作业内容
一、设计思想
数学学是一门与自然、生活、技术进步和社会发展有着最为广泛联系的科学。让中学生封闭在既不联系自然，也不联系生产、生活，远离科学探究乐趣，甚至根本不可能存在的“思辩游戏”式的困局和怪题的监牢之中，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数学规律的发觉和发展，对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，实验的验证是本节课必须要的。适当介绍一些数学学史的知识，通过对大量实例的剖析，让中学生真正理解力不是维持物体速率的缘由，而是改变物体速率的诱因。先是介绍了人类对力和运动关系的发展历史，并注重述说了伽俐略的理想实验及其重要的实验思想。之后引入了牛顿第一定理，引入了惯性概念，并由此剖析出力不是维持物体速率的缘由，而是改变物体速率的诱因。
二、教材剖析
牛顿第一定理是牛顿定理的基石，正是由于它破不仅历时近两千年的亚里士多德的错误，改变了人类的自然观和世界观，才造成牛顿第二定理得出。与此同时，它本身还包含着重、惯性、和参考系这种极富成果的科学概念，成为数学学理论的支柱和基石。另外，伽利略的研究过程蕴含了重要的科学方式，教学中要引导中学生领会牛顿第一定理的含意，充分说明伽利略“理想实验”的实验基础和推理过程，展示了伽利略斜面理想实验的猜测根据、推断结果这一思维过程，通过教学让中学生明晰运动和力的关系，提高对力、惯性、质量等基本概念的理解。惯性是中学生学习运动和力的基础，因其具象难懂而成为难点。新课标中本节内容对中学生有以下基本要求：1．了解亚里士多德对力和运动关系的阐述及存在的错误。2．认识伽利略研究运动和力关系的思想方式，了解理想实验的作用。3．晓得速率是描述物体运动状态的数学量。4．理解牛顿第一定理的内容牛顿第一定律实验证明，能够运用牛顿第一定理解释有关现象。5．晓得惯性是物体的固有属性，晓得质量是物体惯性大小的量度。6．运用惯性概念，解释有关实际问题。在发展要求中：1．了解运动学和动力学研究角度的差别。2．会辨识惯性系与非惯性系。
三、学情剖析
本节所述内容在中学课本上已涉及到，小学课本中用到的标题是惯性定理，所以中学生已有一定的基础，关键是怎么让中学生加深对牛顿第一定理的理解。对力和运动的关系，从日常经验出发，人们常常会形成错误的认识，所以使中学生构建起运动改变的缘由在于物体间的互相斥力的观点，不是轻而易举的事情。在对惯性的学习中，这仍是中学生难于理解的问题。许多中学生把物体具有保持匀速直线运动和静止状态的性质与物体在这些状态下的特性混为一谈。
四、教学目标
1.理解牛顿第一定理的内容及意义。理解惯性，晓得日常生活中因为惯性而形成的简单现象，会解释日常生活中的惯性现象。
2．能力、方法目标：培养中学生严谨的逻辑推理能力；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、态度目标：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。
五、重点难点
本节的重点是伽利略理想实验，难点是对惯性的理解。
六、教学策略与手段
探究式教学，按化学史实为线索展示数学规律的产生。
七、课前打算
自制理想斜面实验器（用有很小凹槽的厚实铝塑板作为轨道）、气垫滑轨。
八、教学过程
1．创设情境、新课引入
（1）引导中学生看两张来自生活的图片（多媒体投影）：
①警察叫司机系安全带，为何？
②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？
（2）演示一个惯性现象的小实验：用棒敲击叠放的象棋子。
通过生活中的一些现象导致中学生探索化学知识的兴趣，同时为惯性的学习打下伏笔。
2．历史回顾
首先让朋友看一个实验：用手伞车，车前进，停止使劲，车停止。
通感：生活中还有什么类似这种的现象？（由中学生思索后回答）
中学生答：可能有如静止的单车使劲踩脚踩板才开始运动，如没有对车继续使劲牛顿第一定律实验证明，它最终会停出来。静止的吊床使劲时，它会摆动上去。停止使劲时，它会最终停出来，等等。
两种主要观点：
1．亚里士多德观点：力是维持物体运动的缘由
（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）
中学生其实有不同的观点，因为高中已学习过这部份知识，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。
在中学生提出的观点后强调：亚里士多德的观点仍然维持和统治人们的思想近两千年，才到三百年前伽俐略才强调，力不是维持物体运动的缘由，物体运动不须要力。强调亚里士多德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。
2．伽俐略的观点：物体运动不须要力
说明：爱因斯坦增把一代一代科学家探求自然奥秘的努力，称作福尔摩斯侦探小说中破案过程，有时侯显著可见的线索却把人们引向错误的判定。也就是说，光凭经验来做判定往往是靠不住的，在探求运动缘由的“侦探小说”里，亚里士多德正是因为凭着生活中明显的线索引出了错误判定。
通感：现今假定你是伽俐略，你会找寻如何的“侦察”方法去推翻这维持两千年的“错案”。导致亚里士多德错误观点的“罪魁帮凶”是哪些呢？
（组织中学生进行互相讨论思索：之后叫几组中学生代表发言）
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。
推论：造成亚里士多德错误观点的“罪魁帮凶”是：磨擦力（说明单车停下，停下不是没有受外力，而是受了磨擦力才停的，如没有磨擦力，会永远运动下去不停，看来物体运动是不需力的）。
介绍伽俐略创造的“侦察”方法：理想斜面
这个看法是怎样形成的呢？伽俐略注意到，当一个小球沿斜面下滚时速率会降低，小球沿斜面上滚时时速率会降低，他由此推测，当小球沿水平面滚动时，它的速率应当不增不减，实际上他发觉，球越来越慢，最后停出来，伽俐略觉得：这是因为磨擦阻力的缘故，他推理：若没有磨擦力，球将永远滚下去，为了说明他的思想，他设计理想斜面实验。
（1）实验演示理想斜面实验整个过程（说明：主要是为了理解伽俐略的思想）
（2）再用视频动漫演示理想斜面实验
通过对理想斜面实验的演示，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。（因为现实生活中不可能有绝对光滑的斜面，所以这个实验是个“理想实验”。）
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：
实验：气垫滑轨上物体近匀速的运动
视频观看：目前的一项体育项目——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。
最后总结（投影）：
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，通过对伽俐略其人其事的了解，指出强调，在我们明天看来是极其简单的道理。在它发觉的最初常常是十分艰辛的，假如没有坚强的意志和信念，没有足够的事实和理论根据去支持你，许多人可能会舍弃，但伽俐略没有舍弃。
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。
至此，我们早已对力和物体运动之间的关系有了一个正确的认识。
3．与伽俐略同时代的波兰科学家笛卡儿，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，但是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。
指出笛卡儿对伽俐略观点的提高与补充，强调二者之间的差别。
3．定理的学习、理解
在伽俐略和笛卡儿的正确推论隔了一代人后，由牛顿总缔结整个牛顿热学的一条基本定理。
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——物理学的基石。
投影介绍牛顿——“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。
对定理的理解强调：
①物体运动不须要力。(不受力时，运动会仍然运动出来，静止的仍然静止)
②力是改变物体运动状态的缘由。
思索与讨论：从牛顿第一定理我们获知，物体都要保持它们原先的匀速直线运动或静止的状态，或则说，它们都具有抵抗运动状态变化的“本领”。并且这些“本领”的大小是不一样的。
物体抵抗运动状态变化的“本领”，与哪些诱因有关？请你们通过实例进行剖析。
由中学生分组讨论，搜集各组的实例和观点，老师对此进行总结并对错误的认识进行引导和纠正。强调：把物体具有保持原先匀速直线运动状态或静止状态的性质叫惯性。在此基础上，再提以下通感：
通感一：是不是说只有匀速直线运动或静止的物体才有惯性呢？变速的物体有没有惯性？
通感二：液体、气体有没有惯性？
(留一定的时间给中学生自由思索)
现象：观看装水的汽球破后，水还要维持原先的状态
由现象得出：惯性是物体固有的属性，与物体的运动状态无关，物体的质量是物体惯性的量度。
通过下边的问题来巩固和理解牛顿第一定理（由中学生剖析并回答）
问题：被踢出的冰块，在磨擦力可以忽视的冰层上匀速滑动，冰块受不受往前的斥力？
4．定理的应用
通过视频展示：锄头扬沙（通感：为何沙可以被扬出？由中学生回答）
实验演示车运动遇到障碍物后停止，车上物体似乎（要求解析车停后，车上物体似乎的缘由）
提问：你能列举生活中还有什么与惯性有关的现象？
在中学生列举一些惯性的实例后，看两段视频材料：
人在车上抛球，最后落回地面（可结合此理解为何月球在自转，人起跳后就能落回原地）
车辆实验厂里的车辆启动和制动的过程，以及为何要系安全带的必要性（呼应新课引入“司机为何要系安全带”）
最后，在爱因斯坦的一句话中结束这节课：伽利略的发觉以及他所应用的科学的推理方式，是人类思想史上最伟大的成就之一，并且标志着化学学的真正开端。（指出这节课中理想实验的科学思想方式的重要性。）