沪科版《普通高中课程标准实验教科书：物理必修1》第二章研究匀变速直线运动的规律第1节伽利略对落体运动的研究陕西省渭南市瑞泉中学张艳利一、教材分析从过去的阅读材料，到现在作为独立的一节，看出新教材对过程与方法，情感态度与价值观等教育目标的重视，切不可以过去轻过程重结论的思想来对待本节课的教学。
本节课的突出特点是重视科学研究的过程和方法，例如用反证法使来里士多德的观点自相矛盾，用猜想与假说，数学推理，实验验证，合理外推的科学方法研究自由落体运动的规律。
二、教学设计思路本文主要目的是带领学生体验伽得略对自由落体运动的研究方法，感悟科学探究方法，培养学生勇于敢于向权威挑战，善于观察思考，知难而进的优秀品质。
所以我们按照“观察－思考－推理－猜想－验证”这样的科学探究思路引导学生进行学习三、教学目标1．知识与技能：通过历史回顾,初步了解近代实验科学产生的背景,认识实验对物理学发展的推动作用。
2．过程与方法：了解伽利略的实验研究过程，认识伽利略有关实验的科学思想和方法,培养学生探求知识的能力3．情感态度与价值观：从科学研究过程中体验探索自然规律的艰辛和喜悦，培养敢于坚持真理，勇于创新的科学精神和实事求是的科学态度，逐步帮助学生树立起辩证唯物主义的认识论。
四、教学重点、难点重点：让学生了解抽象思维、数学推导和科学实验相结合的科学方法。
难点：对于“冲淡重力”斜面实验的理解，对于伽利略手稿中数据的理解。
五、教学资源1．实验器材：小石块一个，形状相同的纸片若干，牛顿管。
2．多媒体教学设备一套：课件播放。
六、教学流程图七、教学过程学生分组讨论导学案上的问题，由课代表分配各小组展示的内容。
教师参与小组讨论，并检查学生导学案的完成情况。
教师讲课之前各小组已将要展示的内容工整的板书到了黑板上。
师：通过刚才的讨论及对同学们导学案完成情况的检查，发现同学们都能够认真完成，并对导学案上的问题进行了深入的思考。
师：我们今天要学习的内容是“伽利略对落体运动的研究”。
在讲课之前先由老师为大家展示几个小实验。
师：两手分别拿出一个小石块、一张展开的纸片，从同一高度自由释放。
提问：它们谁先着地？学生通过观察后回答生：小石块先着地师：早在2000多年前，亚里士多德就根据这样的生活现象得出，“重的物体比轻的物体下落的快”的结论。
师：是这样吗？同学们再看，老师手中有两片同样轻重的纸片，把其中一个揉成纸团，让纸片和纸团从同样高度由静止释放，观察哪个先落地。
学生通过观察后回答。
生：小纸团先落地。
师：同样轻重的两个物体，你知道为什么纸片比纸团下落的慢吗？学生思考后回答。
生：因为空气阻力的作用。
师：对，空气对纸片的阻力要大的多。
在空气阻力都比较小的情况下，我让小石块和小纸团从同样的高度下落，同学们观察哪个下落的快。
学生通过观察后回答。
生：几乎同时落地。
师：如果没有空气阻力，轻重不同的物体下落快慢会怎样呢？教师演示牛顿管中的物体下落：将抽过气的牛顿管内的金属片与轻鸡毛从静止一起下落，观察结果，两者几乎同时落到牛顿管的下端(强调：管内空气已被抽得很稀薄，空气阻力的影响非常小)；将牛顿管内放入空气再做实验，情况截然不同了，金属片比鸡毛落得快。
学生通过观察发现生:金属片和鸡毛同时落到底部。
师：今天，我们很轻易的否定了亚里士多德的观点，通过实验，我们发现：在没有空气阻力的情况下，轻重不同的物体下落快慢相同。
但是，在伽利略时代，没有这样的高科技，伽利略又是怎样否定了亚里士多德的观点的呢？有情第一组同学问我们解密。
学生1：根据亚里士多德的观点，重的物体比轻的物体下落的快，如果把一个大石块和一个小石块绑在一起，大石块拉着小石块使小石块的速度变大，小石块拖着大石块使大石块速度变慢，这样大石块和小石块的速度就介于单独的大石块和小石块下落时的速度之间。
可是大石块和小石块绑在了一起就是一块更大的石块，下落的速度比大石块的速度还要大。
因此，亚里士多德的观点是自相矛盾的。
师：伽利略用逻辑的办法否定了亚里士多德的观点后，并没有就此止步，他要进一步研究自由落体运动的规律。
并根据自己多年的观察和实验，提出了一个大胆的猜想，继续由第一组同学为我们说说伽利略的猜想。
学生2：伽利略的猜想是：下落物体的速度与时间成正比，也就是v∝t师：接下来伽利略就想验证速度是不是正比于t，可是在研究的过程中遇到了一系列的困难，有情第二组同学为我们说说伽利略遇到的第一个困难是什么？又是怎样解决的。
学生3：困难之一是：无法测瞬时速度，不要说在当时，就是在现在瞬时速度也不好测。
伽利略想到的办法是，不直接测速度，通过数学的办法他推导出，如果v∝t，又因为s∝v，所以，s正比于t平方。
该测s与t平方是不是成正比。
师：伽利略想到挺好的，可是当他准备做实验时，发现又遇到了新的困难，有情第三组同学解释困难之二及解决方案。
学生4：伽利略与到底第二个困难是，由于物体下落太快，无法准确测量时间，跟何况当时也没有精确计时的工具。
伽利略想到了著名的“冲淡重力”的斜面实验，让小铜球从光滑斜面上滚下，就可以减缓下落的速度。
又用称水重的办法测时间。
在一个大木桶的下面装一个细管，让水均匀的流出，相同时间流出的水量是相等的。
根据表格中数据的计算，我们发现，结果表示为：1、2、伽利略发现，斜面的倾角不同，上述比例关系同样成立，只是这个常数的随着θ的增大而增大。
师：你如何理解表格中的1、2、3、4、5、6、7、8呢，它们是1秒、2秒、3秒、4秒、5秒、6秒、7秒、8秒吗？学生经过思考和讨论和回答学生 5：我觉得1代表流一定量的水对应的时间，2代表水量是1是的2倍，3代表水量是1是的3倍。
师：同学理解的非常到位，你们认为伽利略做实验是，就恰好第2次的水量就是第1次的2倍吗？学生略微思考后回答。
生：不会那么巧。
师：是呀，不会那么巧，说明伽利略和他的同伴一定是经过了大量的实验，在大量的实验数据中通过敏锐的观察找出的这样一组数据。
可以看得出，科学需要严谨的精神，科学探究活动是艰辛的，科学家必然要付出很多的努力才可能获得成功。
伽利略的实验数据非常有价值，但这毕竟是在斜面上的结论，如何应用到落体运动中呢?伽利略遇到了第三个困难，有请第四组同学为我们解释。
学生6：伽利略遇到的困难之三是：怎样说明斜面上的结论落体运动也符合？s的数值在增大。
说明，s与t平方成合理外推：随着角度的增大，2t正比这个结论与角度无关，当θ=90°时，即物体竖直下落时，这个关系也应该成立，这时的数值最大。
师:伽利略经过一系列困难的解决终于得出了关于落体运动的规律，有请第五组同学总结伽利略的研究思路。
学生7：伽利略通过对亚里士多德的观点的否定就想研究落体运动的规律，然后就提出来自己大胆的猜想，又通过数学的办法使猜想可以进行实验验证，再通过合理外推得出落体运动的规律。
问题→猜想→数学推理→实验验证→合理外推→得出结论其他科学家给予伽利略高度的评价。
伽利略的发现以及他所用的科学推理方法，是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端。
——爱因斯坦拉普拉斯：认识一种天才的研究方法，对于科学的进步……并不比发现有更少的用处、科学研究的方法经常是极富兴趣的部分。
我个人很欣赏伽利略严谨的科学态度，敢于向权威挑战的精神。
亚里士多德给出错误论断的根本原因是：仅凭观察的结论，没有进行实验验证，这样的结论是不可靠的。
师 :伽利略成功了，亚里士多德的论断的确错了，是不是亚里士多德就很愚蠢呢？你对两位科学又了解多少。
有请第六章同学为我们展示他们组查阅到的关于两位科学家的主要成就。
学生8：我们组通过查阅资料找到了一部分两位科学家的简介，现在分享给大家。
亚里士多德①作为一位伟大的、百科全书式的科学家，亚里士多德对世界的贡献之大，令人震惊。
他至少撰写了170种著作，其中流传下来的有47种。
他的科学著作，在那个年代简直就是一本百科全书。
但他的成就远不止于此。
他还是一位真正哲学家，对哲学每个学科几乎都做出了贡献。
亚里士多德集中古代知识于一身，在他死后几百年中，没有一个人像他那样对知识有过系统考察和全面掌握。
他的著作是古代的百科全书。
恩格斯称他是“最博学的人”。
②亚里士多德学识渊博，著述颇丰．他对于当时尚未分类的科学部门如政治、逻辑、伦理、历史、物理(自然学科)、心理学、美学、教育学等均有研究并有独到见解，被马克思誉为“古代最伟大的思想家”。
伽利略1581年，17岁的伽利略对古希腊的物理学及亚里士多德、埃夫克利德和阿基米德的著作着迷。
伽利略在数学、天文学，特别是力学方面有了很深的造诣，学术上成果累累。
他通过大量的观察和实验总结出了惯性定律、自由落体运动规律和相对性原理；发现了单摆振动的等时性原理；用自制的33倍望远镜观察天象，发现了一系列令人震惊的天文现象。
伽利略将观察到的天文现象写成《星际使者》一书，于1610年发表。
书中介绍了月球上的环状山脉，无数星体构成的银河系，金星的盈亏，木星的四颗卫星，太阳黑斑等等，从而对哥白尼的“天体运行”论提供了有力的支持，同时也动摇了亚里士多德—托勒密的地心说。
八、课堂小结1、由于本节课同学们课前做了充分的预习，不仅使我们这节课能够很好的完成，同时增加了很多课外的知识，使课堂内容更加精彩。
因此，大家今后更加应该注重课前的预习。
2、通过本节课的学习，我们不仅知道了落体运动的规律，更重要的是我们学到了一种科学的研究方法，这对我们今后的研究具有指导性的作用，同学们应该更好地体会它的重要意义。
九、教学反思本节课主要任务是了解伽利略的推理过程，体会伽利略所采用的科学的研究方法。
情感态度价值观目标：经历伽利略的研究过程，感受伽利略不迷信权威，敢于提出问题，积极探索的精神。
教学难点是再现伽利略的研究过程与方法。
在教学中除了教学案例中介绍的内容外，还要强调伽利略研究过程中困难一：速度无法直接测量.伽利略方法上的突破：用位移来间接验证。
困难二：落体运动时间太快，无法准确测.伽利略方法上的突破：“冲淡”重力，在斜面上实验使其加速度减小。
本节课学生展示交流活动较多，这就要求学生课前做好充分的预习。
学生通过对伽利略及亚里士多德的生平简介的查阅，了解科学家的成就及伟大之处，培养学生象科学家学习的品质。
十:附件伽利略对落体运动的研究导学案附件一：导学案2.1伽利略对落体运动的研究陕西省渭南市瑞泉中学张艳利班级姓名一、教学目标1．知识与技能：通过历史回顾,初步了解近代实验科学产生的背景,认识实验对物理学发展的推动作用。
2．过程与方法：了解伽利略的实验研究过程，认识伽利略有关实验的科学思想和方法,培养学生探求知识的能力3．情感态度与价值观：从科学研究过程中体验探索自然规律的艰辛和喜悦，培养敢于坚持真理，勇于创新的科学精神和实事求是的科学态度，逐步帮助学生树立起辩证唯物主义的认识论。