回歸物理的生活本質，提升學生的物理素養

楊銀海

摘 要：牛頓第一定律是力學的第一原理，涉及到力和慣性兩個重要而基本的物理概念，同時揭示了運動和力的關系。筆者經過多方思考，從學生的生活場景入手，化概念抽象為生活形象，進行課堂教學設計，回歸物理的生活本質，提升學生的物理素養。

關鍵詞：牛頓第一定律；學生

【中圖分類號】G633.7

一、教材分析：

牛頓運動定律是前面三章內容的基礎上進一步研究運動和力的關系，這是質點動力學的核心內容。根據牛頓運動定律可以確定物體的位置，速度變化的規律。牛頓第一定律是牛頓物理學的基石，力學的第一原理，涉及兩個重要而基本的物理概念：力和慣性，同時揭示了運動和力的關系：力不是維持物體運動的原因。為了便于學生理解，本章只限于物體的直線運動。

二、學生和學情分析

牛頓第一定律對學生來說是不陌生的，在初中階段的學習中，學生除了“慣性和質量”這一問題沒有專門學習外，本節的其他知識都有了大致的了解，而且在前三章學習了簡單的運動，又知道力學一些簡單知識，牛頓第一定律正是基于此基礎上將運動和力聯系起來的一條紐帶，一座橋梁，是進一步分析和處理直線運動和力學問題的基礎，起到承上啟下的作用。

高中階段，當學生再次面對牛頓第一定律的學習，首先應該在已有認識的基礎上，糾正一些片面、不恰當的認識，加大思維強度，進一步深化和提高對相關問題的認識。據新課程的“四基”要求（基本知識，基本技能，基本經歷，基本思想），由此確定本節課的三維教學目標和教學重難點。

三、教學目標和重難點分析：

知識與技能：

1、知道牛頓第一定律的內容。

2、知道什么是慣性，認識一切物體都有慣性。

3、會用物體的慣性解釋慣性現象，培養學生的語言表達能力。

過程與方法：

1、通過活動體驗力對物體運動的影響。

2、通過活動體驗任何物體都有慣性。

3、學會觀察生活中各種跟慣性有關的現象。

情感態度與價值觀：

1、通過活動和閱讀感受科學就在身邊，對學生進行科學態度和科學方法的教育。

2、培養學生觀察能力、邏輯思維能力和科學想象能力。

3、通過慣性現象，向學生進行交通安全教育。

教學重難點：

1、認識伽利略研究運動和力關系的思想方法，理解理想實驗。（難點：使學生了解物理史，提高學生的物理素養）

2、理解牛頓第一定律的含義，并知道適用于慣性參考系。（重點：揭示力和運動的關系）

3、理解慣性的概念，知道質量是描述慣性的唯一量度。（重點：慣性是一個非常抽象的概念）

四、實驗器材：

單擺球、演示慣性的小車、水杯、木球、伽利略理想實驗模擬器材、視頻

五、教學思路分析

牛頓第一定律的教學，沒有計算方面的要求，主要是一些理性知識點的展現來進行規律教學。本著教學的主體是學生，對于抽象化的知識，能讓學生主動地“品嘗”，而不是被動地“填塞”。如何使無法觸摸的“理”通過學生容易感覺到的“形”，展現在課堂上，實施有效教學，化抽象為形象，讓學生在逐步漸進的實驗現象面前，不斷升華自己的思維感覺，去感受其中蘊藏的物理知識點，使學生疑有所釋，問有所答，理有所解，學有所成。

基于上述的教學思路，筆者采用“生活情景展現（感受）——實驗展示（感知）——總結提煉（認知）——回歸生活（素養）”的教學安排進行課堂教學。

六、教學過程（以45分鐘一節課為例）

1、引入新課，認識伽利略研究運動和力關系的思想方法，理解理想實驗。（難點）

通過一對母女推拉車時的對話，引出兩位偉大的科學家對“運動和力的關系”的截然不同的思維碰撞。讓學生思考并回答：為什么亞里士多德的觀點能統治人類思維兩千多年？結合生活情景，讓學生再次思考：生活現象背后隱藏的本質是什么？通過生活情景和實驗演示，直至理想推測，得到伽利略的正確觀點：“物體的運動不需要力來維持”。由此引出人類思想史上最偉大的成就之一——一種科學研究的方法——理想實驗。（10分鐘）

（設計理由：學習牛頓第一定律不僅要知道定律本身的內容，還要了解人類進行探究的歷史過程，可以幫助學生理解相關知識的本質和內涵，并得到物理思想上的升華。）

2、理解牛頓第一定律的含義，得到慣性定律。（重點）

在笛卡爾補充伽利略觀點的基礎上，牛頓進行了總結，得到牛頓第一定律，提出了力的概念。此定律是利用邏輯思維對事物進行分析的產物，使學生領略理想實驗帶來的科學魅力。（5分鐘）

（設計理由：介紹理想實驗和真實實驗的不同點，了解理想實驗的意義及對科學進步的貢獻。）

點撥牛頓第一定律的內容，利用兩個小實驗，學生參與活動，引出慣性的概念，牛頓第一定律也稱為慣性定律。布置學生自學“慣性定律是牛頓物理學的基石”。 （7分鐘）

（設計理由：使學生認識到沒有牛頓第一定律揭示的“力是改變物體運動狀態的原因”，就不會有牛頓第二定律的產生，由定性到定量，是一個質的飛躍。）

3、理解慣性的概念，知道質量是描述慣性的唯一量度。（重點）

通過視頻播放，圖片展示，生活情景再現來體現生活中的“慣性”。如老師發口令，讓學生在座位上模擬汽車前進，剎車時的身體傾向。如視頻狗跳遠至水池中，爬上岸后甩掉身上的水。如體育競技中的跳遠，保齡球，冰壺等，再如汽車的碰撞實驗視頻。見課后“問題與練習”1和2。（10分鐘）

（設計理由：使學生知道生活中對慣性的利用和防止，讓學生感受到科學就在身邊，同時化知識為力量，充分利用慣性來解決某些問題，以及受到交通安全教育。）

通過體育比賽中的相撲運動員的體型碩大，體操運動員的身輕如燕，引出衡量慣性大小的量度是質量。然后通過以不同速度運動的物體剎車時間長短，在太空中的物體仍具有慣性，說明質量是衡量慣性大小的唯一量度。通過撕紙游戲，讓學生在玩樂中得到知識的鞏固。（8分鐘）

（設計理由：使學生明確慣性大小是由質量唯一確定的。）

4、發展要求（知道）

結合課后“問題與練習”，學生自主閱讀課本中的“科學漫步”，在老師點撥引導后歸納總結：牛頓第一定律適用于慣性參考系。（5分鐘）

（設計理由：在浙江省普通高中學科指導意見中，屬于發展要求，要求學生會識別慣性參考系和非慣性參考系。）

七、教學效果預測

通過上述課堂教學，使學生在輕松的情景中學到知識，在視聽感受中理解知識，在課堂教學的參與中鞏固知識，從生活中感受物理，在理解中感知物理，在物理中重新品味生活中的種種物理現象，讓學生能透過現象看到其中的本質，提高學生的綜合理性素養。

八、教學板書