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2019-2020年高中物理《探究自由落體運(yùn)動(dòng)》教學(xué)設(shè)計(jì) 粵教版必修1 【課題】探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律 【教學(xué)時(shí)間】 45分鐘 【教學(xué)對(duì)象】高中一年級(jí)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(yùn)動(dòng)均放在勻變速直線運(yùn)動(dòng)章節(jié)的末端，作為學(xué)完勻變速直線運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)卻放在了章首，并突出了實(shí)驗(yàn)探究的地位，充分體現(xiàn)新課標(biāo)對(duì)學(xué)生探究能力的培養(yǎng)目的。而這些探究過(guò)程中所學(xué)到的技能又對(duì)后面的學(xué)習(xí)打下了基礎(chǔ)。 2．課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)本節(jié)內(nèi)容的要求： （1）通過(guò)史實(shí)，初步了解近代實(shí)驗(yàn)科學(xué)產(chǎn)生的背景，認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)對(duì)物理學(xué)發(fā)展的推動(dòng)作用。 （2）經(jīng)歷勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)研究過(guò)程，了解勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，體會(huì)實(shí)驗(yàn)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(lái)完成，本節(jié)課主要是通過(guò)講述和探究實(shí)驗(yàn)來(lái)引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)自由落體運(yùn)動(dòng)，而下一節(jié)通過(guò)實(shí)驗(yàn)、分析得出自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，明確重力加速度的意義，使學(xué)生對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律有具體、深入的認(rèn)識(shí)。 4．教材的特點(diǎn)：第一，教材注重利用各種類(lèi)型實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)，并且強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主探究。第二，重視物理知識(shí)與實(shí)際生活的緊密聯(lián)系。 5．對(duì)教材的處理：本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)與教材的設(shè)計(jì)順序相同，充分利用新課標(biāo)教材中的實(shí)驗(yàn)探究?jī)?nèi)容豐富的特點(diǎn)，在課堂上使用現(xiàn)有的器材實(shí)現(xiàn)課本中的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生參與其中，體會(huì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，邊動(dòng)手邊學(xué)習(xí)。 【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(shí)速度、加速度的概念，對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)也有過(guò)思考，接觸過(guò)亞里士多德的觀點(diǎn)和伽利略著名的比薩斜塔實(shí)驗(yàn)，但未曾接觸勻變速直線運(yùn)動(dòng)和理想實(shí)驗(yàn)的概念。 【教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)】 1、知識(shí)與技能 （1）認(rèn)識(shí)自由落體運(yùn)動(dòng)，知道影響物體下落快慢的因素，理解自由落體運(yùn)動(dòng)是在理想條件下的運(yùn)動(dòng)。 （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(guò)程與方法 通過(guò)分組討論交流和對(duì)落體運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)探究，感受理想實(shí)驗(yàn)的思想方法； 3、情感態(tài)度價(jià)值觀 （1）通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)求知的欲望。 （2）調(diào)動(dòng)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(guò)程中抽象出一種物理模型──自由落體。 （4）培養(yǎng)學(xué)生仔細(xì)觀察、認(rèn)真思考、積極參與、勇于探索的精神。 （5）培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和實(shí)事求是的科學(xué)作風(fēng)。 【教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)】 1、對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)概念的認(rèn)識(shí)和理解； 2、“觀念→思考→推理→猜想→驗(yàn)證”是本節(jié)的重點(diǎn)思路，也是培養(yǎng)良好思維習(xí)慣的重要過(guò)程； 3、如何從日常的落體現(xiàn)象抽象出“自由落體”這個(gè)物理模型，對(duì)理想實(shí)驗(yàn)這種重要思想方法的理解。 【教學(xué)策略設(shè)計(jì)】 新課程提倡以自主、合作、探究的教學(xué)組織形式來(lái)進(jìn)行課堂教學(xué)，本節(jié)課采用以問(wèn)題為線索，以實(shí)驗(yàn)為載體的教學(xué)組織形式，教師通過(guò)提出一個(gè)個(gè)問(wèn)題來(lái)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)，學(xué)習(xí)物理知識(shí)，堅(jiān)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(kāi)始階段提出亞里士多德關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)，以及由這個(gè)觀點(diǎn)所引出的截然不同的2個(gè)結(jié)論，以3~5人為單位，組織和引導(dǎo)學(xué)生對(duì)這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行討論。學(xué)生通過(guò)相互交流和啟發(fā)，嘗試從不同角度來(lái)認(rèn)識(shí)自由落體運(yùn)動(dòng)的實(shí)際情況，學(xué)會(huì)合作學(xué)習(xí)。 （1）實(shí)驗(yàn)法 本節(jié)教學(xué)設(shè)計(jì)中綜合利用幾種不同類(lèi)型的實(shí)驗(yàn)，充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)輔助課堂教學(xué)的作用。第一，分組合作實(shí)驗(yàn)。在對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的討論過(guò)程中，學(xué)生接觸到了與其已有經(jīng)驗(yàn)相沖突的思想時(shí)，就會(huì)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(lái)分組上進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)，每組分別配置2個(gè)硬幣和一張餐巾紙，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，探究硬幣和餐巾紙?jiān)诓煌瑮l件下下落得情況，猜想自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。第二，演示實(shí)驗(yàn)。利用牛頓管的真空條件，實(shí)現(xiàn)真正的自由落體運(yùn)動(dòng)，硬幣和紙屑的下落情況驗(yàn)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(yàn)科學(xué)的奧妙，加深對(duì)知識(shí)的印象。 （2）談話法 本節(jié)教學(xué)設(shè)計(jì)中，分組討論和合作實(shí)驗(yàn)是教學(xué)的主要組成部分，這兩個(gè)過(guò)程中，不是隨意給學(xué)生一個(gè)問(wèn)題，給學(xué)生硬幣和餐巾紙，讓學(xué)生自己去解決問(wèn)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(yán)格邏輯順序的問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生思考、討論，老師再作簡(jiǎn)要的小結(jié)，才能確保討論和實(shí)驗(yàn)有效進(jìn)行。 （3）講授法 課堂的時(shí)間有限，所有的知識(shí)都通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究來(lái)學(xué)習(xí)也是不切實(shí)際的，教師形象的講解，輔以演示實(shí)驗(yàn)、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(diǎn)的沖突開(kāi)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(shí)驗(yàn)的形式進(jìn)行學(xué)習(xí)，注意引導(dǎo)學(xué)生如何針對(duì)給定的問(wèn)題進(jìn)行討論和交流，接下去如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)際操作、分析硬幣與餐巾紙的下落現(xiàn)象、進(jìn)行猜想，既讓學(xué)生體驗(yàn)探究的各個(gè)環(huán)節(jié)，又讓學(xué)生學(xué)得物理知識(shí)。本教學(xué)設(shè)計(jì)要求學(xué)生對(duì)討論過(guò)程和實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行記錄，將心得整理出來(lái)，使學(xué)生不僅經(jīng)歷了過(guò)程，更取得了屬于自己的知識(shí)?？傊瑢W(xué)生學(xué)習(xí)的主體地位不能變，教師教學(xué)的主導(dǎo)地位要堅(jiān)持。 3.教學(xué)媒體設(shè)計(jì) 充分利用實(shí)物、圖片和影像等資料，提供學(xué)生學(xué)習(xí)物理規(guī)律的感性材料。通過(guò)圖片和講述反映生活當(dāng)中落體運(yùn)動(dòng)無(wú)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(jiàn)不過(guò)得物品以及牛頓管這種實(shí)驗(yàn)室才能見(jiàn)到的復(fù)雜裝置作為實(shí)驗(yàn)裝置，強(qiáng)烈的對(duì)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(wèn)題1：重的物體下落得快？ 分組討論 導(dǎo)入新課 問(wèn)題2：影響硬幣與餐巾紙下落的因素？ 猜想：空氣阻力 實(shí)驗(yàn)1 設(shè)計(jì)方案 分組實(shí)驗(yàn) 牛頓管實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證空氣阻力對(duì)落體運(yùn)動(dòng)的影響 實(shí)驗(yàn)2 得出結(jié)論 設(shè)計(jì)方案 觀察現(xiàn)象 結(jié)論：物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的快慢是一樣的 伽利略探究自由落體運(yùn)動(dòng)的過(guò)程 歸納總結(jié) 理想實(shí)驗(yàn) 布置預(yù)習(xí)：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器探究自由落體運(yùn)功規(guī)律 實(shí)驗(yàn)布置 【教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)】 教學(xué)環(huán)節(jié)和教學(xué)內(nèi)容 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 設(shè)計(jì)意圖 [設(shè)置懸疑，引入課題]用時(shí)：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(wèn)：生活中，重的物體一定下落得快嗎？ 教師播放課件。 問(wèn)題1：亞里士多德的觀點(diǎn)對(duì)不對(duì)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(dòng) 用貼近學(xué)生生活的例子引入課題，亞里士多德觀點(diǎn)引出的2個(gè)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(xí)探索的興趣，較快的集中學(xué)生的學(xué)習(xí)注意力。 【分組討論】用時(shí)：5分鐘 以3~5人為單位粉組，對(duì)問(wèn)題1進(jìn)行導(dǎo)論，提出自己的觀點(diǎn) 組織學(xué)生進(jìn)行討論，并適時(shí)地作引導(dǎo)和解說(shuō)，最后對(duì)學(xué)生的觀點(diǎn)進(jìn)行匯總 思考 討論 表達(dá) 記錄 通過(guò)相互交流和啟發(fā)，嘗試從不同角度來(lái)認(rèn)識(shí)自由落體運(yùn)動(dòng)的實(shí)際情況，學(xué)會(huì)合作學(xué)習(xí) 【實(shí)驗(yàn)1：硬幣與餐巾紙】 用時(shí)：10分鐘 在分組的基礎(chǔ)上，學(xué)生繼續(xù)進(jìn)行討論，在教師指引下，共同設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的方案：硬幣和展開(kāi)的餐巾紙同時(shí)下落、硬幣和捏成團(tuán)的餐巾紙同時(shí)下落以及硬幣和餐巾紙緊裹另一個(gè)硬幣同時(shí)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(jì)實(shí)驗(yàn)方案； 問(wèn)題2：硬幣和餐巾紙?jiān)诓煌瑮l件下下落情況不同，當(dāng)中有什么因素影響？ 引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行猜想。 思考 討論 表達(dá) 動(dòng)手實(shí)驗(yàn) 記錄 實(shí)驗(yàn)探究不能讓學(xué)生漫無(wú)目的的操作，而是要引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)的方案。并通過(guò)比較不同現(xiàn)象，分析原因，得出猜想——硬幣和餐巾紙下落過(guò)程中空氣阻力導(dǎo)致了不同的現(xiàn)象。 【實(shí)驗(yàn)2：牛頓管】 用時(shí)：15分鐘 演示牛頓管實(shí)驗(yàn) 觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，交流、討論，思考自己猜想的正確性，發(fā)言。 通過(guò)牛頓管實(shí)驗(yàn)，建立真空條件，對(duì)比硬幣和紙屑在空氣中和在真空中下落情況的不同，驗(yàn)證前面的猜想。 【歸納總結(jié)】 用時(shí)：8分鐘 總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出得出自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。告知學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)要留心觀察實(shí)驗(yàn)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(yùn)動(dòng)的思考過(guò)程，指出比薩斜塔實(shí)驗(yàn)的真?zhèn)巍? 聽(tīng)講 思考 一方面讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到自己實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(guò)程，感受理想實(shí)驗(yàn)的思想方法培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和求真精神。 【實(shí)驗(yàn)布置】 用時(shí)：2分鐘 對(duì)下節(jié)課的實(shí)驗(yàn)——用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器探究自由落體運(yùn)動(dòng)——進(jìn)行安排，提醒學(xué)生做好相關(guān)的預(yù)習(xí) 聽(tīng)講 連接下次課的內(nèi)容 【板書(shū)設(shè)計(jì)】 附件： 實(shí)驗(yàn)裝置一覽 硬幣和餐巾紙 三種不同條件下的下落快慢對(duì)比 牛頓管和抽氣機(jī)