《自由落体运动》课堂教学设计23

《自由落体运动》课堂教学设计 一、教学目标 （一）知识目标 1.简要了解人们研究自由落体运动的历史事实和科学方法. 2.知道什么是自由落体运动，并知道它是初速度为零的匀加速直线运动. 3.理解自由落体运动的加速度──重力加速度，知道在地球的不同地方，重力加速度大小不同. 4.掌握自由落体运动的规律. （二）能力目标 1. 培养学生观察现象，发现问题，提出假设，并通过实验验证，分析归纳提出结论的科学探究能力. 2、培养学生在生活中灵活运用自由落体运动规律解决实际问题的能力. （三）情感目标 1. 在物理问题情景的展示中不断激发学生的求知学习热情. 2、在实验、推理验证的探究过程中培养学生严谨的治学态度和实事求是的学风. 3、在合作讨论中注意及时肯定学生的正确见解，不断调控学生良好的学习心态，提高学生的合作交流意识. 4、在科学史教育中培养学生敢于思考，突破陈规，勇于创新的科学精神.

二、教学重点 自由落体运动的特点和规律.

三、教学难点 对“物体下落快慢与所受重力无关”的理解.

四、教学策略分析 （一）教材分析 教材将自由落体运动作为匀变速直线运动的特例编入内容体系，其意图是让学生了解一种常见的运动，同时巩固匀变速直线运动规律的知识。本节教材内容的脉络是按照伽利略对自由落体运动的研究过程和科学思维方式，使学生准确理解自由落体运动的概念和特点，明确重力加速度的物理意义，并通过演示实验、分析归纳，使学生具体深入地认识自由落体运动的规律。考虑到学生的认知结构，教材将重点设置在“对自由落体运动的特点和规律”的掌握上，并将难点设定在“物体下落快慢与所受重力无关”的理解上。 （二）学情分析 通过本章前几节知识的学习，学生已经掌握了位移、速度、加速度的概念，并基本掌握了匀速直线运动和匀变速直线运动的规律，同时对物理学中的理想模型有了一定的认识，具备了一定的逻辑思维能力。但是，学生由于受日常生活经验的影响，并普遍缺乏对生活经验的科学验证，因此会对“重的物体下落得快，轻的物体下落得慢”的说法印象很深而陷入认识误区，故本节课设计教师的演示实验和学生的实验就显得尤为重要。同时，部分学生还不习惯将已学过的数学方法（图像、公式）和物理意义联系起来加以运用，部分学生还不熟悉处理实验数据的方法，故本节课在讨论自由落体运动规律时（特别是对频闪照片进行分析时）应引导学生分析数据，并着重分析其物理意义，以免学生只注意运动公式的变换而忽略了物理意义。通过以上学习过程使学生对物理学研究问题的科学方法有所体会和感悟。 （三）教学理念和教学方法 本节教学中应该尽可能理论联系实际进行启发式教学和探究式教学，教学中可以引导学生从日常生活经验出发，逐步提出问题，不断引发认识上的矛盾，让学生在解决矛盾的过程中自己得出结论。同时要注意实验方法的归纳和总结：亚里士多德对下落物体运动的研究采用的是“观察加直觉”的方法。观察与直觉对物理研究是至关重要的，详细的观察和良好的直觉往往导致伟大的发现，然而物理学是一门以实验为基础的学科，所以根据直接观察所得出的直觉结论并不是都可靠，有时会将人们引入歧途。而伽利略的研究方法是“实验加逻辑推理”，这才是科学的研究方法。 在教学中要注意渗透物理方法的教育，使学生了解处理问题时突出主要因素，忽略次要因素的科学方法，并通过对自由落体运动的研究历史的介绍，使学生深刻体会到科学家努力探索真理的人格魅力。

五、教学设想 自由落体运动是自然界广泛存在的物体自由下落运动的理想化模型，是一种典型的匀变速直线运动，有其广泛性和特殊性。因此，为取得理想的教学效果，应特别重视对“自由落体运动的概念和特点”的传统教法的合理改革。 （一）概念认知的设计 传统教法是教师依据教材讲授概念，而在本节课教学设计中则要突出学生对概念的认知过程。依据认知结构理论，结合因材施教的原则，通过实验探索、课件展示、分析讨论等手段，强化对物理知识形成过程的了解，使学生获得基本的科学认知体验和创造性解决问题的体验，以培养学生的创新精神。 （二）自主学习方式的设计 传统教法是教师的单向知识灌输占主要地位，时间分割上也以教师活动居多。本节教学中则要突出学生的自主学习意识，通过创设物理情景、教师演示提问、学生观察思考，引导学生探索规律并让学生试着自己得出结论，最大限度地调动学生积极参与教学活动，充分体现教师主导，学生主体的地位。教师先由生活经验引出物体下落快慢的问题，激发学生的学习兴趣，然后利用演示实验逐步引导学生分析影响物体下落快慢的因素。教师可给予恰当的思维点拨，通过分析，帮助学生提炼出自由落体运动的概念和归纳出物体做自由落体运动的规律。 （三）教学策略的设计 传统教法是讲授式为主，本节课将在综合运用传统的讲授式、启发式教学法的同时渗透探究式课堂教学策略。围绕“实验现象──发现问题──探究问题──解决问题”的主线展开：演示小实验──观察、分析、类比──学生发现问题──分析、猜想──学生实验验证──得出结论（自由落体运动的定义）──分析自由落体的运动特点和运动规律。将探究点设定在“物体下落快慢与所受重力无关”和“自由落体运动的特点”这两点上，相关实验直观生动，易于纠正认识误区，相关推导也已有“匀变速直线运动”的知识作为基础，探究易于控制在较短时间内完成，因此可采用随堂微型探究模式进行。 总体按照由讲授式导入新课，然后自然切入探究式方法，最后仍切换返回一般教学方法的程序进行。 在探究式教学部分，对两个探究点的探究过程都按照5个探究步骤（创设情景，筛选问题 → 合理猜想，形成假设 → 推理实验，初步结论 → 交流讨论，确认结论→ 评价效果，积累体验）进行，以使学生获得科学探究过程及思维方式的真切体验和深刻印象。 通过这一系列的活动，调动学生自主学习的积极性，并使学生对科学探究方法有一定的了解。开始的小实验很重要，是科学探究的入口处，所以教学中一定要把握好演示的技巧，激发学生的好奇心，使他们产生强烈的求知欲，然后引导学生层层深入、积极主动地去探究问题。 六、教学准备 3

小金属片、纸片、小羽毛、牛顿管、抽气机、CAI课件 七、课时安排 八、教学过程 教 学 过 程 说 明

引入新课： 我们学习了匀变速直线运动的规律，其规律可由三个公式体现出来（投影）。我们今天应用这些知识研究一种常见的运动──物体下落的运动。（常规讲授式，3分钟左右。）

进入新课： 一、物体下落快慢与所受重力无关（探究式，15分钟左右）

 创设情景，引出认识矛盾，筛选问题 [演示1] 小金属片和等面积纸片同时分别从同一高度由静止开始下落。 部分学生观察后可能会回答：小金属片先着地，说明重的物体下落得较快。 教师提问：取两张相同的纸，剪去其中一张的部分并揉成团再同时下落，结果会怎样？ [演示2]：两张相同的纸，剪去其中一张的部分并揉成团后在同一高度同时释放。 部分学生观察后可能会回答：纸团先着地，说明轻的物体下落得快。 教师提问：到底是轻的物体下落得快还是重的物体下落得快？ [演示3]：让等重的纸片和纸团从同一高度同时下落。 全体学生观察后都会回答：等重的物体下落快慢不同。 教师点出思维冲突，帮助学生筛选出要探究的问题——物体下落快慢与所受重力有没有关系？

 合理猜想，形成假设 教师提问：如果把质量、形状不同的物体放在真空中，从同一高度自由下落，现象又会如何呢？和同学们推测的结论一致吗？ 学生猜想：此时学生运用生活经验和对上述3个演示实验的观察印象，展开合理猜想，可能会提出“物体下落快慢与所受重力无关”的假设。

 实验验证，揭示真相 [演示4]牛顿管实验（小金属片、小羽毛放在玻璃管里） 实验分三步进行： 第一步：未抽气时； 现象：小羽毛比小金属片下落得慢； 第二步：抽出部分空气时； 现象：小羽毛下落速度加快，但仍比小金属片下落得慢； 第三步：筒中空气接近全部抽出时； 现象：小羽毛和小金属片下落快慢基本相同。 学生初步结论：物体下落的快慢与所受重力无关。生活中所观察到的重物下落快，是由于空气阻力的影响。 教师点拨：

 让学生猜测实验现象再演示，调动学生尽早投入课堂讨论，积极进行观察和思考。  通过强烈的对比，激发学生的兴趣，促使学生积极地思考。  通过前面3个小实验的对比，使学生跳出“物体下落快慢与重力有关”的思维误区，从而去分析空气阻力的影响。

 牛顿管实验演示使学生再次认识到生活中观察到重物下落快的原因是由于空气阻力的影响，终于使问题真相大白，从而引入自由落体运动的概念和物体做自由落体运动的条件，使课堂气氛达到高潮。 板书:1.自由落体运动的研究历史 介绍亚里士多德和伽利略对自由落体运动的研究。学习伽利略相信科学，大胆质疑，敢于向权威挑战的精神。

 交流讨论，确认结论 教师提出自由落体运动概念： 板书:2.自由落体运动 物体只在重力作用下，从静止开始下落的运动。 教师点拨：例如牛顿管中的金属片、小羽毛，从静止开始下落的运动就是自由落体运动；又例如空气中的小钢球、小粉笔头、小纸团等，由于所受空气阻力相对于它们的重力可忽略，所以它们从静止开始下落的运动也是可以看成是自由落体运动。那么，空气中的纸片从静止下落的运动是不是呢？（演示） 学生讨论：不是，因为纸片所受的空气阻力相对于它的重力不可忽略。 师生共同小结：自由落体运动的条件是，只有在真空里才能发生；但在空气里，如果物体所受空气阻力与重力相比可以忽略不计时的下落运动可以近似地看成是自由落体运动。 教师点拨：研究物理问题,往往是抓主要因素，忽略对研究问题影响不大的次要因素，从而浓缩抽象建立起一个简单的、典型的理想模型。 自由落体运动其实就是一种理想模型，以前学的有：质点、匀速直线运动、轻杆等都是理想模型，以后还将陆续学到。这是物理研究的常用方法—理想化的研究方法。所以苹果落地、滴水、粉笔掉下、雨滴等都可以认为是自由落体运动。

 评价效果，积累体验 以上探究性实验演示，由于对比强烈，易于激发探究兴趣和思维活力；又由于直观形象，易于消除认识误区。通过师生之间的合作讨论，使学生理解了抓主要因素的理想化的物理研究方法，从而帮助学生迅速建立起准确的自由落体运动的概念。 以上探究学习之所以用时较少而效果好，就是因为严格遵循了科学探究必要的合理步骤。

二、自由落体运动的特点（探究式，12分钟左右）  创设情景，筛选问题 进一步提出问题：自由落体运动是一种什么样的运动？它的运动规律是怎样的？ 课件：频闪照片 教师引导：让学生通过频闪照片看到自由落体运动的轨迹是一条直线，在连续相等的时间内通过的位移越来越大，学生据此容易得出结论——自由落体运动是加速直线运动。 但究竟是不是匀变速直线运动呢？

 引导学生提出假设 自由落体运动是匀加速直线运动。  数据验证，得出结论