孔啟宏　梁旭

摘要：從任務分解、教學活動、教學建議三方面，以“牛頓第一運動定律”為例，具體闡述如何以教學內(nèi)容為載體，以情景提問為引導，以探究活動為主體，達成核心素養(yǎng)目標的過程.

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)；教學設(shè)計；牛頓第一運動定律；應用

作者簡介：孔啟宏（1980-），男，浙江長興人，本科，中學高級教師，研究方向：高中物理學科教學.

梁旭（1962-），男，浙江上虞人，本科，中學特級教師，浙江省高中物理教研員，研究方向：中學物理教學目標、方法和策略.

1任務分解

任務1：經(jīng)歷力與運動關(guān)系的探究過程.

任務2：理解牛頓第一運動定律.

任務3：牛頓第一定律和慣性的應用.

任務4：探究影響慣性大小的因素.

2教學活動

任務1：經(jīng)歷力與運動關(guān)系的探究過程.

問題情景：如圖1、圖2所示，問題見表1所示.

3如圖2，小球多次從同一位置釋放，小球能到達的位置與釋放位置的高度關(guān)系怎樣？如果沒有摩擦和空氣阻力，小球能夠到達的位置有什么特點？

4如圖2，如果沒有摩擦和空氣阻力，將右邊的斜面變成水平，小球?qū)⑷绾芜\動？會用伽利略理想實驗的方法分析運動與力的關(guān)系.能觀察分析伽利略實驗中小球低于釋放高度的原因并提出證實方案

5為什么亞里士多德對力與運動的關(guān)系的認識，長時間被認為是正確的？他獲得結(jié)論的方法是怎樣的？伽利略又是通過怎樣的方法來獲得結(jié)論？認識到僅依靠觀察得到的結(jié)論未必正確，須在觀察的基礎(chǔ)上進行實驗、分析、推理、論證才能獲得對本質(zhì)的認識

6物體的運動狀態(tài)可以用哪個物理量來描述？你能否將伽利略的表述概括為對運動和力關(guān)系的一般認識？會從伽利略對運動和力關(guān)系的表述逐步概括成牛頓第一定律的表述

教學建議：

（1）思維引導建議：由于學生在初中已經(jīng)學習了牛頓第一運動定律，對問題1，學生可能回答正確的結(jié)論，此時教師可引導學生回憶亞里士多德曾得到怎樣的結(jié)論，同時指出亞里士多德產(chǎn)生的錯誤并不是他個人的原因，反映了當時人們對物體的相互作用——力還缺乏深刻的認識.對問題2，伽利略認為亞里士多德的錯誤原因是沒有認識到摩擦力的存在，學生因為已經(jīng)有各種力的概念，能夠?qū)ι钪械氖吕M行清晰的運動和力的分析，可以讓學生舉例說明.問題3和4的推理過程對于學生不是難點，但需要體驗.問題5，通過學生思考，認識到科學研究的方法對于獲得正確結(jié)論的重要性，問題6，從力和運動的角度，從具體情境到一般表述，引導學生進行更加本質(zhì)的概括，通過這一概括過程，認識不同科學家對物理研究作出的貢獻.

（2）實驗探究建議：①演示實驗不一定要選杯子，用粉筆盒等身邊的東西也可以；②演示斜面實驗，應選用小鋼球，斜面可用PVC材料，比較光滑一些或者用鋼卷尺做斜面，方便調(diào)節(jié)角度.

（3）教學活動建議：問題1至4學生獨立回答；問題5、6在學生思考的基礎(chǔ)上，展示自己的想法，同學與教師補充、完善.

任務2：理解牛頓第一定律.

問題情景：如圖3、圖4、圖5所示，問題見表2所示.

教學建議：

（1）思維引導建議：由于初中就已涉及到固液氣三態(tài)的慣性，所以對學生回答的要求不能僅停留在“因為慣性”，需要細化分析、推理過程，注重對學生科學思維能力的培養(yǎng).例如圖5，學生有可能認為人受到了向前的慣性，所以前傾，我們需要盡可能暴露出學生原有概念的問題，從而示范應用物理規(guī)律的科學思維過程，分析開始時人的運動、剎車后車廂的運動和根據(jù)牛頓第一定律推理得到剎車過程中人相對車廂的運動，解釋現(xiàn)象，進而提升學生的科學思維.

（2）教學活動建議：讓學生回答，在學生回答的基礎(chǔ)上，進一步規(guī)范學生的思維過程和語言表述.

任務4：探究影響慣性大小的因素.

問題情景：如圖8、圖9、圖10、圖11所示，問題見表4.

6圖11為氣墊導軌、光電門裝置，可快速測出滑塊上遮光條通過光電門的擋光時間進行測速，同時測量滑塊經(jīng)過兩個光電門的時間間隔.“運動狀態(tài)改變的難易程度”的表達式是什么？

7如何完成不同速度下的“運動狀態(tài)改變的難易程度”的測量？能夠?qū)τ绊憫T性大小的因素提出猜想，設(shè)計實驗方案或?qū)ふ依訉σ蛩剡M行分析、判斷

教學建議：

（1）思維引導建議：學生可能會受初中慣性章節(jié)后的“制動距離”的影響，已經(jīng)形成了“速度大慣性大”的錯誤概念.而此處的探究正好讓學生體會要得到一個實際問題的結(jié)論需要經(jīng)歷：物理語言描述（概念界定）、模型建立、實驗設(shè)計和方案實施的過程，有利于學生的科學思維和探究能力的提升.

（2）教學活動建議：問題1、2、3可以由學生自主解答；問題3、4可以在獨立思考的基礎(chǔ)上討論，教師引導與點撥；問題5、問題6、問題7可按照學生的程度確定老師引導和學生獨立思考的比例.