创设疑点,调动思维——“牛顿第一定律诞生”一课的教学,本文主要内容关键词为:疑点论文,定律论文,一课论文,思维论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
上课的铃声响过后,我在水平讲台的厚木板上(用来加高)放一辆小车,使车处于静止状态后,开始设疑:怎样才能让小车运动起来呢?
学生对这样的问题感到很轻松,纷纷高举起手争先回答我提出的问题,有的学生说“用手推”,有的学生说“用绳子拉”……
我引导学生归纳:只要对小车施加力的作用,小车就能运动了。
我紧接着设疑问:“那么,力是使物体运动的原因吗?”教室内顿时静了下来,我便介绍本章的相关内容:
这是一个运动和力的关系问题。前一章学习了怎样描述物体的运动,但没有进一步讨论物体为什么会做出这样或那样的运动。要研究这个问题,必须知道运动和力的关系。在力学中,只研究物体怎样运动而不涉及运动和力的关系的分科叫运动学,研究运动和力的关系的分科叫动力学。
动力学知识在生产和科学研究中很重要的,设计各种机器、控制交通工具的速度、研究天体运动、计算人造卫星的运行轨道等等,都离不开动力学知识。
动力学的奠基人是英国科学家牛顿。牛顿在1687年出版了他的名著《自然哲学的数学原理》。在这部名著中,牛顿提出了三条运动定律,这三条定律称为牛顿运动定律,是整个动力学的基础。这一章我们要学习的就是牛顿运动定律。
学生们听了我的介绍后,又兴奋了起来。他们早就听过牛顿科学家的故事,有的学生还大声地说“苹果的故事”“万有引力定律”,同时表现出努力学好牛顿定律的热情。
见到学生的求知欲望得到了提升,我便通过生活事例提出新的问题:大家每天骑自行车上学时,当你没有用脚蹬车时,自行车是静止的还是运动的?
学生根据个人的骑车的经验,讨论后得出结论:假如车原来是静止的,车仍然保持静止;假如车原来是运动的,突然停止用力,车并不会立即停止,而是要滑行一段距离才停下来。学生还列举了很多这样的实例。
我继续设疑:“自行车为什么能滑行一段?又为什么会停下来呢?能否得出力是维持物体运动的原因呢?”
讨论后,几乎所有的学生都认为力是维持物体运动的原因,因为这是他们从生活中得来的“经验”。
这时,我向学生指出:两千多年前古希腊有一位科学家叫亚里士多德,他也是这样认为的。
顿时,全班的学生都非常得意,并且露出欣慰的笑容,好像他们也成为一名科学家了。
此时,我说:“在三百多年前,有一位叫伽利略的著名的科学家,他却不同意这样的观点!他设计了一个很有名的实验,叫理想实验,推翻了亚里士多德的观点。”
教室内突然静下来,全体学生非常惊愕,睁大眼睛注视着我。由于好奇,学生的注意力高度集中。
于是,我演示了伽利略的理想实验:
先向学生介绍实验的装置,并说明实验的条件:①让小车从同一高度A点滑下;②平面粗糙程度不同(这样就保证了小车到达B处开始水平运动时的速度相同,便于进一步的比较)。
演示实验:
①BC平面材料是毛巾。观察现象:小车滑到B点后没有马上停下,而是滑到平面上C[,1]点停下(做标记)。
附图
②BC平面材料是棉布。观察现象:小车滑到B点后没有停下,而是滑到平面上C[,2]点才停下(做标记)。
我引导学生将两个实验比较。学生回答:小车在水平面上滑得远了。我接着问:“为什么?”学生回答:小车水平方向受的阻力小了。
③BC平面材料是木板。观察现象:小车到达B点后没有停下,而是滑到平面上C[,3]点才停下(做标记)。
我引导学生将第三次实验与前面比较。学生回答:小车在水平面上滑行得更远了。我继续问:为什么?学生集体回答:木板对小车的阻力更小。我便引导学生一起将刚才的实验对比填入到准备好的幻灯片上。
有了实验的结论,我们开始设疑分析:
①小车滑到B点后,水平方向是否受推力?学生回答:不受推力。
②不受向前的推力,小车能否向前运动?学生回答:可以。
③小车在粗糙程度不同的平面上,受的阻力大小是否相同?阻力方向如何?学生答:受阻力(摩擦力)不同,阻力方向与运动方向相反。
启发学生思考:小车在不受向前牵引力的情况下,仍可向前运动,说明了什么?
大部分学生能从中悟出道理:物体运动不需要力来维持。也就是:力不是使物体运动的原因。因此,解决了前面提出的问题。
我趁热设疑并引导学生推理:若平面材料为冰面,这时,小车受的阻力将如何?滑行距离如何?再设想平面非常非常光滑(理想平面),小车不受摩擦等阻力,它将怎样运动?会越来越快呢?还是会越来越慢呢?还是会不断的运动下去?
到了这个时候,绝大多数的学生自己都能判断出小车将永远运动下去,部分理性思维较强的学生并能认识到这就意味着运动的快慢不会改变。
结论已经得出后,再顺带提问:请同学们思考一下,这个实验为什么叫“理想实验”?
经过启发,大多数学生都能指出原因是在于摩擦的存在。我提出摩擦阻力只能减小,不能彻底消除。我同时强调:伽利略的实验结论是“推理”得出的,而不是直接验证的。
然而“推理”既是一种很重要的学习、研究问题的方法,又是一种有用的思维方式,在今后的学习中还会用到这种方法。
我还介绍了笛卡尔对伽利略结论的补充:“物体的运动方向也不会改变”。稍加解释学生很容易接受。然后告诉学生,笛卡尔是伽利略的学生。唐朝韩愈在《师说》中讲:“弟子不必不如师。”而在战国苟况在《劝学篇》里讲得更明白:“青取之于蓝而青于蓝。”也就是说,学生应该胜过老师,否则社会不会向前发展。这样不仅可增强学生的自信心,也可激发其进取心,更重要的是培养了学生只尊重科学、不迷信个人的正确的学习态度。
最后,我与学生共同看书,分析、理解牛顿第一定律。并要求学生用线连接全课的中心内容。学生掌握良好。他们身感科学理论的来之不易,决心努力学习,为人类文明的发展做出自己的贡献。
本节课的优点是能在积极设疑的情况下,调动学生主动、积极的思维,教与学平等,自主参与,共同探究,强化了教师与学生之间情感、思维、信息的相互联系,面向全体学生,又使学生的个性得到了发展,使全体学生在快乐中学到了知识,亲身感受科学家的推理方法,对他们今后的终身学习、持续发展产生了积极的影响。