第二章第6节 伽利略对自由落体运动的研究

《伽利略对自由落体运动的研究》
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
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：
思考
引入 新课
引入生活中的落体运动现象
伽利略的思考：猜想与假设
伽利略科学研究方法的归纳总结
伽利略的实验验证
伽利略的思考：反驳的逻辑与艺术
亚里士多德的观点
后人的研究：重走巨人之路
伽利略实验结论的合理外推
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：
《2.6伽利略对自由落体运动的研究》
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
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
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
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学习体会伽利
略的推理逻辑
记忆感悟
阅读感悟
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2 000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2 000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？。