回歸物理的生活本質(zhì)，提升學(xué)生的物理素養(yǎng)

楊銀海

摘 要：牛頓第一定律是力學(xué)的第一原理，涉及到力和慣性兩個(gè)重要而基本的物理概念，同時(shí)揭示了運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系。筆者經(jīng)過(guò)多方思考，從學(xué)生的生活場(chǎng)景入手，化概念抽象為生活形象，進(jìn)行課堂教學(xué)設(shè)計(jì)，回歸物理的生活本質(zhì)，提升學(xué)生的物理素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：牛頓第一定律；學(xué)生

【中圖分類號(hào)】G633.7

一、教材分析：

牛頓運(yùn)動(dòng)定律是前面三章內(nèi)容的基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系，這是質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)的核心內(nèi)容。根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律可以確定物體的位置，速度變化的規(guī)律。牛頓第一定律是牛頓物理學(xué)的基石，力學(xué)的第一原理，涉及兩個(gè)重要而基本的物理概念：力和慣性，同時(shí)揭示了運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系：力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因。為了便于學(xué)生理解，本章只限于物體的直線運(yùn)動(dòng)。

二、學(xué)生和學(xué)情分析

牛頓第一定律對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)是不陌生的，在初中階段的學(xué)習(xí)中，學(xué)生除了“慣性和質(zhì)量”這一問(wèn)題沒(méi)有專門學(xué)習(xí)外，本節(jié)的其他知識(shí)都有了大致的了解，而且在前三章學(xué)習(xí)了簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)，又知道力學(xué)一些簡(jiǎn)單知識(shí)，牛頓第一定律正是基于此基礎(chǔ)上將運(yùn)動(dòng)和力聯(lián)系起來(lái)的一條紐帶，一座橋梁，是進(jìn)一步分析和處理直線運(yùn)動(dòng)和力學(xué)問(wèn)題的基礎(chǔ)，起到承上啟下的作用。

高中階段，當(dāng)學(xué)生再次面對(duì)牛頓第一定律的學(xué)習(xí)，首先應(yīng)該在已有認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，糾正一些片面、不恰當(dāng)?shù)恼J(rèn)識(shí)，加大思維強(qiáng)度，進(jìn)一步深化和提高對(duì)相關(guān)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)。據(jù)新課程的“四基”要求（基本知識(shí)，基本技能，基本經(jīng)歷，基本思想），由此確定本節(jié)課的三維教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)重難點(diǎn)。

三、教學(xué)目標(biāo)和重難點(diǎn)分析：

知識(shí)與技能：

1、知道牛頓第一定律的內(nèi)容。

2、知道什么是慣性，認(rèn)識(shí)一切物體都有慣性。

3、會(huì)用物體的慣性解釋慣性現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力。

過(guò)程與方法：

1、通過(guò)活動(dòng)體驗(yàn)力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響。

2、通過(guò)活動(dòng)體驗(yàn)任何物體都有慣性。

3、學(xué)會(huì)觀察生活中各種跟慣性有關(guān)的現(xiàn)象。

情感態(tài)度與價(jià)值觀：

1、通過(guò)活動(dòng)和閱讀感受科學(xué)就在身邊，對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)態(tài)度和科學(xué)方法的教育。

2、培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、邏輯思維能力和科學(xué)想象能力。

3、通過(guò)慣性現(xiàn)象，向?qū)W生進(jìn)行交通安全教育。

教學(xué)重難點(diǎn)：

1、認(rèn)識(shí)伽利略研究運(yùn)動(dòng)和力關(guān)系的思想方法，理解理想實(shí)驗(yàn)。（難點(diǎn)：使學(xué)生了解物理史，提高學(xué)生的物理素養(yǎng)）

2、理解牛頓第一定律的含義，并知道適用于慣性參考系。（重點(diǎn)：揭示力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系）

3、理解慣性的概念，知道質(zhì)量是描述慣性的唯一量度。（重點(diǎn)：慣性是一個(gè)非常抽象的概念）

四、實(shí)驗(yàn)器材：

單擺球、演示慣性的小車、水杯、木球、伽利略理想實(shí)驗(yàn)?zāi)M器材、視頻

五、教學(xué)思路分析

牛頓第一定律的教學(xué)，沒(méi)有計(jì)算方面的要求，主要是一些理性知識(shí)點(diǎn)的展現(xiàn)來(lái)進(jìn)行規(guī)律教學(xué)。本著教學(xué)的主體是學(xué)生，對(duì)于抽象化的知識(shí)，能讓學(xué)生主動(dòng)地“品嘗”，而不是被動(dòng)地“填塞”。如何使無(wú)法觸摸的“理”通過(guò)學(xué)生容易感覺(jué)到的“形”，展現(xiàn)在課堂上，實(shí)施有效教學(xué)，化抽象為形象，讓學(xué)生在逐步漸進(jìn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象面前，不斷升華自己的思維感覺(jué)，去感受其中蘊(yùn)藏的物理知識(shí)點(diǎn)，使學(xué)生疑有所釋，問(wèn)有所答，理有所解，學(xué)有所成。

基于上述的教學(xué)思路，筆者采用“生活情景展現(xiàn)（感受）——實(shí)驗(yàn)展示（感知）——總結(jié)提煉（認(rèn)知）——回歸生活（素養(yǎng)）”的教學(xué)安排進(jìn)行課堂教學(xué)。

六、教學(xué)過(guò)程（以45分鐘一節(jié)課為例）

1、引入新課，認(rèn)識(shí)伽利略研究運(yùn)動(dòng)和力關(guān)系的思想方法，理解理想實(shí)驗(yàn)。（難點(diǎn)）

通過(guò)一對(duì)母女推拉車時(shí)的對(duì)話，引出兩位偉大的科學(xué)家對(duì)“運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系”的截然不同的思維碰撞。讓學(xué)生思考并回答：為什么亞里士多德的觀點(diǎn)能統(tǒng)治人類思維兩千多年？結(jié)合生活情景，讓學(xué)生再次思考：生活現(xiàn)象背后隱藏的本質(zhì)是什么？通過(guò)生活情景和實(shí)驗(yàn)演示，直至理想推測(cè)，得到伽利略的正確觀點(diǎn)：“物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持”。由此引出人類思想史上最偉大的成就之一——一種科學(xué)研究的方法——理想實(shí)驗(yàn)。（10分鐘）

（設(shè)計(jì)理由：學(xué)習(xí)牛頓第一定律不僅要知道定律本身的內(nèi)容，還要了解人類進(jìn)行探究的歷史過(guò)程，可以幫助學(xué)生理解相關(guān)知識(shí)的本質(zhì)和內(nèi)涵，并得到物理思想上的升華。）

2、理解牛頓第一定律的含義，得到慣性定律。（重點(diǎn)）

在笛卡爾補(bǔ)充伽利略觀點(diǎn)的基礎(chǔ)上，牛頓進(jìn)行了總結(jié)，得到牛頓第一定律，提出了力的概念。此定律是利用邏輯思維對(duì)事物進(jìn)行分析的產(chǎn)物，使學(xué)生領(lǐng)略理想實(shí)驗(yàn)帶來(lái)的科學(xué)魅力。（5分鐘）

（設(shè)計(jì)理由：介紹理想實(shí)驗(yàn)和真實(shí)實(shí)驗(yàn)的不同點(diǎn)，了解理想實(shí)驗(yàn)的意義及對(duì)科學(xué)進(jìn)步的貢獻(xiàn)。）

點(diǎn)撥牛頓第一定律的內(nèi)容，利用兩個(gè)小實(shí)驗(yàn)，學(xué)生參與活動(dòng)，引出慣性的概念，牛頓第一定律也稱為慣性定律。布置學(xué)生自學(xué)“慣性定律是牛頓物理學(xué)的基石”。 （7分鐘）

（設(shè)計(jì)理由：使學(xué)生認(rèn)識(shí)到?jīng)]有牛頓第一定律揭示的“力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因”，就不會(huì)有牛頓第二定律的產(chǎn)生，由定性到定量，是一個(gè)質(zhì)的飛躍。）

3、理解慣性的概念，知道質(zhì)量是描述慣性的唯一量度。（重點(diǎn)）

通過(guò)視頻播放，圖片展示，生活情景再現(xiàn)來(lái)體現(xiàn)生活中的“慣性”。如老師發(fā)口令，讓學(xué)生在座位上模擬汽車前進(jìn)，剎車時(shí)的身體傾向。如視頻狗跳遠(yuǎn)至水池中，爬上岸后甩掉身上的水。如體育競(jìng)技中的跳遠(yuǎn)，保齡球，冰壺等，再如汽車的碰撞實(shí)驗(yàn)視頻。見(jiàn)課后“問(wèn)題與練習(xí)”1和2。（10分鐘）

（設(shè)計(jì)理由：使學(xué)生知道生活中對(duì)慣性的利用和防止，讓學(xué)生感受到科學(xué)就在身邊，同時(shí)化知識(shí)為力量，充分利用慣性來(lái)解決某些問(wèn)題，以及受到交通安全教育。）

通過(guò)體育比賽中的相撲運(yùn)動(dòng)員的體型碩大，體操運(yùn)動(dòng)員的身輕如燕，引出衡量慣性大小的量度是質(zhì)量。然后通過(guò)以不同速度運(yùn)動(dòng)的物體剎車時(shí)間長(zhǎng)短，在太空中的物體仍具有慣性，說(shuō)明質(zhì)量是衡量慣性大小的唯一量度。通過(guò)撕紙游戲，讓學(xué)生在玩樂(lè)中得到知識(shí)的鞏固。（8分鐘）

（設(shè)計(jì)理由：使學(xué)生明確慣性大小是由質(zhì)量唯一確定的。）

4、發(fā)展要求（知道）

結(jié)合課后“問(wèn)題與練習(xí)”，學(xué)生自主閱讀課本中的“科學(xué)漫步”，在老師點(diǎn)撥引導(dǎo)后歸納總結(jié)：牛頓第一定律適用于慣性參考系。（5分鐘）

（設(shè)計(jì)理由：在浙江省普通高中學(xué)科指導(dǎo)意見(jiàn)中，屬于發(fā)展要求，要求學(xué)生會(huì)識(shí)別慣性參考系和非慣性參考系。）

七、教學(xué)效果預(yù)測(cè)

通過(guò)上述課堂教學(xué)，使學(xué)生在輕松的情景中學(xué)到知識(shí)，在視聽(tīng)感受中理解知識(shí)，在課堂教學(xué)的參與中鞏固知識(shí)，從生活中感受物理，在理解中感知物理，在物理中重新品味生活中的種種物理現(xiàn)象，讓學(xué)生能透過(guò)現(xiàn)象看到其中的本質(zhì)，提高學(xué)生的綜合理性素養(yǎng)。

八、教學(xué)板書