1、恩谱恩谱谈谈牛一牛一 第一次: 说说牛顿第一定律教学,刚看完邢红军老师高端备课这一篇,觉得他在破除 学生前概念上做得非常不错,但在理想实验处理上就一般般了,伽利略理想斜面 实验不能像邢红军老师那样分析,实际上,该实验背后藏着能量守恒,所以不是 什么斜面倾角无限趋近于零了就是水平面了,而是小球必须找到一个斜坡爬到 h 高度,若有斜面,则爬 h 高度,若一直没找到坡坡,小球将一直向前运动他 的使命就是找斜坡,爬上去,爬到 h 高度,没有斜面,就只好永远运动下去 这才是伽利略理想斜面实验的真实意图, 邢红军老师文章没真正挖掘出斜面实验 的能量守恒含义,所以他把斜面当做了关键。 第二次: 邢红军教授牛
2、顿第一定律高端备课的破除前概念很精彩, 但似乎高一上新课 不能用啊他举的例子全部是曲线运动的, 涉及运动的分解高三复习他举 的例子很好,那篇文章感觉缺乏一线教学经验。 这一个例子更直接涉及相对运动、 参考系的转换问题惯性系问题被隐藏 起来了 总体上讲,这篇文章针对牛顿第一定律展开是失败的,但有一点儿,提出破 除前概念,还是值得借鉴的。 刚上传的这个片段里看得出来, 潘天俊老师对这一节的物理学史研究得还算 比较深入,但这一个片段里有两个致命缺陷。其一是引入部分的那个学生活动 他没有选取经典的惯性实验, 而用了一个干扰因素很多的实验头顶书, 推, 从视频可以看出,很多同学头顶的书从前面掉下来了,其
3、二是伽利略斜面实验 他没有直接演示小球在另一边上升到了“原来的高度”。而是一路问为什 么小球没有达到原来的高度,而是一路问为什么小球没有达到原来的高度。 关键是,学生或许会认为,小球本来就不会上升到“原来的高度”,老师干嘛非 要说可以,而且还要找达不到“原来高度”的原因,所以,这个部分的处理,只 能是观察,不能要求学生分析。 老师一步一步演示:有绸布时,爬高了一些;没有绸布时,又爬高了一些, 并且很接近原来的高度;然后再让学生分析两者的不同,进而猜想,这两个实验 是不是说,小球在斜面较光滑的时候,能够上升得更高?但这个高度却都低于原 来的高度。再推测,如果斜面更光滑一些呢?再推测,如果斜面更光
4、滑一些呢, 并且演示中不宜要求学生分析小球为什么不能滑到原来的高度, 而是引导分析三 组实验的区别是什么,并提出猜想,是不是斜面足够光滑,小球就一定会到达原 来高度呢这个结论,其实只是一个猜想而已。 亚里士多德关于运动的学说:自然运动和受迫运动。亚氏将基于物质本性的 运动称之为自然运动,违逆其本性的运动称之为受迫运动,亚氏认为,自然界物 质依其本性可分为三类:地上的物体、空中的物体和天体。地上的物体本性是懒 惰不愿意运动,它总是想停下来。空中的物体本性是要回家轻的物体家 在天上,总的物体家在地上。空中的物体本性是要回家轻的物体家在天上, 总的物体家在地上。 亚氏认为:物质基于本性的自然运动就是
5、,地上的物体停下,空中的物 体重落轻升,天体匀速圆周运动(神圣的、对称的、和谐的)。 违逆本性,就必须施加影响,要使地上物体运动就需要力来维持。要使 空中的物体比如轻的物体不上升,就必须施加向下的力,重的物体不下落, 就必须施加向上的力。至于天体那是人力不可为的,也是不能为的神圣 不可侵犯,所以没有受迫运动,亚氏的自然运动、受迫运动以及物质本性等概念 被伽利略、笛卡尔等人继承了下来。伽利略指出新物理学的物质本性是惯性,笛 卡尔指出新物理学的自然运动是匀速直线运动。 牛顿指出新物理学的受迫运动是因为力力这个概念第一次成为一个清晰地 物理概念,是在牛顿那里,他总结的运动的第一定律,牛顿第一定律指出
6、:物体 由其本性总要保持原来的运动状态不变,除非有外力迫使它改变这种状态为止。 这就定义了力力是改变物体运动状态的原因产生加速度的原因, 笛卡尔 和牛顿把天上、地上、空中的物体本性都说成是一样的,因此其自然运动也是一 样的。这就比亚里士多德的三类要简单些物理学追求用统一的理论解释一 切:简单、统一是物理学理论的一个重要目标。牛顿更迈进一步,把地上的实验 室得出的运动定律推广到天体,得出了万有引力定律,从而把天上地下统一在了 一起。所以牛顿的万有引力定律在人类对自然界的认识上有着重要的意义, 牛顿 体系也为物理学理论树立的典范。 在牛顿第一定律的教学那里,亚氏理论是不宜过早抛出来的,建议在万有引 力定律得出之后,再科普这一部分内容。牛顿第一定律按教材处理亚里士多 德的理论就够了, 在万有引力定律之后科普时,还可以加上开普勒的伟大突破 他抛弃了神圣的圆周运动,引入了椭圆轨道。 哥白尼、布鲁诺的伟大突破天体不再神圣, 天体真的不再神圣要在 万有引力定律建立之后。哈雷彗星的按预言回归,以及天王星、海王星的发现。