“自由落体运动”课堂实录与点评

　　新一轮的课堂教学中，教师的教学理念有了哪些变化？教学方式和学习方式有了怎样的改进？课堂教学品位是否有了提升？带着这样的问题，我们走进老师的课堂，关注课堂教学的变化。
　　下面是李宁老师在石景山区教研活动中为教师们展示的一节课——“自由落体运动”。
　　环节一： 引入新课
　　师：我们先来看一段视频。
　　（教师播放视频，展示苹果下落、低空跳伞、跳水、天地双雄、蹦极的情景）
　　
　　
　　
　　师：视频中的各种运动具有什么共同特点？
　　生：都包含一段物体下落的运动。
　　师：像这种运动，我们称之为落体运动。落体运动非常常见，因此研究落体运动具有非常重要的意义。我们这节课就来研究一种特殊的落体运动——自由落体运动的规律。
　　点评
　　本节课的开始，李宁老师用一段自己精心编辑的视频展示了一系列落体运动的直观情景：苹果落地、低空跳伞、跳水、天地双雄、蹦极，一下子把学生带入了一个落体运动的情景中，课堂气氛一下活跃了起来。这些运动情景，学生可能亲身经历过，或者在电视上看到过，或者听人说起过，总之非常贴近学生的生活。现在，老师把这些情景集中在一起呈现出来，激起了学生极大的兴趣。当学生兴致正高时，老师提出了问题：落体运动如此常见，他们有什么规律呢？如何研究它们的规律呢？落体运动有哪些应用呢？
　　新课程要求物理教学要从生活走向物理，从物理走向社会；物理教学要求物理课堂教学要以创设问题情景为切入点。本节课的开始，教师正是利用学生都熟悉的现象创设了一个问题情景，使学生产生了解决问题的期待，把学生的学习兴趣和积极性调动起来，使接下来的探究、学习有了一个良好的开端。
　　创设情景有很多方法，如物理实验、故事、肢体语言、多媒体视频音频技术等。本节课利用了多媒体视频音频技术，把学生可能经历过的、熟悉的落体运动情景集中呈现，造成了一种很强的视觉冲击效果，激起了学生学习的愿望，自然引出了本节课要研究的问题，体现了教师的用心，是一个很好的开端。
　　环节二：定义自由落体运动
　　师：落体运动是生活中一种常见的运动。人们很早之前就注意到这种运动。最早研究落体运动的要算古希腊学者亚里士多德。他通过观察大量的生活事实，提出物体下落的快慢是由它自身重量决定的，物体越重，下落得越快，因为这一论断非常符合人们的生活经验，所以在其后的两千多年的时间里，大家都奉为经典。
　　师：（一边展示图片一边讲解）16世纪末，意大利的青年学者伽利略对亚里士多德的论断表示了怀疑。根据亚里士多德的论断，一块大石头的下落速度要比一块小石头的下落速度大。如果把两块石头绑在一起，重量比任何一个石头都要大，所以下落速度最大；但是从另外一个角度思考，大石头因为被小石头拖着而变慢，小石头因为被大石头拉着而变快，这样系统的速度应当介于两者之间。这样就从重物比轻物下落得快的前提推出了相互矛盾的两个结论。
　　师：如果你是伽利略，你会得到怎样的结论？
　　生：在没有空气阻力的情况下，重物应与轻物下落得同样快。
　　师：这位同学的回答体现了很好的科学素养，这正是伽利略得到的结论。但是，在伽利略的时代，科技还不发达，人们还不能排除空气阻力的影响，所以无法用实验直接进行验证。1971年，美国的宇航员斯科特登上月球，他特意做了这样一个实验。（播放斯科特在月球上所做实验的视频）
　　生：（观察视频）。斯科特让一把铁锤和一片羽毛在同一高度由静止释放，铁锤和羽毛并排下落，最后同时落在月球表面。（学生非常惊奇、兴奋）
　　师：今天，我们在实验室就可以用实验来证实伽利略的观点。首先请大家猜测：空气中钥匙和羽毛下落，哪个下落更快？
　　生：钥匙。
　　师：如果是在真空中，下落快慢会如何呢？
　　生：下落快慢相同。
　　师：真的是这样吗？现在我们来做实验。这个实验装置叫牛顿管。课前，我已经把牛顿管中的空气抽了出来，里面已经形成一个接近真空的环境，在管的顶部盖子上有一个磁铁，在盖子内侧有一个铁片和一个塑料片，铁片压在塑料片的上面。移走磁铁后，铁片和塑料片就同时由静止释放。请同学们注意观察二者的下落情况。（老师实验，学生观察）
　　师：实验完毕，请同学描述看到的实验现象。
　　生：铁片和塑料片下落快慢几乎相同。
　　师：关于落体运动，我们可以得到什么结论？
　　生：在没有空气阻力，物体只受重力的情况下，轻重不同的物体下落快慢相同。
　　师：很好。物体只在重力作用下由静止下落的运动，我们称之为自由落体运动。“只在重力作用下”和“由静止下落”这两个条件非常严格，而实际上多数物体的运动是在空气中进行的，难免会受到空气阻力的影响，所以自由落体运动是一种理想化的运动模型。但是如果空气阻力远小于重力，或空气阻力对物体运动的影响可以忽略不计，这种运动就可以当作自由落体运动来看待。
　　师（演示小实验）：用细线悬挂一个小钢球处于静止状态，突然，将细线剪断。小钢球的运动可以看作自由落体运动。通常，小石子由静止释放，小石子的运动也可以看作是自由落体运动。请同学们分析一下最开始观看的视频中哪些运动或哪些运动的哪些阶段可以看作自由落体运动：（1）苹果下落；（2）跳伞；（3）跳水；（4）天地双雄；（5）蹦极。
　　生：不计空气阻力，苹果自由下落阶段；跳伞运动在降落伞张开之前；跳水运动员跳到最高点由静止下落到入水之前的运动；“天地双雄”关闭电动机电源，在最高点开始下落到快接近地面之前的运动；蹦极在弹性绳张紧之前的运动；这些运动都是自由落体运动。
　　师：非常好。生活中有很多运动可以看作自由落体运动，所以这种运动模型非常重要，那么自由落体运动究竟是一种什么样的运动呢？
　　
　　点评
　　新课程提倡创设师生共同参与的平台，围绕学生这个学习活动的主体，通过演示真实的实验（或播放视频实验）引导学生观察现象；教师通过恰当的设问，启发学生思维，通过师生的共同活动，逐步完成知识的建构，在知识建构的过程中，进行方法、情感的渗透，获得能力和科学素养的提升。
　　在定义自由落体运动这个环节，教师要帮助学生建立“自由落体运动”这个科学概念。李宁老师没有简单地直接给出“自由落体运动”的定义，而是先介绍历史上亚里士多德和伽利略对落体运动的研究，引导学生从逻辑上分析落体运动的规律。这个安排非常精彩。教师简要的几句话，加上图片示意，立刻把学生带入了思考之中。另外，这个安排还渗透了科学史和情感教育，让学生体会前人的科学智慧，增强对科学研究的兴趣和热情，是一个一举多得的活动。
　　播放斯科特在月球上所做实验的视频，充分体现了以“观察实验（事实）为基础”的思想。真正的“自由落体运动”只有在真空环境下才可以观察到，教师创造条件让学生通过视频看到在月球上铁锤和羽毛同时落地的事实，这对学生理解“自由落体运动”的作用是不言而喻的。而斯科特在实验时说的话“没有在中学课堂里学的知识，就没有今天我在这里的实验”也让学生印象深刻，学生一定能深深感受到科学的力量和魅力。
　　演示牛顿管实验的目的是让学生观察近似真空条件下物体的下落运动，既验证了学生的猜测，也为后面提炼“自由落体运动”的概念做好了准备。接下来的提问和讨论都是教师的精心安排，既引导学生从一般落体运动提炼出“自由落体运动”的科学概念，同时又让学生体会到：一个科学概念的建立并不那么简单，不仅要有充分的事实作为基础，还要对现象进行概括、分析、提炼，才能抓住现象背后的本质，得出科学概念。
　　从以上两个环节可以发现，经过一轮的教学改革实践，教师的教学理念与教学方式都发生了切实的变化。教师已经把教学的重点放在学生科学素养的提升上。在教学设计上紧密结合知识的特点和学生认知规律，努力创设情景，创建师生共同活动的平台，通过实验引导学生观察，通过问题启发学生思维，通过探究获得科学结论。课堂中，学生的角色不再是简单的知识接受者，他们参与到发现知识的活动之中，体验着探究的艰辛和发现的快乐，他们是课堂活动的主体，在教师的引导下，主动地进行知识的建构。这样的课堂鲜活、生动、有品位，是新课程理念所倡导的课堂。■