初中数学《牛顿第一定理》教学设计一、案例背景1、教材剖析本节是人教版选修一第四章《牛顿运动定理》第一节。本章是在后面三章对力和运动分别研究的基础上，进一步阐述物体的运动状态变化和物体的受力情况间的关系．牛顿运动定理是帮助学生理解力和运动关系的桥梁，是动力学的基础，也是整个精典数学理论的基础。牛顿第一定理阐明了运动和力的关系，是牛顿数学学的基石，热学的第一原理，它破不仅历时两千年以来亚里士多德的错误观点，改变了人类的自然观和世界观，本身还包含着重、惯性和参考系的科学概念，是数学学理论的支柱和基石．在教学中，不能把它看做牛顿第二定理的特殊情况，它意在引导中学生了解科学的发觉和发展．本节课采用的理想实验法，在化学研究中具有极其重要的地位和作用。2、教学重难点及学情剖析教学重点1．理解伽利略理想实验中彰显的科学思想2.理解牛顿第一定理，把握惯性，力与运动的关系．教学难点牛顿第一定理是理想定理，描述的是物体在不受力的情况下遵守的运动规律，与生活实际有一定距离，部份朋友从日常经验出发，常常会形成错误的认识，这就使中学生在理解上容易出现障碍。也是历来中学生在做这部份习题时容易出现问题的诱因。惯性现象是自然界、生活中的普遍现象，并且概念是具象的。
对“惯性”概念的理解对中学生是一个难点，尤其是对于惯性现象进行科学的解释3、教学目标三维目标1．知识与技能（1）理解力和运动的关系，晓得物体的运动不须要力来维持．（2）理解牛顿第一定理，晓得它是逻辑推理的结果，不受力的物体是不存在的．（3）理解惯性的概念牛顿第一定律公式f，晓得质量是惯性大小的量度．2．过程与方式培养中学生严谨的逻辑推理能力；要能透过现象了解事物的本质，对化学问题决不能主观臆测；通过对大量实例的剖析，培养中学生归纳、综合能力。擅于思索、善于总结，把数学与实际生活紧密结合。3．情感、态度与价值观（1）让中学生晓得科学研究过程的艰辛，感悟实验加推理的科学研究方式。（2）借助生活中的事例来认识惯性与质量的关系．鼓励中学生大胆发言，并学因而用．4、教学设计思路本节课的教学设计，主要是弘扬新课程所提倡的探究学习、自主学习、合作交流，让中学生体验知识的获取过程，并通过动手实验和借助紧贴中学生生活的实例，达到突破重难点的目的。按照新课改要求，本节采用探究式教学，以数学史实为线索引学案生得出化学规律。化学学是一门与自然、生活、技术进步和社会发展有着最为广泛联系的科学。采用讲授灌输式教学方法，远离科学探究乐趣，她们是不可能热爱数学课程的。
所以要让中学生在体验中获得数学规律，在化学史实中展现思维的力量和美。本节课的设计特征是重视体验数学规律的发觉和发展。科学家的创造性思维品质和勇于置疑、坚持真理的献身精神成为情感心态价值观教育的好素材。另外，探究式实验验证是本节课必须要的。5、课前打算教具准备：多媒体讲义、小车、长木板、棉布、毛巾、小球、自制理想斜面实验器（每3人一组：2人配合实验，1人记录整理）、刻度尺、木块、气垫滑轨、滑块等．知识打算：力的概念及力的作用疗效．6、课时计划：1课时二、教学过程教学环节班主任活动中学生活动设计意图引入课题1.视频导出嫦娥二号发射过程：将卫星发射到太空必需要有推力强悍的灰熊。力与运动之间有着密切的联系，由此引出本章内容。2.常识导出（图片）1．我国公安交通部门规定，从1993年7月1日起，在各类大型汽车后排搭乘的人（包括司机）必须系好安全带，为何？2．展示一张极具视觉冲击力的相片——亚洲飞人柯受良开车飞跃长江，他凭哪些有这些胆识去飞跃气魄恢弘的长江呢？3.情境导出动手做一做：用手推桌上的书，之后停止使劲，观察书的运动状态变化。由此看来，必须有力作用在物体上，物体才运动；没有力作用在物体上，物体就不运动——两千多年前古埃及科学家亚里士多德就得出了这样的推论，这个推论正确吗？中学生讨论，班主任借此导出新课．观看、聆听、动手体验、思索、渴望探究力与运动的关系。
通过生产生活中的一些现象导致中学生探索数学知识的兴趣，同时为惯性的学习打下伏笔。新课教学历史回顾之亚里士多德1．亚里士多德观点：力是维持物体运动的诱因（在得出亚里士多德的观点后）通感：你觉得这个观点有哪些问题？（中学生思索后回答）2.指导中学生实验：设计斜面货车实验：在中学生提出的观点后强调：亚里士多德的观点似乎错误，但仍然维持和统治人们的思想近两千年，你能用桌面的器材设计实验推翻他的说法吗？（介绍器材：货车、长木板、棉布、毛巾、）提出指导问题：（1）、如何让货车初速率相同？（2）、毛巾、棉布、木板的粗糙程度如何？（3）、如何减少货车在水平面上的滑行距离？3．价值观渗透：亚里士多德说法似乎错误，但他在当时提出了好多观点，有时侯提出问题比证明一个问题更难，所以说亚里士多德毫无疑惑是伟大的。1、思考、回答问题2、设计实验、感受体悟：力并不一定能维持运动，货车停出来正是由于力（磨擦力）制约了运动。3.对力的作用疗效有了更进一步的认识。中学生似乎有不同的观点，因为小学已学习过这部份知识牛顿第一定律公式f，所以中学生会得到此观点是错误的，但不少朋友心里的担忧还是存在的。既然有顾虑，那最好的办法就是让中学生通过自己动手动脑去摒弃疑团。
同时，为提出伽利略理想实验打好伏笔。历史回顾之伽利略1．指导中学生实验：指导中学生动手操作，重温伽利略理想实验，重点注意引导中学生进行科学推理。2.演示实验：虽然现实生活中没有绝对光滑的平面。但可以创造比较光滑的平面去证明伽俐略的看法——气垫滑轨上物体近匀速的运动。3.视频观看：体育项目——冰壶球运动，因为球运动过程阻力很小，能以几乎不变的速率前进。4.小结及价值观渗透：（1）伽俐略理想实验对科学研究的意义。（2）介绍伽俐略其人其事，让中学生意识到：一个规律的发觉并不是一帆风顺的，不是一开始的认识就是对的，而是须要人类不断探求能够产生的，并明白科学研究过程的艰辛和科学家因此所付出的努力和心血。1.动手操作，观察记录，推理剖析，感悟实验加推理的科学研究方式。伽利略理想实验似乎难以在现实生活中实现，但却是构建在实验基础之上，通过科学推理得出，因而是完全正确的。推论：在水平面上运动的物体假如没有遭到磨擦阻力，物体将沿水平面以恒定的速率持续运动下去。2.感受体悟爱因斯坦对伽利略的评价。给中学生充分展示自己思维过程的机会，让她们自己去探索数学规律的真假，让每一个中学生都还能深刻感受力和运动之间的关系。通过理想斜面实验，说明化学研究中紧抓主要诱因，忽视次要诱因的必要性，同时也展示了数学研究思想的美妙和逻辑的力量。
让中学生学习感受高手科学家勇于指责权威，敢于探求的精神品质。历史回顾之笛卡尔1.指导中学生阅读笛卡尔相关内容提醒中学生思索笛卡尔说法与伽利略说法的优缺：与伽俐略同时代的意大利科学家笛卡儿，补充和建立了伽俐略观点。他觉得：假如没有其他缘由，运动的物体将继续以同一速率顺着一条直线运动，既不会停出来，也不会偏离原先的方向。他支持了伽利略力不是物体的运动的观点，而且还指出没有力作用时物体的运动情况。他还觉得，这应当要作为一个原理加以确立，而且是人类整个自然界的基础。2.价值观渗透：科学理论的建立不是一蹴而就，须要科学家们不断地推动。阅读理解，剖析笛卡尔说法的进步性。让中学生感受科学理论的发展建立过程。牛顿第一定理1.提出终极论断——牛顿第一定理（惯性定理）：一切物体总保持匀速直线运动状态或静上状态，直至有力促使它改变这些状态。2.继续设疑，引导中学生加深理解：既然牛顿第一定理更健全，这么它从几个方面论述了力和运动的关系？（让中学生讨论交流并回答）。3.在中学生回答基础上，进一步总结，对定理的理解强调：（1）物体运动不须要力。(不受力时，运动物感受仍然运动下去，静止的物感受仍然静止)，提出“惯性”概念。（2）力是改变物体运动状态的诱因。
4.设疑：牛顿第一定理能够用实验来验证？推论：不能，由于不受力作用的物体是不存在的．受力但合力为零可看做不受力．在中学生回答的基础上，做出肯定，并强调：牛顿第一定理其实所描述的是一种理想化状态，但它却正确阐明了自然规律．5．价值观渗透介绍牛顿——“经典热学之父”的成就，强调牛顿第一定理是牛顿热学系统中的基础。牛顿的直率。1.思索、对牛顿第一定理内容逐条进行推理剖析。2.讨论交流，深刻理解牛顿第一定理的内涵。培养中学生的推理剖析能力，并加深对牛顿第一定理的理解。培养中学生合作探究的意识。牛顿第一定理的应用1.回答引入部份的两个问题：（1）司机为何必须系好安全带？（观看视频：车辆碰撞模拟实验）（2）柯受良为什么能飞跃长江？2.播放视频（车上抛球），请朋友解释。3.要求中学生分组讨论搜集生活中的有关“惯性”的现象，并解释。思索、讨论、观察、推理、通过理论与实践相结合的形式，进一步加深对牛顿第一定理的理解。让中学生进一步感遭到化学是一门与生产生活联系密切的科学。要能学因而用。小结通过板书，总结本节主要内容：1、回顾历史，诸位科学家的贡献，指出一下伽利略“理想实验”的意义。2、牛顿第一定理告诉我们亮点：即（1）物体都有“惯性”，（2）力的作用疗效是改变物体的运动状态。思索、整理知识点，产生完整的知识体系。通过小结，使中学生产生完整的知识体系。课后作业拓展1、完成本节课后练习。2、放学后在安全有保障的情况下，找各类机会体验“惯性”，思索惯性与这些诱因有关，写出心得。通过完成作业，巩固本节所学。通过作业，备考巩固所学知识，拓展知识，进一步提升剖析推理能力。