高中物理伽利略对自由落体运动的研究教学设计学情分析教材分析课后反思.docx
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高中物理伽利略对自由落体运动的研究教学设计学情分析教材分析课后反思
(人教版必修1)2.6伽利略对自由落体运动的研究
高一物理
一、设计思路:
1、课标要求分析:
了解亚里士多德关于运动的主要观点和研究方法,了解伽利略的实验研究工作,认识伽利略有关实验的科学思想和方法。
了解伽利略研究自由落体运动所用的实验和推理方法。
2、教材文本分析:
教材介绍了伽利略研究自由落体运动所用的科学方法和巧妙的实验构思,以及伽利略对自由落体运动的探究历史,方法的教学贯穿课程文本始终。
目的是让学生体会伽利略发现问题、分析问题、解决问题的历史过程以及面对困难时采取的方法,增加学生对处理物理问题的方法论的初步认识。
3、学生学情分析:
学生已经学习了自由落体运动的定义和规律,但不十分了解伽利略发现自由落体规律的具体过程和历史。
所以教材单独列出这节课,让学生了解伽利略对落体问题的研究过程和突破困难采用的方法,培养学生勇于探索、坚持真理的高尚情操。
4、教学总体安排:
本课时采用了课前学生自己预习、课上学生分组讨论问题和教师适当引导的方式,重点关注伽利略在研究过程中所采用的科学方法以及意义。
二、教学目标:
(一)知识与技能
1、了解伽利略对自由落体运动的研究方法。
2、知道逻辑推理(包括数学知识)和实验验证对解决物理课题的重要性。
(二)过程与方法
1、经历伽利略对自由落体运动的研究过程,体验伽利略的科学研究方法。
(三)情感、态度与价值观
1.通过了解史实,培养渗透坚持真理、不迷信权威、勇于探索的科学精神。
2.通过经历伽利略对自由落体运动的研究过程,进一步提升对方法论的认识。
三、教学重点与难点:
教学重点:
伽利略对自由落体运动研究的过程、方法。
教学难点:
伽利略否前人错误结论的逻辑推理、斜面实验结论的合理外推。
四、教学方式:
教学方法:
自主讨论法、归纳法、实验演示法
五、教学用具:
小铁球、斜槽、多媒体辅助设备。
六、教学流程
伽利略的思考:
猜想与假设
2.6伽利略对自由落体运动的研究
一、亚里士多德的结论:
二、伽利略对落体运动的研究:
1、观察发现
2、猜想假设
3、逻辑推理
4、实验验证
5、修正推广
三、伽利略科学方法的意义:
七、板书设计
八、教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
教学目的
复习提问
1、什么是自由落体运动?
2、自由落体运动的加速度有什么特点?
回答问题
复习
巩固
新课引入
自由落体运动是一种比较简单的运动,但是对这种简单运动现象的研究并非一蹴而就。
一起来学习:
《2.6伽利略对自由落体运动的研究》
思考
引入
新课
新课教学
新
课
教
学
一、介绍亚里士多德的观点及其成因
考察观点的错误之处
引导学生进入当时的环境
二、伽利略的研究过程:
1、伽利略是如何反驳亚里士多德的观点?
2、伽利略反驳完了,这个问题是不是就结束了?
伽利略在考虑什么问题?
3、伽利略对落体运动的最初认识是怎样的?
4、伽利略是怎样大胆猜测:
下落物体的速度是随时间均匀增加的,即v∝t?
5、介绍伽利略研究过程中遇到的困难:
给学生时间思考与体悟
困难一、瞬时速度不易测量,伽利略通过数学推导,间接证明位移与时间的平方成正比就可以。
困难二、当时没有准确的计时工具,很难测定物体自由下落的时间。
伽利略采用“冲淡重力”的办法
6、再现伽利略当年的实验过程,得到初步结论
7、伽利略将结论合理外推,得到落体运动的规律;讨论伽利略将结论外推的逻辑的合理性
8、伽利略的勇气
9、整体展现伽利略的研究过程与方法
10、伽利略科学方法的深远影响
思考并给出反驳意见
思考回答:
研究落体现象的规律
阅读
合作推理
讨论,回答.
学习、体会伽利略对待处理困难的精妙设计以及逻辑的合理性
学生辅助完成操作
学习体会伽利略的推理逻辑
记忆感悟
阅读感悟
引导逻辑方法的合理运用
引导对物理现象的深入研究
了解伽利略的哲学信仰
培养获取认识的严谨性:
科学猜想不是乱猜
体会研究物理问题的观察法和猜想法,以及逻辑思维在研究过程中的作用。
经历伽利略的实验验证过程
体会逻辑的作用
体会伽利略大胆的思辨填补经验材料的不足
整体认知伽利略研究方法
体会科学方法的方法论意义以及生命力所在
课堂小结
伽利略的科学方法:
对现象的一般观察→提出假设→运用逻辑得出推论→实验进行检验→对假设进行修正和推广。
伽利略的科学思想方法的核心是把实验和逻辑推理(包括数学推理)和谐地结合起来,从而发展了人类科学思维方式和科学研究方法。
学生自行交流、梳理、记忆
强化方法的理解和记忆
作业设计
如果利用现有的实验仪器,你如何再行设计伽利略的实验方案,再现伽利略斜面实验探究过程?
巩固知识
教学反思
成功之处:
本节教材注重过程与方法、情感态度和价值观的一个标志性内容。
为了使学生领略从“观察现象→实验探索→提出问题→讨论问题→解决问题”的科学探究方式。
本教学设计以“伽利略是怎样推翻亚里士多德的结论并建立自己的理论”为主线索展开,学生通过体验伽利略的科学研究方法,能够进一步养成良好的思维习惯,发展科学探索兴趣;能够体会到研究物理问题所使用的方法和手段,提高对生活和物理问题的深入思考,也有助于提高逻辑推理能力和科学想象能力。
伽利略克服困难的态度和方法激励了学生的学习兴趣。
但这节课逻辑推理和合理外推学生并不能真正理解,而后面的学习学生又很少有机会应有,因而对于难点的突破教学就要进行细致的考虑。
对于落体运动的规律,当时流行的认识是“速度与距离成正比”;这在当时的人们看来是很自然的事情。
伽利略对两种思想进行了思考和论证,这个证明的过程课本处理的很简略,就需要课堂教学细化,否则学生不可能真正体会“认为速度和距离成正比会导致非常复杂的结论”的真正含义。
另一处是在合理外推的环节:
教材文本没有详细描述伽利略外推的过程,甚至没有提及他是如何完成外推的。
这容易给学生造成误解:
外推是一件很容易的事情,不需要逻辑的严谨。
所以这里也需要恰当的补充。
教学中再现伽利略的实验过程,对于引导学生体验伽利略研究方法必不可少。
因此感觉这个演示实验,不是可有可无的。
实验获得的数据,用Excel表格处理之后,和伽利略手稿中的数据呈现的规律相对比,容易让学生感到信服伽利略的结论的获得的合理性。
测出不同倾斜角时位移与时间的比值,学生就会发现比值越来越大,这样就比较容易理解伽利略的合理外推的可靠性和一种自然而然的倾向性。
本节课的教学基本能够完成预设的教学目标。
不足之处:
1、教学问题的设置上,还可以有改进的空间,还是要考虑怎样能更好的激发学生的思考,引领学生的探究学习过程。
2、由于没有专门的实验仪器,演示实验的器材是我自行设计组合的,精度上还有很大差距,所以实验数据的误差相对比较大。
原来考虑用一组可伸缩弹簧片对小球的位置进行精确测量的想法,因为技术原因,没法实现,也是比较遗憾。
3、尽管之前阅读过一些关于伽利略的传记以及与本课节相关的一些内容,但是对于物理美学以及物理科学方法论储备很少,驾驭起来有些捉襟见肘,这都是以后需要我在教学中不断学习的地方。
伽利略对自由落体运动的研究(导学案)
班级姓名
复习回顾:
1.自由落体运动:
定义:
自由落体运动是物体只在________作用下由________开始下落的运动.
2.自由落体运动的加速度:
在同一地点,一切物体在自由落体运动中的加速度都________(相同或不同),这个加速度叫自由落体的加速度,又叫________________,通常用g来表示,计算中g一般取______,.重力加速度的方向是_______________的.
新课学习:
一、亚里士多德绵延两千年的错误:
1、公元前4世纪,古希腊伟大的思想家、哲学家亚里士多德根据与我们类似的观察,直接得出结论:
物体下落的快慢是由它们的决定。
他的这一论断流传了近2000年。
二、伽利略对自由落体运动的研究:
[交流与讨论]:
1、伽利略是怎么证明亚里士多德的认识是错误的?
2、伽利略的结论是怎样的呢?
3、伽利略没有满足于否定了亚里士多德的错误认识,他进一步考虑什么问题呢?
4、伽利略认为自由落体运动是一种怎样的运动呢?
5、伽利略是怎样大胆猜测:
下落物体的速度是随时间均匀增加的,即v∝t?
6、伽利略研究过程中遇到的两个困难,他是采用什么方法怎样克服的?
困难一、瞬时速度不易测量,伽利略通过数学推导,间接证明:
困难二、当时没有准确的计时工具,很难测定物体自由下落的时间。
伽利略采用
的办法。
7、观察伽利略当年的实验过程模拟;实验数据支持的直接结论是什么
8、伽利略将结论合理外推,得到落体运动的规律是怎样的?
9、感受伽利略的探究过程,体会其科学方法:
伽利略的研究过程与方法的基本环节是什么?
课堂小结:
交流自己的学习心得:
我的学习收获是什么?
课后作业:
如果利用现有的实验仪器,你如何再行设计伽利略的实验方案,再现伽利略斜面实验探究过程?
2.6伽利略对自由落体运动的研究(导学案)
班级姓名
复习回顾:
1.自由落体运动:
定义:
自由落体运动是物体只在________作用下由________开始下落的运动.
2.自由落体运动的加速度:
在同一地点,一切物体在自由落体运动中的加速度都________(相同或不同),这个加速度叫自由落体的加速度,又叫________________,通常用g来表示,计算中g一般取______,.重力加速度的方向是_______________的.
新课学习:
一、亚里士多德绵延两千年的错误:
1、公元前4世纪,古希腊伟大的思想家、哲学家亚里士多德根据与我们类似的观察,直接得出结论:
物体下落的快慢是由它们的决定。
他的这一论断流传了近2000年。
二、伽利略对自由落体运动的研究:
[交流与讨论]:
6、伽利略是怎么证明亚里士多德的认识是错误的?
7、伽利略的结论是怎样的呢?
8、伽利略没有满足于否定了亚里士多德的错误认识,他进一步考虑什么问题呢?
9、伽利略认为自由落体运动是一种怎样的运动呢?
10、伽利略是怎样大胆猜测:
下落物体的速度是随时间均匀增加的,即v∝t?
6、伽利略研究过程中遇到的两个困难,他是采用什么方法怎样克服的?
困难一、瞬时速度不易测量,伽利略通过数学推导,间接证明:
困难二、当时没有准确的计时工具,很难测定物体自由下落的时间。
伽利略采用
的办法。
9、观察伽利略当年的实验过程模拟;实验数据支持的直接结论是什么
10、伽利略将结论合理外推,得到落体运动的规律是怎样的?
9、感受伽利略的探究过程,体会其科学方法:
伽利略的研究过程与方法的基本环节是什么?
课堂小结:
交流自己的学习心得:
我的学习收获是什么?
课后作业:
如果利用现有的实验仪器,你如何再行设计伽利略的实验方案,再现伽利略斜面实验探究过程?
伽利略对自由落体运动的研究——学情分析
学生已经学习了自由落体运动的定义和规律,但不十分了解伽利略发现自由落体规律的具体过程和历史。
所以教材单独列出这节课,让学生了解伽利略对落体问题的研究过程和突破困难采用的方法,培养学生勇于探索、坚持真理的高尚情操。
落体运动现象是比较常见的现象,《自由落体运动》一节给出了一种简洁的运动模型及其规律。
但是,这些规律获得的历史过程以及科学方法,学生却不熟悉。
伽利略对落体运动研究的探索方法和结论,第一次向人们提供了条理清晰的关于运动的科学表述。
通过本节课的学习,学生能够了解亚里士多德对落体运动结论的推理依据,了解伽利略对亚里士多德落体运动规律的批驳逻辑,以及建立起对落体运动规律的正确认识的历程,体会到伽利略在规律获取过程中所采用的科学方法。
同时,本节课的学习,学生也可以深刻感悟到:
在科学研究的过程中,分清主次,认清楚什么是所研究问题的关键是研究过程中的重要问题,也是真正的聪明才智之所在。
而在此之前的学习过程中,学生的这类体会、感悟并不多见。
伽利略对自由落体运动的研究——课堂效果分析表
学生
姓名
班级
课题
课程背景下学生学习方式的转变——自主学习、探究学习、合作学习.
观察记录
学 生 表 现
评分
备注
1.课前有否准备,准备得怎么样?
4
学生能在课前认真预习
2.学习兴趣是否浓厚,情绪是否高昂?
5
3.有否倾听老师的讲课,有辅助行为(记笔记/查阅/回应)吗?
4
记笔记较多,回应也比较多
4.有否倾听同学的发言,有辅助行为(记笔记/查阅/回应)吗?
4
倾听思考比较积极
5.参与提问/回答的人数、时间、对象、过程、质量如何?
2
能够积极回答问题的同学比较少,和本节课的内容特点有关系
6.参与小组讨论的次数、时间、对象、过程、质量如何?
2
本节课可以安排小组讨论的内容不多
7.自主学习的质量如何,自主学习形式(探究/记笔记/阅读/思考)有哪些?
3
教学中预设了比较多的逻辑推理环节,学生思考比较积极
8.学习中,能否对师生提出的观点大胆质疑,提出不同意见.
4
9.学习中,能否应用已经掌握的知识与技能,解决新问题.
4
10.预设的目标达成如何,有什么证据(观点/作业/表情/板演/演示)?
4
能够推理出合理的结论
评
价
整个课堂学生的反应还是不错的,师生互动,顺利完成本课教学
注:
评分为5分制:
优—5分,良—4分,好—3分,一般—2分,尚可—1分.
伽利略对自由落体运动的研究——教材分析
本节课是普通高中课程标准实验教课书(人教版)物理1第二章第6节的内容。
本节的教学内容,安排在《自由落体运动》之后,教材介绍了伽利略研究自由落体运动所用的科学方法和巧妙的实验构思,以及伽利略对自由落体运动的探究历史。
学生已经学习了自由落体运动的定义和规律,但不十分了解伽利略发现自由落体规律的具体过程和历史。
所以教材单独列出这节课,让学生了解伽利略对落体问题的研究过程和突破困难采用的方法,培养学生勇于探索、坚持真理的高尚情操。
我采用了课前学生自己预习、课上学生分组讨论问题和教师适当引导的方式,让学生体会伽利略发现问题、分析问题、解决问题的整个过程以及面对困难时采取的方法,以试图增加学生处理物理问题的方法论认识和学习物理的兴趣。
伽利略对自由落体运动的研究——评测练习
【课前预习】
1.二千多年前古希腊学者___________认为的物体比的物体下落得更快。
这一结论在其后的两千年的时间里,被人们奉为经典,直到16世纪末被意大利青年学者推翻。
2.伽利略的研究方法:
(1)运用逻辑推理的方法对亚里士多德的论断进行了推断,得出了的结论(即“归谬法”),使亚里士多德的理论陷入困境。
(2)伽利略提出自由落体运动是一种简单的___________的假说。
(3)由于不能用实验直接验证自由落体运动是匀变速运动,伽利略采用了_____的方法:
让小球从斜面不同位置由静止滚下,得出小球滚下的和成正比,即速度是均匀变化的,当倾角增大到等于900,即物体竖直下落时,和仍然成正比,即速度是均匀变化的,得到了自由落体运动的规律。
3.伽利略科学思想方法的核心是把___________和___________(包括数学推演)和谐地结合起来,从而发展了人类科学思维方式和科学研究方法。
【探讨与生成】伽利略对自由落体运动的研究:
例1:
伽利略以前的学者认为:
物体越重,下落得越快.伽利略等一些物理学家否定了这种看法.例如在一高塔顶端同时释放一片羽毛和一个玻璃球,玻璃球先于羽毛落到地面,这主要是因为()
A.它们的重量不同B.它们的密度不同
C.它们的材料不同D.它们受到的空气阻力不同
【小结】首先,伽利略通过逻辑推理得出亚里士多德的结论是错误的。
然后,伽利略做了大胆的猜想:
落体运动应该是一种最简单的变速运动,落体的速度与时间或位移成正比的。
接着,伽利略通过铜球沿阻力很小的斜面滚下这一过程的实验测定,得出只要倾角一定,铜球的加速度就不变。
他进一步设想,当斜面倾角增大为900时也应如此。
到此,人类终于认识到自由落体运动是匀变速直线运动了。
伽利略的科学推理方法,是人类思想史上最伟大的成就之一,是物理学真正开端的标志,他开创的科学方法,给科学带来了极其深远的影响。
影响物体下落快慢的主要因素是空气阻力,在没有空气阻力或阻力可不计的情况下,物体下落的快慢程度是一样的,即物体做自由落体运动.若在塔顶端同时释放体积大小相等的实心铁球和空心铁球,.忽略空气阻力,它们的加速度相等,下落的时间也相等。
【课堂练习】
1.最早对自由落体运动进行科学的研究,否定了亚里士多德错误论断的科学家是()
A.伽利略B.牛顿C.开普勒D.胡克
2.小鹏摇动苹果树,从同一高度一个苹果和一片树叶同时从静止下落,发现苹果先落地,主要的原因是()
A.苹果和树叶的质量不同B.苹果和树叶的密度不同
C.苹果和树叶的体积不同D.苹果和树叶所受的空气阻力不同导致加速度不同
3.伽利略用巧妙的推理推翻了亚里士多德的错误观点,从而猜想了:
“自由落体是一种最简单的变速运动,速度应该是均匀变化的”观点.这种方法在科学研究中叫()
A.数学推演B.实验验证C.猜想与假设D.逻辑推理
4.某物体被竖直上抛,空气阻力不计,当它经过抛出点之上0.4m时,速度为3m/s.它经过抛出点之下0.4m时,速度应是多少?
(g=10m/s2)
5.这节课给你最大的启发是什么?
我们应该学习伽利略哪些优秀品质?
伽利略对自由落体运动的研究——课后反思
成功之处:
本节教材注重过程与方法、情感态度和价值观的一个标志性内容。
为了使学生领略从“观察现象→实验探索→提出问题→讨论问题→解决问题”的科学探究方式。
本教学设计以“伽利略是怎样推翻亚里士多德的结论并建立自己的理论”为主线索展开,学生通过体验伽利略的科学研究方法,能够进一步养成良好的思维习惯,发展科学探索兴趣;能够体会到研究物理问题所使用的方法和手段,提高对生活和物理问题的深入思考,也有助于提高逻辑推理能力和科学想象能力。
伽利略克服困难的态度和方法激励了学生的学习兴趣。
但这节课逻辑推理和合理外推学生并不能真正理解,而后面的学习学生又很少有机会应有,因而对于难点的突破教学就要进行细致的考虑。
对于落体运动的规律,当时流行的认识是“速度与距离成正比”;这在当时的人们看来是很自然的事情。
伽利略对两种思想进行了思考和论证,这个证明的过程课本处理的很简略,就需要课堂教学细化,否则学生不可能真正体会“认为速度和距离成正比会导致非常复杂的结论”的真正含义。
另一处是在合理外推的环节:
教材文本没有详细描述伽利略外推的过程,甚至没有提及他是如何完成外推的。
这容易给学生造成误解:
外推是一件很容易的事情,不需要逻辑的严谨。
所以这里也需要恰当的补充。
教学中再现伽利略的实验过程,对于引导学生体验伽利略研究方法必不可少。
因此感觉这个演示实验,不是可有可无的。
实验获得的数据,用Excel表格处理之后,和伽利略手稿中的数据呈现的规律相对比,容易让学生感到信服伽利略的结论的获得的合理性。
测出不同倾斜角时位移与时间的比值,学生就会发现比值越来越大,这样就比较容易理解伽利略的合理外推的可靠性和一种自然而然的倾向性。
本节课的教学基本能够完成预设的教学目标。
不足之处:
1、教学问题的设置上,还可以有改进的空间,还是要考虑怎样能更好的激发学生的思考,引领学生的探究学习过程。
2、由于没有专门的实验仪器,演示实验的器材是我自行设计组合的,精度上还有很大差距,所以实验数据的误差相对比较大。
原来考虑用一组可伸缩弹簧片对小球的位置进行精确测量的想法,因为技术原因,没法实现,也是比较遗憾。
3、尽管之前阅读过一些关于伽利略的传记以及与本课节相关的一些内容,但是对于物理美学以及物理科学方法论储备很少,驾驭起来有些捉襟见肘,这都是以后需要我在教学中不断学习的地方。
伽利略对自由落体运动的研究——课标分析
1.了解亚里士多德关于运动的主要观点和研究方法。
2.了解伽利略的实验研究工作,认识伽利略有关实验的科学思想和方法。
3.了解伽利略研究自由落体运动所用的实验和推理方法。
本课在高中物理中的定位分析:
落体运动现象是比较常见的现象,《自由落体运动》一节给出了一种简洁的运动模型及其规律。
但是,这些规律获得的历史过程以及科学方法,学生却不熟悉。
伽利略对落体运动研究的探索方法和结论,第一次向人们提供了条理清晰的关于运动的科学表述。
本节课的安排试图再现伽利略的认识足迹:
在自然界中能够观察到的所有运动中,自由落体是弄清楚这些运动的关键。
同时,本节课同时要传递的认识是:
在科学研究的过程中,分清主次,认清楚什么是所研究问题的关键是研究过程中的重要问题,也是真正的聪明才智之所在。
这就是本节课要介绍伽利略的工作的原因。
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