《伽利略對自由落體運動的研究》教學設計一．教學目標（一）知識與技能1、了解伽利略研究自由落體運動的科學方法和巧妙地構思。2、了解伽利略研究自由落體運動的探究歷史。（二）過程與方法了解伽利略對自由落體運動的研究過程，認識伽利略有關的科學實驗思想和方法，培養(yǎng)學生探究知識的能力。（三）情感態(tài)度與價值觀從科學研究過程中體驗人類探索自然規(guī)律的艱辛和喜悅，培養(yǎng)學生熱愛科學、勇于探索、堅持真理的高尚品質(zhì)。二．教學重點使學生體會對“對現(xiàn)象的一般觀察→提出假設→運用邏輯（包括數(shù)學）得出推論→通過實驗對推論進行檢驗→對假說進行推廣和修正“的科學思想方法三．教學難點伽利略巧妙的實驗構思四．教學準備多媒體課件、計算機、長導軌、自制計時儀器、不同質(zhì)量的鋼球、鐵架臺、量筒若干五．教學方法啟發(fā)探究式教學、分工合作演示、多媒體輔助教學。六．設計思想1．教學主線設計本節(jié)內(nèi)容學生已經(jīng)知道了勻變速直線運動的基本規(guī)律和研究方法，會利用規(guī)律分析和解決一些簡單的運動問題。學生欠缺之處是對于物理規(guī)律并沒有太多的了解，不知道一些簡單的物理規(guī)律在以前是怎樣被總結出來了。所以在設計中想充分還原伽利略對自由落體的研究過程。即按照對現(xiàn)象的一般觀察→提出假設→運用邏輯（包括數(shù)學）得出推論→通過實驗對推論進行檢驗→對假說進行推廣和修正“的科學思想方法為主線，激發(fā)鼓勵學生大膽思考、積極參與，讓學生通過自己的分析來重新體驗一下大師的研究過程和思維方法。2．實驗設計充分還原伽利略的演示實驗,難點就是計時儀器，因為當時是使用滴水計時的方法，所以經(jīng)過查閱很多資料，自制了一個計時儀器，然后讓學生積極參與，分工合作，有續(xù)進行，讓學生自己體會這個過程，培養(yǎng)學生熱愛科學、勇于探索、堅持真理的高尚品質(zhì)。七．課時安排一節(jié)課八．教學過程

課前讓學生分小組查閱資料，整理兩位科學家的史實。(一)、導入新課

我們已經(jīng)學習了自由落體運動，知道了物體下落的快慢與物體的質(zhì)量無關。這一正確認識卻經(jīng)歷了曲折而又漫長的歷史過程。這節(jié)課我們就來學習有關的史實知識，了解科學家是怎樣研究落體運動的。、新課教學1、綿延兩千年的錯誤：關于下落物體快慢

——最早研究的就是亞里士多德學生展示：亞里士多德的貢獻課件展示：亞里士多德的成就

教師活動：提出問題：為什么會有錯誤的認識呢？

學生活動：思考問題，交流體會。得出錯誤認識的根源：不注意探索事物的本質(zhì)，思考不求甚解。

2、伽利略的邏輯推理

：學生展示：伽利略的貢獻課件展示：伽利略的成就伽利略對亞里士多德的挑戰(zhàn)——跨時空的對話兩位同學同學分別扮演亞里士多德和伽利略對《兩種新科學的對話》進行演繹

教師活動：對兩位同學進行總結課件展示：《邏輯的力量》

點評：培養(yǎng)學生語言表達能力，培養(yǎng)學生邏輯推理能力。

3、猜想與假說

;教師活動：既然找到了矛盾伽利略就要想辦法解決矛盾，在提出自己的看法前，他首先做了什么？學生活動：通過課前預習，回答問題。教師活動：提出問題：伽利略在研究落體運動過程中遇到了哪些困難？面對這些困難，伽利略是怎樣做的？他作出了大膽的科學猜想，猜想的內(nèi)容是什么？

學生活動：闡述自己的觀點。

點評：培養(yǎng)學生語言表達能力，培養(yǎng)學生分析概括能力。

科學的猜想，或者叫假說，這是對事物認識的模型，是對事物認識的基礎，是建立概念描述規(guī)律的前提。

4、實驗驗證:課件展示：伽利略在做銅球沿斜面運動的實驗（課本），介紹圖中的人物。并且實行分工，教師：伽利略（角色）學生：助手（角色）：分工：計時、放球、接球、讀數(shù)、計算、運送、輸入等。做到分工明確，無任務學生圍觀教師：實驗目的：=1\*GB3①、當斜面夾角一定時，x是否與t2正比？=2\*GB3②、當斜面夾角一定時，質(zhì)量不同的小球，從同一位置釋放，時間是否相同？（即證明物體下落的快慢與重量無關）=3\*GB3③、改變斜面的夾角時，x是否仍與t2正比？如果成正比，比值是否相同？實驗儀器：長導軌、鐵架臺、自制計時儀器、不同質(zhì)量的鋼球、量筒若干學生演示實驗：（教師指導）=1\*GB3①、當斜面夾角一定時，x是否與t2正比？距離4321時間

時間平方

距離單位/時間平方

=2\*GB3②、當斜面夾角一定時，質(zhì)量不同的小球，從同一位置釋放，時間是否相同？（即證明物體下落的快慢與重量無關）距離4時間=3\*GB3③、改變斜面的夾角時，x是否仍與t2成正比？如果成正比，比值是否相同？距離4321時間時間平方距離單位/時間平方學生活動：總結結論5、合理外推教師活動：提出問題：如果斜面傾角增大到900，小球仍然會保持什么性質(zhì)？且所有物體下落時的加速度都是一樣的嗎？學生活動：思考后回答6、修正和推廣教室活動：如果完全排除空氣阻力，那么，所有物體下落都將一樣快。伽利略特別指出，在科學研究中，懂得忽略什么，有時與懂得重視什么_______重要。

7、伽利略的科學研究方法教師活動：對現(xiàn)象的一般觀察—提出猜想—邏輯（數(shù)學）得出推論—通過實驗對推論驗證—修正推廣8、伽利略科學思想方法的核心：學生活動：把實驗和邏輯推理（包括數(shù)學推演）和諧地結合起來。九、小結鞏固練習1．伽利略用實驗驗證v∝t的最大困難是（）A．不能很準確地測定下落的距離B．不能測出下落物體的瞬時速度C．當時沒有測量時間的儀器D．當時沒有記錄落體運動的數(shù)碼相機2、3、在學習物理知識的同時，還應當十分注意學習物理學研究問題的思想和方法，從一定意義上說，后一點甚至更重要。偉大的物理學家伽利略的研究方法對于后來的科學研究具有重大的啟蒙作用，至今仍然具有重要意義。請你回顧伽利略探究物體下落規(guī)律的過程，判定下列哪個過程是伽俐略的探究過程（）A．猜想—問題—數(shù)學推理—實驗驗證—合理外推—得出結論B．問題—猜想—實驗驗證—數(shù)學推理—合理外推—得出結論C．問題—猜想—數(shù)學推理—實驗驗證—合理外推—得出結論D．猜想—問題—實驗驗證—數(shù)學推理—合理外推—得出結論學情分析通過本章前幾節(jié)的學習，學生已經(jīng)知道了勻變速直線運動的基本規(guī)律和研究方法，會利用規(guī)律分析和解決一些簡單的運動問題。學生欠缺之處是對于物理規(guī)律并沒有太多的了解，不知道一些簡單的物理規(guī)律在以前是怎樣被總結出來了，在思考物理現(xiàn)象時，還是比較容易受主觀經(jīng)驗的影響，對物理規(guī)律有所懷疑或還沒形成物理思維。對物理問題的思考缺少嚴密的推理。通過本節(jié)內(nèi)容可以彌補以上不足，讓學生對科學理論的發(fā)展有一個概觀，進一步知道在思考物理問題時邏輯推理，數(shù)學計算，實驗探究，修正推廣的重要意義。逐漸形成嚴謹?shù)奈锢硭季S。效果分析本節(jié)課充分還原了伽利略對自由落體運動的研究過程，其中實驗部分是個難點，因為要還原當時伽利略的演示實驗，計時儀器很難找，因為那個年代還采用滴水計時的方法，因此經(jīng)過大量的查閱資料和想象做了一個滴水計時儀器，在整個的實驗中，效果不錯，盡管有許多的誤差，但實驗數(shù)據(jù)還是比較準確的，達到了實驗的目的。并且在教學過程中教師分工明確，學生參與度廣，雖然是演示實驗但是全班都動起來了，沒有任務的同學觀看。整個過程非常流暢，學生有序進行。這是整節(jié)課的精彩部分，最后順理成章的得到了結論。本節(jié)課能讓學生從科學研究過程中體驗人類探索自然規(guī)律的艱辛和喜悅，充分培養(yǎng)了學生熱愛科學、勇于探索、堅持真理的高尚品質(zhì)。稍顯不足前面沒有充分調(diào)動學生的積極性。教材分析本節(jié)內(nèi)容是介紹伽利略研究自由落體運動的科學方法和巧妙的實驗構思。過去把這個教學內(nèi)容做閱讀材料處理，這次把它單列為一節(jié)。這樣做也是出于對過程與方法、情感態(tài)度與價值觀這兩方面教育目標的重視。不要以為自由落體的知識已經(jīng)學過，這節(jié)又沒有新的物理知識，從而輕視這節(jié)的教學。新教材專辟這一節(jié)，并無重復之嫌。目的是讓學生深刻體會到在當時實驗設備不精確的條件下伽利略如何提出問題，遇到什么問題，如何突破困難，使學生身臨其境，領悟其科學精神，物理思想和研究方法，對提高學生的科學素養(yǎng)具有重要的意義。當堂練習1．伽利略用實驗驗證v∝t的最大困難是（）A．不能很準確地測定下落的距離B．不能測出下落物體的瞬時速度C．當時沒有測量時間的儀器D．當時沒有記錄落體運動的數(shù)碼相機2、3、在學習物理知識的同時，還應當十分注意學習物理學研究問題的思想和方法，從一定意義上說，后一點甚至更重要。偉大的物理學家伽利略的研究方法對于后來的科學研究具有重大的啟蒙作用，至今仍然具有重要意義。請你回顧伽利略探究物體下落規(guī)律的過程，判定下列哪個過程是伽俐略的探究過程（）A．猜想—問題—數(shù)學推理—實驗驗證—合理外推—得出結論B．問題—猜想—實驗驗證—數(shù)學推理—合理外推—得出結論C．問題—猜想—數(shù)學推理—實驗驗證—合理外推—得出結論D．猜想—問題—實驗驗證—數(shù)學推理—合理外推—得出結論課后反思本節(jié)內(nèi)容是介紹伽利略研究自由落體運動的科學方法和巧妙的實驗構思，目的是了解伽利略對自由落體運動的研究過程，認識伽利略有關的科學實驗思想和方法，培養(yǎng)學生探究知識的能力。這節(jié)課想充分還原伽利略的演示實驗，考慮的很多，因為當時的年代還沒有現(xiàn)在計時用的秒表，所以想還原當時的情景，秒表用上了可能就不會體現(xiàn)出伽利略當時所處的困境了，因為如果用上秒表，現(xiàn)代很多高科技的東西都可以解決計時的問題，也就失去了這節(jié)課做實驗的目的。得出結論并不重要，在這一節(jié)重要的是經(jīng)歷他的過程。體會得出推論的科學方法。所以經(jīng)過大量的翻閱資料，查找當時伽利略做實驗的儀器，最后終于制作了一個能替代當時計時儀器的東西，學生感到很新奇，因而這也就成了學生能夠?qū)@個實驗記憶深刻的一個點。伽利略當時做實驗時也有助手，所以我讓學生充當助手，多多參與，并且一定要分工明確，才能讓這個實驗井然有序的進行。一節(jié)課圓滿完成任務，很是欣慰。當然也有不足之處，在讓學生提前查閱資料時，學生準備的不夠充分，另外角色扮演時也許脫稿會更好些。課標分析本節(jié)內(nèi)容屬于《普通高中物理課程標準》中必須模塊=1\*ROMANI的內(nèi)容，是以往教材所沒有的，課標要求通過重大發(fā)現(xiàn)的歷史過程，讓學生親臨其境探究伽利略對自由落體運動研究的實驗，學習其科學方法和巧妙的實驗構思。當無法驗證自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動時，如何引導學生巧妙設計