孫玉杰 鄧曉瓊

（本課選自人教版義務(wù)教育教科書《物理》九年級(jí)第十二章第五節(jié)。）

一、教學(xué)認(rèn)識(shí)與理解

此課之前學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了簡單的運(yùn)動(dòng)，建立了力的概念，對(duì)力的作用效果有了初步的認(rèn)識(shí)，為進(jìn)一步研究力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系奠定了基礎(chǔ)。牛頓第一定律正是在此基礎(chǔ)上將運(yùn)動(dòng)和力聯(lián)系起來的一條紐帶，是進(jìn)一步分析和處理力學(xué)問題的基礎(chǔ)，起到承上啟下的作用，是全章的重點(diǎn)，也是難點(diǎn)。要讓學(xué)生成功地完成對(duì)它的認(rèn)識(shí)，最重要的環(huán)節(jié)就是揭示建立牛頓第一定律的思維過程，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入牛頓第一定律的思維活動(dòng)中，幫助學(xué)生突破思維障礙。本節(jié)課既是對(duì)力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的深刻描述，又為二力平衡的探究作了理論鋪墊。

“探究阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響”是“牛頓第一定律”實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)部分的教學(xué)，也是本節(jié)課的核心。在基本的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，引導(dǎo)學(xué)生拓展思維，進(jìn)一步概括、推理得出結(jié)論。在設(shè)計(jì)“維持運(yùn)動(dòng)需要力嗎”的教學(xué)時(shí)，要使學(xué)生了解歷史上對(duì)于“維持運(yùn)動(dòng)需要力嗎”這一問題的爭論，并且不要使學(xué)生對(duì)亞里士多德產(chǎn)生片面認(rèn)識(shí)。

本節(jié)課可以從前一節(jié)學(xué)過的“力的作用效果之一是改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”入手提出問題：如果物體不受力將會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)？通過探究阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響，使學(xué)生直觀地看到“物體所受的阻力越小，運(yùn)動(dòng)得就越遠(yuǎn)”，然后通過推理得出定律。再設(shè)置一些有趣的實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生感知“無論物體是靜止的還是運(yùn)動(dòng)的都有慣性，慣性是物體的屬性”。聯(lián)系生活實(shí)際，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到慣性既可以被人們利用，也會(huì)給人們帶來一些危害。這種教學(xué)方式可以增大教學(xué)容量，也可為學(xué)生認(rèn)識(shí)更多的慣性現(xiàn)象創(chuàng)造條件。但是，由于課堂上的探究時(shí)間有限，分析推理的過程更需要學(xué)生轉(zhuǎn)變思維方式。強(qiáng)化矛盾沖突，激發(fā)學(xué)生探究興趣，讓學(xué)生充分思考、交流，為最終解決矛盾做好鋪墊。而只有學(xué)生真正理解了牛頓第一定律，才能更好地理解慣性和慣性的應(yīng)用。因此，本節(jié)課的教學(xué)應(yīng)用2課時(shí)來完成。

二、教學(xué)片段分析

教學(xué)過程1：

師：同學(xué)們已經(jīng)看到了，每組同學(xué)的桌面上都放著一個(gè)帶有氣球的光盤。那么，請(qǐng)同學(xué)們仔細(xì)閱讀“導(dǎo)學(xué)案”，看一看“活動(dòng)一”的內(nèi)容，之后咱們一起體驗(yàn)，看看哪組合作得既快又好。開始吧！

生：體驗(yàn)“活動(dòng)一”的內(nèi)容，有的小組在桌面上體驗(yàn)，有的按照導(dǎo)學(xué)案上的提示在寬敞的地面上體驗(yàn)。

分析：為了突破這個(gè)教學(xué)難點(diǎn)，設(shè)計(jì)了“活動(dòng)一：移動(dòng)光盤”這個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，創(chuàng)設(shè)情境，讓學(xué)生親身體驗(yàn)，感受運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生在觀察、實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上分析、質(zhì)疑。

師：看來地面的空間更大一點(diǎn)兒，是吧？大家可以離開自己的座位到地面上充分體驗(yàn)！

分析：課堂就是學(xué)生學(xué)習(xí)和探究的主要場(chǎng)所，局限在座位的范圍內(nèi)活動(dòng)，既束縛了學(xué)生的手腳，也束縛了學(xué)生想象和思維發(fā)展的空間。教師提示在地面上進(jìn)行體驗(yàn)活動(dòng)，就是為了使學(xué)生真正放飛思維，最大限度地開發(fā)學(xué)生探究的潛能。

學(xué)生繼續(xù)體驗(yàn)“活動(dòng)一”的內(nèi)容。所有的小組都已經(jīng)離開自己的座位，在課桌旁邊的地面上完全投入到活動(dòng)中，學(xué)生的臉上充滿興奮。

教師不時(shí)給予學(xué)生指導(dǎo)、表揚(yáng)和鼓勵(lì)，師生共同沉浸在充滿樂趣的體驗(yàn)活動(dòng)中。

師：操作后每位同學(xué)都有了收獲，誰來說說看？

學(xué)生：根據(jù)導(dǎo)學(xué)案中“活動(dòng)一”的操作，交流兩次操作體驗(yàn)后的想法（學(xué)生交流的過程中，教師適時(shí)追問并給予鼓勵(lì)）。

分析：同樣的問題情景，教材中多以文字或運(yùn)動(dòng)過程某瞬間的情景照片呈現(xiàn)，許多教師都用舉例的方法引導(dǎo)學(xué)生提出問題。相比而言，親身體驗(yàn)和觀察更具有強(qiáng)烈的感觸和思維沖擊力，對(duì)學(xué)生在頭腦中形成運(yùn)動(dòng)過程的表象十分重要。

教學(xué)過程2：

分析：教材中介紹了亞里士多德的觀點(diǎn)和伽利略的觀點(diǎn)，從而提出需要思考的問題。學(xué)生雖然已經(jīng)知道“力的作用效果之一就是改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”，但由于定式，頭腦中根深蒂固的錯(cuò)誤觀念還是會(huì)頻頻出現(xiàn)，如“有力才會(huì)運(yùn)動(dòng)”“物體不受力就要停下來”……要讓剛剛邁入物理學(xué)科大門的初中生判斷“運(yùn)動(dòng)要靠力來維持”還是“運(yùn)動(dòng)不需要力來維持”是極其困難的。這時(shí)就需要教師給學(xué)生的思維以支撐，通過實(shí)驗(yàn)研究某個(gè)具體物體的運(yùn)動(dòng)過程，在此基礎(chǔ)上加以分析、概括和總結(jié)。

師：剛才同學(xué)們通過體驗(yàn)得出的想法與歷史上兩位重要人物的想法非常相似 （大屏幕出示課件） 。第一位是亞里士多德，第二位是伽利略。我們一起來分析一下，為什么你們?cè)诘诙尾僮髦泄獗P運(yùn)動(dòng)的距離比第一次要遠(yuǎn)呢？

生：第一次松開手后光盤停下來，是因?yàn)楣獗P受到的摩擦力比較大；第二次氣球放出的氣使光盤與地面分離，使它們之間的摩擦力變小，因此光盤能運(yùn)動(dòng)更遠(yuǎn)的距離。

（兩位學(xué)生回答問題，盡管第一位回答得不夠好，但教師仍然給予鼓勵(lì)。）

師：第二次操作中光盤最終還是會(huì)停下來，這又是為什么？

生：因?yàn)橛心Σ亮Α?/p>

師：那么，摩擦力對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)有怎樣的影響呢？根據(jù)你的體驗(yàn)，結(jié)合生活中的現(xiàn)象說說看。

生1：影響物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

生2：摩擦力可以減小物體的運(yùn)動(dòng)速度。

師：看來物體運(yùn)動(dòng)的距離和摩擦力有關(guān)系，那么，如果把摩擦力稱為阻力，這個(gè)阻力對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)有怎樣的影響？你們說的到底對(duì)不對(duì)？我該怎么辦呢？

生：做實(shí)驗(yàn)！

師：的確，實(shí)驗(yàn)是檢驗(yàn)真理的好辦法。那好，請(qǐng)同學(xué)們繼續(xù)參看“導(dǎo)學(xué)案”，咱們來合作完成“活動(dòng)二”！

分析：此環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)是以“活動(dòng)一”中學(xué)生的體驗(yàn)為出發(fā)點(diǎn)，通過對(duì)其進(jìn)行分析，引導(dǎo)學(xué)生質(zhì)疑亞里士多德的觀點(diǎn)。然而，兩種說法究竟哪一個(gè)正確？學(xué)生很想通過實(shí)驗(yàn)親自驗(yàn)證?！盎顒?dòng)二”的設(shè)計(jì)恰到好處。

給學(xué)生留出充足的時(shí)間完成活動(dòng)二，教師指導(dǎo)每個(gè)小組活動(dòng)，師生共同合作、交流，時(shí)間8分鐘。

分析：這是本節(jié)課的核心環(huán)節(jié)。學(xué)生根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和上一環(huán)節(jié)中的問題，緊密結(jié)合課本新內(nèi)容，自主探究、自主學(xué)習(xí)。教師不但要給學(xué)生足夠的時(shí)間，還要給學(xué)生足夠的自學(xué)空間，讓學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)，主動(dòng)探究，認(rèn)真總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)規(guī)律。充分調(diào)動(dòng)感覺器官和思維器官（眼、手、腦并用）。

師：實(shí)驗(yàn)就進(jìn)行到這兒，先請(qǐng)一個(gè)小組來展示一下。

生：通過小組合作探究，共同展示活動(dòng)成果，并針對(duì)出現(xiàn)的問題以及解決方法與全班同學(xué)交流。

師：同學(xué)們都是這樣做的嗎？看來每組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)都是分三次進(jìn)行的，咱們能不能將三次實(shí)驗(yàn)同時(shí)進(jìn)行？請(qǐng)1組展示毛巾表面，2組展示棉布表面，3組展示塑料板表面，每組各派一名同學(xué)拿著需要的器材到前面來做好準(zhǔn)備。請(qǐng)把小車車尾與標(biāo)記線對(duì)齊，我們倒計(jì)時(shí)3、2、1，聽到1的時(shí)候你們同時(shí)放車，好不好？

全體倒數(shù)3、2、1——

三輛小車同時(shí)從斜面滑下，停在不同位置，明顯地看出“在不同表面運(yùn)動(dòng)的距離不同”。

師：太精彩了！再請(qǐng)4、5、6組各選出一位同學(xué)，拿著你們的小車到前面來。

師：在第三位同學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，如果塑料板足夠長，我們來推理一下：

如果塑料板表面再光滑一些，小車會(huì)停在哪個(gè)位置？請(qǐng)4組的同學(xué)站到小車要停的位置！

如果塑料板表面更光滑一些，小車會(huì)停在哪個(gè)位置？請(qǐng)5組的同學(xué)站到小車要停的位置！

如果塑料板表面絕對(duì)光滑，小車會(huì)停在哪個(gè)位置？請(qǐng)6組的同學(xué)站到小車要停的位置！

三位同學(xué)分別站到不同的位置，但一個(gè)比一個(gè)更遠(yuǎn)些。但也有學(xué)生對(duì)6組同學(xué)站的位置不滿意，主動(dòng)到前面站到了更遠(yuǎn)的地方。

生：這個(gè)教室站不下了，我應(yīng)該站到教室外面去。

師：通過實(shí)驗(yàn)和推理，你們得出了怎樣的結(jié)論？

師：看一看我們得出的結(jié)論與誰的說法一致？（通過課件中的兩種說法，明確哪個(gè)說法更符合實(shí)際。）看來伽利略的說法更有說服力。

分析：學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)直觀地看到“物體所受阻力越小，運(yùn)動(dòng)得就越遠(yuǎn)”。在此基礎(chǔ)上學(xué)會(huì)了結(jié)合對(duì)生活經(jīng)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)分析問題。例如，教材在本節(jié)最開始提出的實(shí)例：“物體在沒有動(dòng)力的情況下能夠停下來是因?yàn)樽枇Φ淖饔?，若能將阻力減小下去，物體不就會(huì)越滑越遠(yuǎn)嗎……”通過推理得出結(jié)論：運(yùn)動(dòng)的物體如果受到的阻力為0，它不就將以恒定不變的速度永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去了嗎？換言之，物體不受力作用時(shí)也能做勻速直線運(yùn)動(dòng)，因此物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來維持，力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，而是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。這種符合邏輯的科學(xué)推理思維過程訓(xùn)練在物理學(xué)習(xí)中是相當(dāng)重要的，從某種意義上說，它甚至比知識(shí)的結(jié)論更重要。

師：在伽利略之后，又有許多科學(xué)家通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證并補(bǔ)充了伽利略的說法，最后英國的物理學(xué)家牛頓總結(jié)了伽利略等人的研究成果，概括出了牛頓第一定律。

牛頓第一定律是通過分析事實(shí)，再進(jìn)一步概括、推理得出的。我們周圍的物體都要受到這個(gè)力或那個(gè)力的作用，因此不可能用實(shí)驗(yàn)來直接驗(yàn)證這一定律。但是，從定律得出的一切推論都經(jīng)受住了實(shí)踐的檢驗(yàn)，因此，牛頓第一定律已成為大家公認(rèn)的運(yùn)動(dòng)學(xué)基本定律之一。

分析：要糾正學(xué)生頭腦中已有的“沒有力的作用物體就不會(huì)運(yùn)動(dòng)”“力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因”等錯(cuò)誤的前概念是很困難的，只有讓學(xué)生充分探究，并嘗試在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上推理得出牛頓第一定律，才能有效轉(zhuǎn)變學(xué)生的觀念。在教學(xué)中采用質(zhì)疑、對(duì)比等方法，盡量讓學(xué)生展示他們的生活經(jīng)驗(yàn)，然后提出亞里士多德和伽利略的觀點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生在充分進(jìn)行探究性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上用推理的方法去感受，從而產(chǎn)生疑問“為什么會(huì)出現(xiàn)這兩種截然不同的觀點(diǎn)”。在定律得出的過程中運(yùn)用了理想實(shí)驗(yàn)法，這種方法是物理學(xué)中研究問題的重要方法，在今后的學(xué)習(xí)過程中還會(huì)接觸到。

教學(xué)過程3：

師：在我們的生活中，不受力的物體是不存在的，物體受到力的作用時(shí)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)會(huì)怎樣？請(qǐng)同學(xué)們看“導(dǎo)學(xué)案”中的“活動(dòng)三”，咱們一起來玩?zhèn)€小游戲。

生：游戲競賽，完整認(rèn)識(shí)運(yùn)動(dòng)與力的關(guān)系。充分感受乒乓球在球拍上的運(yùn)動(dòng)情況（活動(dòng)時(shí)間近5min），在體驗(yàn)性活動(dòng)中感悟、回味，快樂學(xué)習(xí)。

師：咱們來比一比，每組派一位選手參加比賽，再選一位裁判和一位計(jì)時(shí)員，看哪組能成為游戲的獲勝者。

師：我們?yōu)楂@勝組鼓掌，請(qǐng)獲勝同學(xué)自由選擇一個(gè)老師自制的器材?；顒?dòng)結(jié)束，請(qǐng)同學(xué)談?wù)劇矮@獎(jiǎng)感言”，你認(rèn)為力和物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)之間有怎樣的關(guān)系？

生：通過體驗(yàn)性活動(dòng)，在親身體驗(yàn)的基礎(chǔ)上得出“力可以使物體由靜止到運(yùn)動(dòng)，也可以使物體由運(yùn)動(dòng)到靜止”的結(jié)論。

師：完善板書“物體受力時(shí)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可以改變”。

分析：通過游戲競賽使學(xué)生完整認(rèn)識(shí)運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系，從而充分理解牛頓第一定律的內(nèi)涵與外延，為慣性的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

三、教學(xué)評(píng)價(jià)

授課教師自始至終都以學(xué)生的思維基礎(chǔ)為前提，精心設(shè)計(jì)每一個(gè)環(huán)節(jié)，努力為學(xué)生的體驗(yàn)、思維的發(fā)展掃清障礙，將物理規(guī)律的獲得、探究方法的體驗(yàn)和科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)巧妙合為一體，真正體現(xiàn)了物理教學(xué)的真諦。

這是一堂充滿了創(chuàng)造意味的探究課。本節(jié)課設(shè)計(jì)的三個(gè)體驗(yàn)性活動(dòng)有效地突破了重點(diǎn)和難點(diǎn)?！盎顒?dòng)一”利用自制的實(shí)驗(yàn)器材，通過兩次不同方法的試驗(yàn)，增強(qiáng)了學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，激發(fā)起學(xué)生對(duì)“運(yùn)動(dòng)和力”之間關(guān)系的探究欲望，起到預(yù)設(shè)與鋪墊的作用。這樣設(shè)計(jì)可以有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，有效地震撼學(xué)生的思維?！盎顒?dòng)二”通過科學(xué)探究得出阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響，最后通過分析推理概括出伽利略的說法。這樣設(shè)計(jì)不僅可以突出本節(jié)課教學(xué)的重點(diǎn)，還能為下面的教學(xué)埋下伏筆?！盎顒?dòng)三”建立在學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)親歷了科學(xué)探究的過程之上，并在探究的基礎(chǔ)上進(jìn)行合理的推理，最終得出牛頓第一定律的內(nèi)容。這樣設(shè)計(jì)可以使學(xué)生既理解了牛頓第一定律的內(nèi)容，又認(rèn)識(shí)到理想實(shí)驗(yàn)法的重要性；既能主動(dòng)學(xué)習(xí)知識(shí)，又能充分體驗(yàn)并感受科學(xué)結(jié)論得出的艱難歷程，從而感悟科學(xué)之美。

注重對(duì)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)是本節(jié)課的一大亮點(diǎn)。整節(jié)課圍繞“牛頓第一定律”這一教學(xué)重點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生利用“實(shí)驗(yàn)+推理”的科學(xué)方法建立牛頓第一定律并加深對(duì)該定律的理解。教學(xué)中采用的“實(shí)驗(yàn)探究”與“科學(xué)推理”方法，即通過對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察、分析，加以科學(xué)的想象和推理，引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)知識(shí)、總結(jié)規(guī)律，以此培養(yǎng)學(xué)生觀察、實(shí)驗(yàn)、分析概括能力，為學(xué)生的自主探究打基礎(chǔ)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了對(duì)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)。

關(guān)注生活與物理、快樂與學(xué)習(xí)是本節(jié)課一大特色。利用“導(dǎo)學(xué)案”組織學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作探究，并將實(shí)驗(yàn)法、觀察法、分析推理法、理想化模型法、對(duì)比法等方法靈活應(yīng)用于教學(xué)中，課堂氣氛輕松、愉快，學(xué)生的臉上常常露出滿足的笑容，充分體現(xiàn)了生活物理、快樂物理的課程理念。

在每次實(shí)驗(yàn)前建議教師要向?qū)W生交代清楚實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵條件，如：①木板要水平放置；②采用粗糙程度不同的接觸表面，以改變小車所受阻力的大??；③使同一小車、從斜面的同一高度，由靜止開始自由下滑，以保證小車進(jìn)入水平面時(shí)的運(yùn)動(dòng)速度相同。使學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)中哪些條件應(yīng)保持不變，變化的是什么條件，從而滲透研究問題的方法——控制變量法。

在實(shí)驗(yàn)過程中要明確操作要領(lǐng)，以保證演示的實(shí)驗(yàn)效果。如：①斜面的傾角和木板的長度要匹配，以使小車在木板上的運(yùn)動(dòng)距離適當(dāng)；②保持小車平滑進(jìn)入水平面，防止小車剛滑到水平面時(shí)卡住。也可以用干電池等圓柱體代替小車。實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師應(yīng)注意提醒學(xué)生觀察小車在粗糙程度不同的表面上運(yùn)動(dòng)距離的變化情況，分析引起變化的原因。