伽利略对自由落体运动的研究教学设计

伽利略对自由落体运动的研究

江山市清湖高级中学严晓龙

一、教材分析：

本节内容属于《普通高中物理课程标准》中共同必须模块Ⅰ的内容，是以往教材所没有的。学生在学习本节课内容之前，已经学习了自由落体运动的定义和利用打点计时器打出的纸带来验证“自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动”。新教材专辟这一节，并无重复之嫌。目的是让学生深刻体会到在当时实验设备不精确的条件下伽利略如何提出问题，遇到什么问题，如何突破困难，使学生身临其境，领悟其科学精神，物理思想和研究方法，对提高学生的科学素养具有重要的意义。教学重点：通过重现重大发现的历史过程，让学生亲临其境探究伽利略对自由落体运动研究的实验，学习其科学思维方法和巧妙的实验构思。2、教学难点：（1）当无法验证自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动时，如何引导学生巧妙设计斜面实验间接验证；

（2）引导学生在实验过程中怎样进行合理猜想、数学推理、合理外推等重要方法。3、课时安排：1课时

二、教学目标

一）．知识与技能

(1)了解自由落体运动的规律；

(2)理解伽利略研究自由落体运动规律的方法。

二）．过程与方法

(1)通过伽利略对自由落体运动现象的研究体验科学的研究方法；

(2)培养学生的思辨能力与对知识的迁移运用能力；

(3)探索建构主义理论在物理课堂教学中的运用，通过问题的揭示激发学生探索的热情。

三）．情感态度与价值观

(1)理解伽利略研究自由落体运动规律的方法，体验科学研究的方法；

(2)激发学生的兴趣、拓宽学生视野，体验科学的精神和态度在科学探究过程的

重要作用

四．教学过程：（一）、演示引入，轻重物体各一个，问：那个下落快？……可别小看这一小问题，我们可以去调查，生活中对这个问题的回答很多是认为重的物体下落更快。甚至连古希腊大学问家亚里士多德都把这一问题搞错了。

（二）、介绍亚里士多德（ppt结合讲解），亚里士多德根据生活中的观察经验，总结出重物比轻物下落快的观点，由于他的崇高威望，这个错误观念影响了人类近两千年的时间。直到17世纪，才终于有一位伟大的科学家推翻了他的观点。介绍伽利略（ppt结合讲解）

（三）、逻辑的力量——伽利略推翻亚里士多德的观点。同学们，你们有没有理由反驳亚里士多德的观点呢？小组讨论，不同学生发表见解。教师点评：对啊！这些现象难道两千年来都没人发现吗？其实，原因是什么呢？完全因为不敢吗？其实，主要的问题是亚里士多德的复杂运动理论，他把的运动归为两类：自然运动和强迫运动，他说的下落运动是指没有空气之下的自然运动。在没有真空泵的16世纪，是不可能用实验来证实他的错误的伽利略他一个17世纪的人物，是怎么推翻亚里士多德的错误的呢？伽利略设想：重物和轻物，按照亚里士多德的理论，假设重物的下落速度是8，轻物的下落速度是4，……连在一起的时候看成一个更重的物体（板演：……）教师问：同学们，根据逻辑推理，你们觉得连在一起后的下落速度应该更大还是更小？组织讨论，不同学生回答，教师最后补充

总结归谬法，（展示ppt）

ppt）（板书：归谬法反证得出结论）

（四）、伽利略的探索之路。伽利略并没有就此止步，他要揭示出这种运动

有何规律。接下去，先请同学们自己阅读教材P页，然后一起探讨。（展示ppt）（1）他首先要做的是什么？为什么？

（2）他做了怎么猜想？为什么会这样猜想？他相信自然界的本质规律是简单的，正如轻重物体下落一样快一样。他从这个信念出发，猜想……

（3）他做了什么样的假设？是怎样来假定他的假设的？

（4）他是如何来验证他的假设的？他遇到了什么困难，最终是如何解决的？

学生阅读后讨论交流，教师补充总结：

（1）描述运动的规律，首先要有描述运动的概念，同学们你们现在学到的描述运动的概念有哪些？其中……这些概念就是伽利略在研究自由落

体运动的时候建立起来的。

（2）猜想与假设学生回答，（展示ppt两张）讲解后（板书：猜想与假设）（3）实验验证补充试验方法存在的困难启发、组织讨论、教师点评补充。

◆困难一：引导学生讨论如何测定速度？引出问题：速度无法测定，如何

解决？学生回答，教师补充：又用了逻辑这一法宝，逻辑推导（几何的方

法）把直接验证速度与时间成正比转化为间接验证。展示（ppt），学生尝

试推导，说明我们也是站在伟人的肩膀上的人^^他所可利用的人类的知

识成果远远不如我们多，但是他的精神和智慧是我们望谟兴叹的！（板书：

数学推导S∝t2）

◆困难二：时间难以测定如何解决？先各种方法比较（介绍打点计时器后，

在分析古代滴水法的不适用，相对滴水还是太快，误差太大是结果看不出

本质），无法解决问题。面对几乎不可能的事情，还是使用了逻辑思考另

辟蹊径。问：“本质原因……怎样？设计了“冲淡重力”的实验（ppt），问斜

面是如何冲淡重力的？启发学生复习初中的斜面的作用，实现知识的迁移。

（板书：冲淡重力）

(4)伽利略的斜面实验验证、情景、成果（ppt）展示实验结果数据，让学生

透过数据看本质。说明实验的结论，介绍后人在倾角超过5度的情况下根据他的原始测量方法难以得到预期结论，但是他还是大胆的把结论加以推广，反而说明了他的敏锐和严谨。（上百次的实验，每一次都尽可能的精确，深入分析……）

(5)合理的推广（板书：合理推广）

没有就此停止探索，思考日常生活中为什么往往……找到空气这个原因。

（展示ppt）

（五）．总结伽利略的科学研究方法。（展示ppt）学生思考并回答（板书）

总结科学探究的基本方法（展示ppt）

（六）．课堂小结。教师总结：

两位伟人的生平

伽利略对自由落体运动的研究过程

科学探究的基本方法

（七）．课堂反馈练习

五．板书设计