最近在参加师范生技能竞赛,只能报名初中和高中,所以开始恶补初中的课程和书本。所以写了一篇《牛顿第一定律》的教学设计,大家看看有什么可以提出意见哒~~
《牛顿第一定律》教学设计(第一课时)
◆教材分析
本节课选自浙教版《科学》七年级下第二章第七节。本节课的主要内容讲述的是力和运动的关系这一动力学基础问题。在前面的6节课中已经介绍了运动、运动的形式、力、力的表示方法以及一些常见的力。本节课主要是将前面学习的力和运动加以整合,深入的来了解力和运动的关系,不仅是对前面知识的提升和加强,也是为今后的物理动力学的学习打基础。
◆学情分析
本节课的授课对象是初一下册的学生,他们在上一学期的学习中已经掌握了一定的实验技能,但是熟练度还是有所欠缺的,尤其是对实验中控制变量的思想,尚不能够灵活得应用,需要在教学的过程中设计相应的问题加以引导。虽然在前面的学习中已经掌握了力和运动的一些基本的概念知识,但对于力和运动的关系仍没有一个清晰的认识,同时由于本身所处阶段认知的特点,在抽象思维上仍处于较薄弱的阶段,尤其是本节课是学生第一次接触到理想实验,对于理想这个概念的理解需要借助抽象思维推理来研究,这对于学生来讲是有一定难度的。
◆教学目标
1、知识与技能
(1) 能掌握和叙述牛顿第一定律的内容,确认力并不是维持物体运动状态的原因,而是改变物体运动状态的原因;
(2) 理解力和运动的关系,知道物体的运动不需要力来维持;
(3) 进一步理解“控制实验条件”的方法;
2、过程与方法目标
(1) 通过斜面小车实验,培养学生的观察能力,动手能力;
(2) 通过实验分析,初步培养学生科学的思维方法(分析、概括、推理);
3、情感态度与价值观目标
(1) 让学生知道科学研究过程的艰难,领悟实验加推理的科学研究方法
(2) 通过对实验探究活动的参与,让学生认识到交流与合作的重要性,有主动与他人合作的精神。养成实事求是,尊重自然规律的科学态度。
◆教学重点:
1、理解和掌握牛顿第一定律;
2、运用实验手段探索力和运动的本质关系;
3、运用牛顿第一定律解决日常生活的现象。
◆教学难点:
1、用科学实验的方法得出科学的观点来代替原有的错误观点;
2、力和运动的关系;
◆教学准备:
1、每个小组准备:斜面、斜面小车、直尺、木板、毛巾、棉布、玻璃板、长方形木块、棋子。
2、教师准备:教学课件、实验记录表。
◆教学过程
一、 创设情境,导入新课,引出课题(5分钟)
【撕纸游戏】
猜一猜:
1.一张纸已剪成两截,但未完全剪断,如果迅速用力撕两边,纸会断成几截?
2.现在把纸剪成三截,但未完全剪断,如果迅速用力撕两边,纸会断成几截?
大家不要动手,先猜一猜。
请大家想一想:为什么是这样一个结果呢?怎样解释我们的游戏呢?其实,在我们的游戏中还涉及到一个古老的话题——力和运动:用力撕纸,纸条断开运动起来。运动和力之间到底有什么关系呢?带着这些问题,我们一起来体验古人的探究过程,学习古人的探究方法,进一步理解论述运动和力关系的牛顿第一定律。
(设计意图:通过一个有趣的小游戏直接开门见山提出力与运动的关系,引发学生对实验现象和实验原理的思考,从而引出本堂课的课题《牛顿第一定律》。)
二、新课学习、合作探究、师生互动(33分钟)
【引入原有的错误理论:力是维持物体运动的原因】(3分钟)
1.PPT例举三个生活例子:
(1) 窗外的树枝在有风的时候会不停得晃动,当风停止的时候也便停止了晃动;
(2) 用力敲钉子的时候,钉子会往下运动,停止敲的时候钉子就会静止在原处。
(3) 推一下讲台上的粉笔盒,不去推它,它便不动了。
同学们想一下这三个例子之间有什么相同之处呢?
→都涉及到力,在有力的作用时物体会运动,停止力的作用时,物体就会停下来。
2.通过大家描述的这些共同点,老师得出了这么一个结论:物体的运动是需要力来维持的,要是没有力的存在物体就不能继续运动下去了。
3.引发学生思考,激发学生的批判精神。在教师结论的基础上,以小组为单位思考讨论,得出物体停止运动是由于受到摩擦阻力的作用。
(设计意图:通过例举生活中常见例子的基础上,引导学生归纳总结,进而自行的得出一个错误的结论,引发学生的深层思考。通过前面的学习,学生已经掌握了运动的物体会停止运动是因为受到了阻力的作用,因而在课堂上是可以对我提出的错误观点进行相应的反驳的,有利于培养学生的批判精神,不妥协与权威。但是有部分学生可能会被我所举的例子所迷惑,而跟着我的观点走,通过同学之间的交流讨论,他们也可以学着联系前面的知识来解决这个问题。)
【建立新的理论假设:力是改变物体运动状态的原因】(7分钟)
在学生讨论,提出反驳的基础上引导学生进行实验探究:
1.老师的理论提出其实是有保障的,伟大哲学家亚里士多德在观察的基础上也得出了和老师一样的结论(介绍亚里士多德来巩固自己观点的权威性);
PPT展示亚里士多德的观察实验结果。
2.那么同学们,你们提出这样的结论老师很难信服,你们怎么证明自己的假设呢,摩擦阻力对物体的运动是怎么样的一个关系呢?
3.(在学生思考的基础上)300多年前,著名的科学家伽利略也曾对这个观点提出质疑,我们先来借鉴一下科学家是怎么来设计他的实验的。请看书本106页的实验装置,想一下,这个实验在进行时应该注意什么?
4.同学积极思考,通过多个同学发言,初步得出要统一同一个斜面,同一辆校车等变量;
5.PPT展示实验注意事项;
6. 你预计在这个实验的结果是怎么样的呢?请将他写在你的记录本上;
7. 以小组为单位,在分析的基础上得出关于阻力与物体运动关系的初步假设。
(设计意图:在学生提出反驳意见的基础上,引导学生学会用实验的方法来验证自己的假设,支撑自己的观点。通过科学史的引入,使学生初步对科学产生一定程度的怀疑。同时在借鉴科学家实验设计的基础上,通过讨论来掌握控制变量法在实验中的应用。通过以上的讲解,方便了学生的实验操作。)
【实验探究:阻力对小车运动的影响】(10分钟)
学生活动:
1.水平桌面上铺好毛巾,小球从斜面的某一高度滚下,小球在水平桌面上滚动一段距离后停下。记下小球停下的位置。
2.水平桌面上改铺棉布(粗糙程度比毛巾小),控制小球从斜面的同一高度滚下,小球在水平桌面上滚动一段距离后停下。记下小球停下的位置。
3.水平桌面上不铺任何东西,控制小球从斜面的同一高度滚下,小球在水平桌面上滚动
一段距离后停下。记下小球停下的位置。
教师启发:
1.通过实验同学们得出什么样的结论?与你设想是不是一样?
(设计意图:教学不只是学生的听和老师的讲,而应该是学生亲身参与探究的过程。通过探究活动学生在小组合作学习中增强了团队协作的意识和能力,感受激烈讨论的刺激,感受意见被认可的成就感和自豪感,进一步激励学生学习的兴趣和积极性。有些时候同学间的只言片语比老师的长篇大论更能有用。突破本节的一个重难点。)
★【揭示原理论的错误,新理论的成立,学习牛顿第一定律】(10分钟)
1.各小组都已经完成了实验,那么哪些小组愿意和大家分享一下你们的结论呢?(选取2组学生发言)
2.根据前面两组同学的发言,展示PPT上的表格,学生一起填表。
实验序号 |
表面材料
(粗糙、较粗糙、较光滑) |
阻力大小
(最大、较大、较小) |
滑行距离
(最短、较长、更长) |
速度变化
(最快、较快、慢) |
毛巾 |
粗糙 |
最大 |
最短 |
最快 |
棉布 |
较粗糙 |
较大 |
较长 |
较快 |
木板 |
较光滑 |
较小 |
更长 |
慢 |
【PPT展示】:水平面越光滑,小车运动时受到的阻力越小,通过的距离越远,运动时间越长,速度减小得越慢。
3.同学们想一下,根据我们前面的结论,如果假设桌面是完全光滑的,小车会怎么样运动呢?
4.300多年前,伽利略,意大利伟大的物理学家和天文学家,做了这个实验后,并在实验的基础上推测得出:若物体在运动中不受力的作用,它的速度大小将保持不变。
5.同学们你在做了这个实验后,对伽利略的结论有其他要补充的地方吗?前面的学习我们已经知道,速度大小不变的是什么运动呢?物体的速度描述除了大小还有哪个方面?它会改变吗?会不会转弯呢?(在同学们的充分思考下,介绍笛卡儿的推论)
6.那同学们再想一下,这样的情况是不是只有在小车的身上才会出现呢,如果那个物体原来是就是静止的呢?介绍牛顿得出完整的结论:一切物体在不受外力作用时,总保持匀速直线运动状态或静止状态。再次强调点明牛顿第一定律中的重要词语:一切物体,不受外力等。
7.PPT展示牛顿第一定律的概念。
(设计意图:在学生亲身探究的基础上,采用问题-解决的方法,层层深入,步步逼近,带领学生一步一步得靠近最终结论。虽然是在教师的启发引导下得出的,但却是出自同学们自己的口中,有利于培养学生的自信心和自豪感。同时通过科学史的讲述也使学生了解到了科学理论的得出是需要经过一个漫长曲折的过程。)
三.小结知识、巩固反馈、课后布置(5分钟)
【提出问题,引出惯性的概念,为下节课做准备】(5分钟)
1. 牛顿第一定律告诉我们:一切物体在不受外力的情况下,将保持原来的运动状态,原来静止的,将保持静止;原来运动的,将保持以原来的速度做匀速直线运动而不会停下。
2. 为什么物体在不受外力的作用时,会保持匀速直线运动或静止状态呢
3. 翻到书本P108页,预习《惯性》的内容,惯性是什么?惯性在我们生活当中又有哪些应用?下一节课我们就针对惯性进行更加深入的了解。
4. 课堂结束。
【学生活动】:学生讨论发言,各抒己见
(设计意图:通过课外进行预习,使学生提前了解惯性的概念和特点。进一步强化学生 实验能力,引导学生理论联系生活实际,达到学以致用。也可以培养学生自主探索科学的能力。)
板书设计 |
牛顿第一定律
一、力与运动的关系
运动是否需要力来维持? 改变√
二、探究:阻力对小车的影响
光滑→阻力小→距离大→速度减小慢
↓
★牛顿第一定律(惯性定律)→惯性及其应用
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