想實驗這種重要思想方法的理解。 【教學(xué)策略設(shè)計】 新課程提倡以自主、合作、探究的教學(xué)組織形式來進行課堂教學(xué)，本節(jié)課采用以問題為線索，以實驗為載體的教學(xué)組織形式，教師通過提出一個個問題來引導(dǎo)學(xué)生進行探究實驗，學(xué)習物理知識，堅持“教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體”的教學(xué)原則。 1.教學(xué)方法 （1）討論法 本節(jié)課開始階段提出亞里士多德關(guān)于自由落體運動的觀點，以及由這個觀點所引出的截然不同的2個結(jié)論，以3~5人為單位，組織和引導(dǎo)學(xué)生對這個問題進行討論。學(xué)生通過相互交流和啟發(fā)，嘗試從不同角度來認識自由落體運動的實際情況，學(xué)會合作學(xué)習。 （1）實驗法 本節(jié)教學(xué)設(shè)計中綜合利用幾種不同類型的實驗，充分發(fā)揮實驗輔助課堂教學(xué)的作用。第一，分組合作實驗。在對自由落體運動的討論過程中，學(xué)生接觸到了與其已有經(jīng)驗相沖突的思想時，就會產(chǎn)生濃厚的興趣，也能夠較快的集中注意力。所以，本節(jié)課在緊接著討論之后即在原來分組上進行探究實驗，每組分別配置2個硬幣和一張餐巾紙，引導(dǎo)學(xué)生進行實驗的設(shè)計，探究硬幣和餐巾紙在不同條件下下落得情況，猜想自由落體運動的規(guī)律。第二，演示實驗。利用牛頓管的真空條件，實現(xiàn)真正的自由落體運動，硬幣和紙屑的下落情況驗證了學(xué)生猜想結(jié)果的正確性，效果非常明顯，能夠讓學(xué)生體驗科學(xué)的奧妙，加深對知識的印象。 （2）談話法 本節(jié)教學(xué)設(shè)計中，分組討論和合作實驗是教學(xué)的主要組成部分，這兩個過程中，不是隨意給學(xué)生一個問題，給學(xué)生硬幣和餐巾紙，讓學(xué)生自己去解決問題，教師的啟發(fā)、引導(dǎo)作用非常重要。所以，采用談話法，提出一系列有嚴格邏輯順序的問題，引導(dǎo)學(xué)生思考、討論，老師再作簡要的小結(jié)，才能確保討論和實驗有效進行。 （3）講授法 課堂的時間有限，所有的知識都通過實驗探究來學(xué)習也是不切實際的，教師形象的講解，輔以演示實驗、各種直觀教具和現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)同樣也能啟發(fā)學(xué)生的思維，讓學(xué)生在思考上經(jīng)歷探究。 2.學(xué)法指導(dǎo) 教學(xué)中，學(xué)生將從關(guān)于自由落體的不同觀點的沖突開始思考，要注意引導(dǎo)學(xué)生思考沖突的方向。然后，學(xué)生將以小組討論和合作實驗的形式進行學(xué)習，注意引導(dǎo)學(xué)生如何針對給定的問題進行討論和交流，接下去如何進行實驗設(shè)計、實際操作、分析硬幣與餐巾紙的下落現(xiàn)象、進行猜想，既讓學(xué)生體驗探究的各個環(huán)節(jié)，又讓學(xué)生學(xué)得物理知識。本教學(xué)設(shè)計要求學(xué)生對討論過程和實驗過程進行記錄，將心得整理出來，使學(xué)生不僅經(jīng)歷了過程，更取得了屬于自己的知識。總之，學(xué)生學(xué)習的主體地位不能變，教師教學(xué)的主導(dǎo)地位要堅持。 3.教學(xué)媒體設(shè)計 充分利用實物、圖片和影像等資料，提供學(xué)生學(xué)習物理規(guī)律的感性材料。通過圖片和講述反映生活當中落體運動無處不在，激發(fā)學(xué)生探索的欲望。采用硬幣和餐巾紙這些最常見不過得物品以及牛頓管這種實驗室才能見到的復(fù)雜裝置作為實驗裝置，強烈的對比可以提高學(xué)生參與課堂的興趣。 【教學(xué)用具】 多媒體課件、硬幣、餐巾紙、牛頓管、真空泵等。 【教學(xué)流程圖】 介紹生活中落體現(xiàn)象 問題1：重的物體下落得快？ 分組討論 導(dǎo)入新課 問題2：影響硬幣與餐巾紙下落的因素？ 猜想：空氣阻力 實驗1 設(shè)計方案 分組實驗 牛頓管實驗驗證空氣阻力對落體運動的影響 實驗2 得出結(jié)論 設(shè)計方案 觀察現(xiàn)象 結(jié)論：物體做自由落體運動的快慢是一樣的 伽利略探究自由落體運動的過程 歸納總結(jié) 理想實驗 布置預(yù)習：用打點計時器探究自由落體運功規(guī)律 實驗布置 【教學(xué)過程設(shè)計】 教學(xué)環(huán)節(jié)和教學(xué)內(nèi)容 教師活動 學(xué)生活動 設(shè)計意圖 [設(shè)置懸疑，引入課題]用時：5分鐘 用自制的多媒體課件展示生活的各種落體現(xiàn)象。 圖1：教學(xué)課件截圖 接著提出疑問：生活中，重的物體一定下落得快嗎？ 教師播放課件。 問題1：亞里士多德的觀點對不對呢？那么物體下落快慢與哪些因素有關(guān)？ 觀察 思考 興趣被調(diào)動 用貼近學(xué)生生活的例子引入課題，亞里士多德觀點引出的2個相反的結(jié)論，造成學(xué)生思維的沖突，激發(fā)學(xué)生學(xué)習探索的興趣，較快的集中學(xué)生的學(xué)習注意力。 【分組討論】用時：5分鐘 以3~5人為單位粉組，對問題1進行導(dǎo)論，提出自己的觀點 組織學(xué)生進行討論，并適時地作引導(dǎo)和解說，最后對學(xué)生的觀點進行匯總 思考 討論 表達 記錄 通過相互交流和啟發(fā)，嘗試從不同角度來認識自由落體運動的實際情況，學(xué)會合作學(xué)習 【實驗1：硬幣與餐巾紙】 用時：10分鐘 在分組的基礎(chǔ)上，學(xué)生繼續(xù)進行討論，在教師指引下，共同設(shè)計實驗的方案：硬幣和展開的餐巾紙同時下落、硬幣和捏成團的餐巾紙同時下落以及硬幣和餐巾紙緊裹另一個硬幣同時下落，三種情況下有什么不同，并嘗試做出猜想。 引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗方案； 問題2：硬幣和餐巾紙在不同條件下下落情況不同，當中有什么因素影響？ 引導(dǎo)學(xué)生進行猜想。 思考 討論 表達 動手實驗 記錄 實驗探究不能讓學(xué)生漫無目的的操作，而是要引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計好實驗的方案。并通過比較不同現(xiàn)象，分析原因，得出猜想——硬幣和餐巾紙下落過程中空氣阻力導(dǎo)致了不同的現(xiàn)象。 【實驗2：牛頓管】 用時：15分鐘 演示牛頓管實驗 觀察實驗現(xiàn)象，交流、討論，思考自己猜想的正確性，發(fā)言。 通過牛頓管實驗，建立真空條件，對比硬幣和紙屑在空氣中和在真空中下落情況的不同，驗證前面的猜想。 【歸納總結(jié)】 用時：8分鐘 總結(jié)實驗結(jié)果，得出得出自由落體運動的規(guī)律。告知學(xué)生實驗時要留心觀察實驗現(xiàn)象，才能有更大的收獲。 給學(xué)生講述物理學(xué)家探究自由落體運動的思考過程，指出比薩斜塔實驗的真?zhèn)巍? 聽講 思考 一方面讓學(xué)生認識到自己實驗工作的意義非常重大，另一方面也教育學(xué)生要留心觀察實驗現(xiàn)象。 引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷一次偉大科學(xué)家探索真理的思想過程，感受理想實驗的思想方法培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和求真精神。 【實驗布置】 用時：2分鐘 對下節(jié)課的實驗——用打點計時器探究自由落體運動——進行安排，提醒學(xué)生做好相關(guān)的預(yù)習 聽講 連接下次課的內(nèi)容 【板書設(shè)計】 附件： 實驗裝置一覽 硬幣和餐巾紙 三種不同條件下的下落快慢對比 牛頓管和抽氣機