“牛頓第一定律”教學(xué)實(shí)錄與反思

楊武彬

一、教材分析

“牛頓第一定律”是蘇科版八年級下冊第九章《力與運(yùn)動》的第二節(jié)，學(xué)生已經(jīng)學(xué)了第八章《力》，對力已經(jīng)有一定的了解。由于牛頓第一定律的學(xué)習(xí)比較抽象，所以研究過程屬于推理、歸納的復(fù)雜高級的思維過程，這對剛步入物理領(lǐng)域的初中生來說是非常困難的。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生認(rèn)為力是使物體運(yùn)動的原因，這就是牛頓第一定律至今一直成為學(xué)習(xí)難點(diǎn)的原因。要轉(zhuǎn)變錯誤認(rèn)識，最重要的環(huán)節(jié)之一就是揭示建立牛頓第一定律的思維活動過程。這就需要教師精心設(shè)計(jì)問題，嚴(yán)密推理，把復(fù)雜的思維分解成為學(xué)生可以接受和理解的各個層次的簡單推理，使思維的難點(diǎn)分散，難度降低，將原來難以想象的牛頓第一定律轉(zhuǎn)變成學(xué)生自然而然、順理成章的思維必然結(jié)果。在教學(xué)中，以斜面小車實(shí)驗(yàn)的觀察和分析為中心，逐項(xiàng)逐層通過一系列問題展開思維活動。慣性概念比較抽象，學(xué)生真正用慣性知識解釋生活中的現(xiàn)象有困難，所以只能借助于演示實(shí)驗(yàn)多引導(dǎo)、多體會。

二、教學(xué)實(shí)錄

1.導(dǎo)入

師：如何使桌上的書運(yùn)動起來，如果你撤去了力，會發(fā)生什么結(jié)果？以上體驗(yàn)?zāi)闶欠窨梢哉f出力和運(yùn)動的關(guān)系？（有力就會運(yùn)動）歷史上曾經(jīng)就有力和運(yùn)動關(guān)系的爭論，2000多年前古希臘科學(xué)家亞里士多德曾經(jīng)提出“力是維持物體運(yùn)動的原因”，在當(dāng)時提出這個觀點(diǎn)已經(jīng)是非常不容易了。

師：你是否同意他的觀點(diǎn)？如果不同意，你是否能舉出反例？剛才有同學(xué)提出力是使物體運(yùn)動的原因。這句話是否正確呢？如果是正確的，你怎么理解這句話的含義？

學(xué)生的思維體現(xiàn)

2.新課教學(xué)

師：老師演示推小車，老師用力，小車的確如大家所說的開始由靜止變?yōu)檫\(yùn)動感，當(dāng)老師的手離開了小車后，發(fā)現(xiàn)小車?yán)^續(xù)前進(jìn)，當(dāng)撞擊前面的障礙物后，發(fā)現(xiàn)小車停下了，小車受到障礙物的彈力由運(yùn)動變?yōu)殪o止，這正與大家的觀點(diǎn)有矛盾。

師：不受力的物體運(yùn)動情況是如何的？如何做到不受力？

生：放在水平桌面上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。支持力與重力是一對平衡力，將重力的作用效果抵消。

師：小車在水平桌面上運(yùn)動時，水平方向還受到什么力？

生：摩擦阻力。

師：現(xiàn)實(shí)生活中，是否存在零阻力？如果沒有我們該怎么辦？

生：可以減小接觸面的粗糙程度，減小壓力，分離接觸面。

師：現(xiàn)在我們研究同一個物體，所以可以通過改變接觸面的粗糙程度來減小阻力。

我們將要探究阻力對物體運(yùn)動的影響。在實(shí)驗(yàn)中，你通過什么方式比較阻力對物體運(yùn)動的影響？

生1：物體運(yùn)動的遠(yuǎn)近。運(yùn)動得越近，阻力對物體運(yùn)動的影響越大。

生2：速度的變化快慢。速度很快就減慢了，阻力對物體運(yùn)動的影響大。

師：同學(xué)們先自己探討一下，你準(zhǔn)備怎么做這個實(shí)驗(yàn)？在實(shí)驗(yàn)中有什么困惑？我們該如何解決這個困惑？

師：根據(jù)表格中的情況，你有什么發(fā)現(xiàn)？

生：摩擦力越小，小車運(yùn)動得越遠(yuǎn)，速度減小得越慢。

師：如果沒有摩擦阻力，你猜想一下，會有什么結(jié)果？

生：小車一直運(yùn)動下去，而且速度沒什么變化。

師：由此我們可以看出來，在水平面上運(yùn)動的物體一旦不受力的作用，物體將作勻速直線運(yùn)動。是不是所有的物體在不受力的時候都是保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)的呢？

生：不是，放在桌上的書，水平方向沒有受到力的作用，而且豎直方向受到一對平衡力的作用，平衡力的作用效果可以相互抵消，這個時候物體處于靜止?fàn)顟B(tài)。

師：我們發(fā)現(xiàn)物體一旦不受力，有兩種運(yùn)動狀態(tài)，即勻速直線運(yùn)動狀態(tài)、靜止?fàn)顟B(tài)。那么物體到底處于哪種狀態(tài)呢？大家思考。（舉例找出不同點(diǎn)）

生：原來靜止的物體，就保持靜止?fàn)顟B(tài)，原來運(yùn)動的物體就保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)。

師：

師：老師推了小車，小車就運(yùn)動了，所以力是使物體運(yùn)動的原因，即有力物體就運(yùn)動，沒有力物體就靜止，你現(xiàn)在是否發(fā)現(xiàn)有什么矛盾了？

生：沒有力的物體，有兩種狀態(tài)，即靜止或勻速直線運(yùn)動。到底是哪種狀態(tài)取決于物體原來的運(yùn)動狀態(tài)呢？

師：那么老師施加力之后，到底起到了什么作用？

生：改變了物體的運(yùn)動狀態(tài)。

師：所以力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因。反之，物體運(yùn)動狀態(tài)改變肯定是受到了力的作用。

三、案例反思

為了讓學(xué)生更好地掌握“實(shí)驗(yàn)+推理”的科學(xué)方法，教師利用身邊的器材逐步引導(dǎo)，讓學(xué)生自我建立科學(xué)推理的過程，培養(yǎng)良好的思維品質(zhì)。教學(xué)中注重教師的引導(dǎo)，注重學(xué)生對知識的自我構(gòu)建和對思維的邏輯提升，淡化教師的“教”和“機(jī)械訓(xùn)練”，讓學(xué)生在積極互動的氛圍中完成學(xué)習(xí)任務(wù)，這正是理想實(shí)驗(yàn)的魅力所在。本節(jié)教學(xué)中，通過方法論學(xué)習(xí)使學(xué)生的認(rèn)知活動變得有序。圍繞牛頓第一定律的產(chǎn)生過程，深入挖掘物理學(xué)史中的相關(guān)素材，通過一系列問題串，將牛頓第一定律產(chǎn)生過程中的關(guān)鍵問題展示給學(xué)生，讓學(xué)生作為各個歷史時期的“探究者”參與相關(guān)問題的討論。本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)突破以知識內(nèi)容體系表述的形式，將以分散的形式隱藏于知識內(nèi)的方法顯性化，使得教學(xué)既有血肉也有靈魂。