“牛顿第一定律”教学实录与反思

杨武彬

一、教材分析

“牛顿第一定律”是苏科版八年级下册第九章《力与运动》的第二节，学生已经学了第八章《力》，对力已经有一定的了解。由于牛顿第一定律的学习比较抽象，所以研究过程属于推理、归纳的复杂高级的思维过程，这对刚步入物理领域的初中生来说是非常困难的。根据经验，学生认为力是使物体运动的原因，这就是牛顿第一定律至今一直成为学习难点的原因。要转变错误认识，最重要的环节之一就是揭示建立牛顿第一定律的思维活动过程。这就需要教师精心设计问题，严密推理，把复杂的思维分解成为学生可以接受和理解的各个层次的简单推理，使思维的难点分散，难度降低，将原来难以想象的牛顿第一定律转变成学生自然而然、顺理成章的思维必然结果。在教学中，以斜面小車实验的观察和分析为中心，逐项逐层通过一系列问题展开思维活动。惯性概念比较抽象，学生真正用惯性知识解释生活中的现象有困难，所以只能借助于演示实验多引导、多体会。

二、教学实录

1.导入

师：如何使桌上的书运动起来，如果你撤去了力，会发生什么结果？以上体验你是否可以说出力和运动的关系？（有力就会运动）历史上曾经就有力和运动关系的争论，2000多年前古希腊科学家亚里士多德曾经提出“力是维持物体运动的原因”，在当时提出这个观点已经是非常不容易了。

师：你是否同意他的观点？如果不同意，你是否能举出反例？刚才有同学提出力是使物体运动的原因。这句话是否正确呢？如果是正确的，你怎么理解这句话的含义？

学生的思维体现

2.新课教学

师：老师演示推小车，老师用力，小车的确如大家所说的开始由静止变为运动感，当老师的手离开了小车后，发现小车继续前进，当撞击前面的障碍物后，发现小车停下了，小车受到障碍物的弹力由运动变为静止，这正与大家的观点有矛盾。

师：不受力的物体运动情况是如何的？如何做到不受力？

生：放在水平桌面上进行实验。支持力与重力是一对平衡力，将重力的作用效果抵消。

师：小车在水平桌面上运动时，水平方向还受到什么力？

生：摩擦阻力。

师：现实生活中，是否存在零阻力？如果没有我们该怎么办？

生：可以减小接触面的粗糙程度，减小压力，分离接触面。

师：现在我们研究同一个物体，所以可以通过改变接触面的粗糙程度来减小阻力。

我们将要探究阻力对物体运动的影响。在实验中，你通过什么方式比较阻力对物体运动的影响？

生1：物体运动的远近。运动得越近，阻力对物体运动的影响越大。

生2：速度的变化快慢。速度很快就减慢了，阻力对物体运动的影响大。

师：同学们先自己探讨一下，你准备怎么做这个实验？在实验中有什么困惑？我们该如何解决这个困惑？

师：根据表格中的情况，你有什么发现？

生：摩擦力越小，小车运动得越远，速度减小得越慢。

师：如果没有摩擦阻力，你猜想一下，会有什么结果？

生：小车一直运动下去，而且速度没什么变化。

师：由此我们可以看出来，在水平面上运动的物体一旦不受力的作用，物体将作匀速直线运动。是不是所有的物体在不受力的时候都是保持匀速直线运动状态的呢？

生：不是，放在桌上的书，水平方向没有受到力的作用，而且竖直方向受到一对平衡力的作用，平衡力的作用效果可以相互抵消，这个时候物体处于静止状态。

师：我们发现物体一旦不受力，有两种运动状态，即匀速直线运动状态、静止状态。那么物体到底处于哪种状态呢？大家思考。（举例找出不同点）

生：原来静止的物体，就保持静止状态，原来运动的物体就保持匀速直线运动状态。

师：

师：老师推了小车，小车就运动了，所以力是使物体运动的原因，即有力物体就运动，没有力物体就静止，你现在是否发现有什么矛盾了？

生：没有力的物体，有两种状态，即静止或匀速直线运动。到底是哪种状态取决于物体原来的运动状态呢？

师：那么老师施加力之后，到底起到了什么作用？

生：改变了物体的运动状态。

师：所以力是改变物体运动状态的原因。反之，物体运动状态改变肯定是受到了力的作用。

三、案例反思

为了让学生更好地掌握“实验+推理”的科学方法，教师利用身边的器材逐步引导，让学生自我建立科学推理的过程，培养良好的思维品质。教学中注重教师的引导，注重学生对知识的自我构建和对思维的逻辑提升，淡化教师的“教”和“机械训练”，让学生在积极互动的氛围中完成学习任务，这正是理想实验的魅力所在。本节教学中，通过方法论学习使学生的认知活动变得有序。围绕牛顿第一定律的产生过程，深入挖掘物理学史中的相关素材，通过一系列问题串，将牛顿第一定律产生过程中的关键问题展示给学生，让学生作为各个历史时期的“探究者”参与相关问题的讨论。本节课的教学设计突破以知识内容体系表述的形式，将以分散的形式隐藏于知识内的方法显性化，使得教学既有血肉也有灵魂。