6伽利略对自由落体运动的研究教学设计及教案分析

6　伽利略对自由落体运动… 高中物理       人教2003课标版

       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。

       本节是新教材注重过程与方法、情感态度和价值观的一个标志性内容，意在让学生了解并学习伽利略研究自由落体运动的科学思维方法和巧妙的实验构思 [学科网(www.zxxk.com)--教育资源门户，提供试卷、教案、课件、论文、素材及各类教学资源下载，还有大量而丰富的教学相关资讯！] 。过去的教学过分注重对知识与技能的掌握，而忽略了对科学精神、科学研究方法的培养。因此，能否通过这节课的学习让学生体会到人类对自然世界的探究思想和方法，感受到一位伟大的科学家的高尚情操，就成为这节课最终的目标。为了更好地落实新课标的精神，该教学策略采用了先让学生收集相关资料，在课堂上经过讨论和发表见解，充实和完善伽利略的研究过程与方法。引导学生一步步体会伽利略严谨的科学态度、不畏强权的探索精神和正确地解决问题的思路，树立正确的科学观念。

1、学生已有知识 

通过本章前几节的学习，学生已经知道了匀变速直线运动的基本规律和研究方法，会利用规律分析和解决一些简单的运动的问题。 

2、学生欠缺之处 

对于物理规律的发展并没有太多的了解，不知道一些简单的物理规律在以前是怎样被总结出来的。在思考物理现象时，还是比较容易受主观经验的影响，对物理规律有所怀疑或还没形成物理思维。对物理问题的思考缺少严密的推理。 

3、应对的策略 

通过本节内容可以让弥补以上不足，让学生对科学理论的发展有一个概观，进一步知道在思考物理问题时逻辑推理，数学计算，实验探究，修正推广的重要意义。逐渐形成严谨的物理思维。

1、知识与技能

（1）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）了解两位伟大科学家的生平和主要经历；

（3）知道伽利略对自由落体运动的研究方法。 

2、过程与方法

（1）学会自己查找资料学习物理学史的方法；

（2）通过伽利略对自由落体运动现象的研究体验科学的研究方法；

3、情感态度与价值观 

（1）学习科学家们对知识敢于质疑的勇气；

（2）学习科学家们科学研究的执著精神；

（3）通过学生自己查找资料，提高学生对物理学的兴趣；

（4）通过对亚里士多德和伽利略的了解，认识到科学的探索是一个漫长的过程，需要几代人的 不懈努力； 

（5）从科学研究过程中体验探索自然规律的艰辛和喜悦，培养也于坚持真理，勇于创新的科学精神和实事求是的科学态度。

重点：伽利略对落体问题的逻辑推理。

难点：伽利略的验证性实验的设计；伽利略的理想外推。

 开篇为了捕获学生的眼球，且能为引出亚里士多德的博学、伽利略追求真理的伟大作铺垫，笔者在PPT投影上展现哈佛大学校训：

与柏拉图为友，亚里士多德为友，更重要的是与真理为友。——哈佛校训

学生看了这一句校训，显然感到既陌生又熟悉，柏拉图， 著名的古希腊哲学家，当然应该与他为友，但亚里士多德似乎在初中物理书上提及他有很多观点是错的，怎么还与他为友呢？与真理为友这是很自然的事情。

教师此时可以买个关子以呈现和破解心中的谜团：为什么大名鼎鼎的哈佛大学的校训中要出现亚里士多德，究竟他有何成就呢？更重要的是与真理为友，在物理学史又是谁给这句校训作了最好的诠释呢？下面就让我们来看两段人物介绍来猜测分别是哪位科学家？并在伽利略的介绍中引出伽利略研究自由落体运动能够成功与他深信“自然界的规律是简单的”分不开的和他的专著《两种新科学的对话》。

教师指出，历史上第一位研究运动或者说落体运动的大师是亚里士多德，他从生活中很多常见的下落事实提出：物体下落的快慢是由重量决定的。

显然，仅仅把亚里士多德的观点呈现显然是不够的，课堂立意应在于让学生发现观点背后的研究方法和该方法的弊端所在：观察——经验总结，该方法的弊端往往表现为有时候明显可见的线索却是引向错误的判断上去，也就是说，光凭经验来做判断常常是靠不住的。

新教材上简短地提及了伽利略在他1638年出版的《两种新科学的对话》一书中对亚里士多德的论断的质疑，并进行了逻辑归谬。不少物理教师往往这样照搬教材的处理方式，笔者在教学中发现学生其实还是很希望看看伽利略当年在专著中是如何逻辑归谬的，而且《两种新科学的对话》一书的辛（亚里士多德）、萨（伽利略）跨越时空的对话的创作手法也是值得学生学习的，说不定日后就有学生学习伽利略的这种写作技法写出精彩的文章和专著。于是，笔者截屏了比较有名的郭奕玲、沈慧君编著的《物理学史》（清华大学出版社）一书的相关片段，并PPT投影。

通过这段文字的阅读不仅让学生真实地看到了当年伽利略巧妙化身萨尔维阿蒂来呈现自己观点的创作风格，仿佛一下子完成了时空的穿越，而且能够有效提高学生的阅读科学名著的能力和逻辑思辨能力，还能引起学生课后继续阅读伽利略以及其他物理学家相关名著的兴趣。所以，笔者认为，这不仅仅是一段学史的投影，而是一次品读大师逻辑思想的绝佳机会，若允许，笔者甚至建议教材编写者应该把伽利略相关手稿和中文译稿原汁原味地印在教科书上。

到此，学生自然地联想到熟知的传说中的比萨斜塔实验，而作为教师显然不仅仅是让学生了解伽利略在比萨斜塔上完成该实验与否的历史考证，更为重要的是让学生知道伽利略是位物理学实验大师，他即使没有在比萨斜塔上完成该实验，他也肯定在其他场合亲自实践过一轻、一重两个物体的落体实验，这是向学生传达物理学的严谨及其研究方法：观察—逻辑推理——实验(对比实验)，伽利略的成功绝不是凭空而来。

猜想与假说

历史上有很多物理学大师的成就与他们敢于应用和实践直觉思维是分不开的，伽利略也不例外。他笃信：自然界是简单的，自然界的规律也是简单的。也就是说伽利略猜想自由落体运动一定是最简单的加速运动，而速度应该是均匀变化的。接着伽利略又给出了两个假说，即：1.速度随位移均匀变化？（v∝x）2.速度随时间均匀变化？（v∝t）。

因为前面已经学过速度、平均速度、瞬时速度和加速度，而在前一节刚刚深入学习了自由落体运动，学生容易误认为伽利略的猜想也没啥，似乎这样的猜想很自然。所以在品味这一段大师的思想时一定要前置相关伽利略时期对“运动”的了解程度，只有学生知道了相关背景，才能体会伽利略的不易，尤其是的创造性，包括他提出“自然界及其规律的简单原则”和两个假说，才能理解爱因斯坦著名论断：“提出一个问题往往比解决一个问题更重要。”

对猜想的巧妙思辨

伽利略面对自己提出的两种假说，有何如何去取舍的？书本上仅仅表达了“如果v与x成正比，将会推导出十分复杂的结论”便否定了v∝x，教师若同样用这句话来讲给学生，这显然会给人以敷衍搪塞的感觉。于是，笔者再次截屏了《物理学史》一书的相关片段。

这一段文字的投影不仅仅是让学生体会伽利略对于v∝x的猜想的悖论发现过程，更重要的是如何把纯文字转化为物理量的理解，因为笔者发现有相当多的学生对于文字转化为物理或数学量有着种种的不适应，而这其实也与我们教学现实中的阅读缺失分不开的。

到此，笔者启发学生物理学有很多问题可以借助图像来巧妙求解，能否通过图像来帮助伽利略发现这是一个悖论？很快有学生提出绘制v_x图像，而图像的斜率是时间的倒数，而且是一个定值，这显然是不可能的。这样的教学处理既起到了学以致用的目的，而且避免了物理学史学习的被动性。

伽利略在 的猜想被否定后，转向 的实验验证，当年伽利略首先在速度测量上遇到的技术困难教材上已交代得很清楚，而教师要向学生渗透地应是伽利略从直接验证转向间接验证，伽利略再次运用逻辑得到新猜想：若 ，则必有 。但是，教材上并未对伽利略的逻辑推导予以展现，于是笔者从伽利略当然的图示推导和学生进行公式推导两个方式进行了展示。

这样的一段教材处理只能说基本还原了伽利略当年的处理过程和数形变换的思维亮点，只是因为笔者在学习《物理学史》中的伽利略推导过程时，发现若直接引入课堂有两个不足：一是推导过程似乎有点冗长，加上学生的思考处理时间，显得耗时偏长；二是伽利略的推导过程其实还是有不少来自于他的直觉思维。因此，伽利略的数形结合的处理方法是最值得学生学习的地方。

实验验证

       因为是对 的实验验证，对于课堂上的学生而言似乎只需用刻度尺处理长度（即位移）、秒表记录时间即可。教材指出了伽利略当年计时装置简陋的史实，不过笔者认为这一史实最好后置于学生实验之后，即利用直径约2cm一个、钢球一个米尺一把、机械停表（0.1秒）一个，由每两位同学配合测量钢球由米尺顶端下落至底端的时间。

       笔者安排这一学生实验意在让学生体会落体运动完成的太快了，很难测量了，而且也为伽利略“冲淡”重力的巧妙设计最好铺垫。事实也是这样，各小组测量的结果偏差非常的大，有0.28s、0.36s、0.47s、0.55s……，于是学生想到增大高度来增加下落时间，但教师可以引导学生探究并否定高度增加的可行性。到此，说明伽利略当时只能依靠滴水计时法的不易显得自然而能使学生产生共鸣。

思考：物体做自由落体运动的，时间很难测量，能否让它的速度慢一点？

学生讨论，教师启发并引出“冲淡”重力的巧妙设计”。

       伽利略是位物理实验和逻辑推理的大师，但是，作为教师要让学生感悟大师的思想最佳办法就是还原和呈现当年大师的精妙的实验方法和高超的实验技巧，于是笔者在课堂现场完成了相关实验的操作和数据处理。

伽利略斜面实验器材：一长木板，在木板上刻一条直槽，经过打磨，在直槽上贴羊皮纸，尽可能使之平滑，用自制水钟计时，探究光滑的黄铜小球沿倾斜直槽滚下的运动情况

       课堂实验器材：长约2米的平直导轨（双面凹槽，且上有以cm为单位的刻度），电子节拍器（有两种不同的时间间隔），大小不同的2个小球，厚度不同的木块2块，米尺。

       实验过程：取厚度不同的木块2块分别垫置于平直导轨一端以形成两次倾角不同的凹槽斜面（其中倾角2＞倾角1），让直径合适的一个小球1、2分别从顶端滚下，并在时间间隔为2、3、4、5个单位时用细木棒拦住小球，读取此时刻度值并输入EXCEL表格记录、处理。

       学生心中难免还是有这样的疑问：伽利略是不是也如同我们课堂仅仅做了两次实验就得出结论呢？他当年又是如何面对实验数据的偏差呢，毕竟他的实验仪器没有现在精确？

       笔者安排投影了《物理学史》中的“伽利略的数据手稿”和相关史实。

      而伽利略对第三列数据几个地方的修改并非臆想，而是前后经过100多次实验综合后得出的，有着严谨的逻辑思维和实验数据采集过程。到此，可以让学生由EXCEL表格加以小结，即：

1.小球沿斜面的运动是匀加速直线运动。

2.斜面倾斜角越大，小球加速度越大。

3.相同斜面，不同小球，加速度相同。

       伽利略的“冲淡”重力不仅仅是想减缓下落速度，更重要的是外推到自由落体运动，但怎样才能用小球在斜面上运动的结论来认识落体运动的规律呢？

伽利略在斜面实验的基础上外推至自由落体运动，表面上似乎仅仅是斜面倾角的增大而已，笔者认为在教学中教师不应该如此浅显的表达，而应再次说明伽利略的外推是基于大量的实验，而且这样的角度外推有着伽利略的直觉和逻辑推理思想的影子，因为在伽利略当年大家对自由落体运动认识还很模糊，而且他所使用的器材在斜面倾角超过 就很难准确计时了，可见伽利略的合理外推需要很大的勇气。

       伽利略对自由落体运动是匀加速直线运动的结论得出，显然与世人常见的轻重物体下落事实时矛盾的。伽利略对此也做出了修正：“如果完全排除空气阻力，那么，所有物体下落都将一样快。”现在看这句话，似乎没有什么，但是在伽利略那个年代，大家对力的认识还很模糊，所以伽利略在没有真空环境可能进行实验验证的情况下提出“完全排除空气阻力”的猜想是需要很大勇气的。而伽利略提出的“在科学研究中，懂得忽略什么，有时与懂得重视什么同等重要。”更是应该结合本节课让学生好好学习和体会的。

重现了和模拟探究了大师伽利略当年的研究过程，笔者及时地让学生总结伽利略的研究历程，即：对现象的一般观察→提出假设→运用数学和逻辑进行推理→实验检验→修正和推广→形成理论。并由此提炼出伽利略科学思想方法的核心：把实验和逻辑推理（包括数学推演）和谐地结合起来。笔者此时投影了伽利略《两种新科学的对话》一书中关于这一科学方法的一段话：“大门已经向新方法打开，这种将带来大量奇妙成果的新办法，在未来的年代里定会博得许多人的重视。”事实也是如此，爱因斯坦对伽利略的评价可见一斑：“伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法，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。”事实上，伽利略创立的运动鞋理论的过程相当复杂，既有思辨，又有实验，他依靠的是思辨和实验的相互印证、相互补充。

      本节课安排在《自由落体运动》之后，即学习完使用打点计时器或频闪照片等方法研究得到自由落体规律，学生难免感到多余和对伽利略斜面实验的不屑，因此重申重现伽利略的实验过程，真正的目的不是为了规律本身，而是学习和感悟大师伽利略在寻找规律的过程中所使用的与前人完全不同的一种全新的科学研究方法和坚持真理的科学精神。

       笔者发现，不少物理教师在本节课中往往仅是强调伽利略逻实验辑和逻辑推理的和谐结合的思想方法，漠视伽利略的科学精神的介绍和亚里士多德研究的时代局限性，因为学生心目中伽利略更多地是位天才，事实上，伽利略坚持真理而被囚禁、被排挤，甘于贫穷仍献身科学的科学精神更能触动学生心灵；而亚里士多德，似乎在物理学领域是个错误百出的反面典型，事实上，亚里士多德时代对空气、力等基本的认识还几乎是空白，他注意观察、善于总结的特点对时代的科学进步其实还是有较大贡献的。因此，笔者基于以上考虑在本节课教学末尾点评了“对两位大师的再认识”。

课堂练习:

1．17世纪意大利科学家伽利略在研究落体运动的规律时，做了著名的斜面实验，其中应用到的物理思想方法属于(　　)

A．等效替代法　B．实验归纳法

C．理想实验法    D．控制变量法

2．关于伽利略对自由落体运动的研究，以下说法正确的是(　　)

A.伽利略认为，在同一地点，重的物体下落得快，轻的物体下落得慢

B.伽利略猜想运动速度与下落时间成正比，并用实验测出不同时刻的速度，验证了他的猜想

C.伽利略通过猜想，数学推演、做铜球沿斜面运动的实验，并将实验结果合理外推、最终得到自由落体运动的速度与时间是成正比的

D.伽利略设想，斜面倾角越接近90°，小球沿斜面滚下的运动越接近自由落体运动

6　伽利略对自由落体运动的研究

6　伽利略对自由落体运动的研究

 开篇为了捕获学生的眼球，且能为引出亚里士多德的博学、伽利略追求真理的伟大作铺垫，笔者在PPT投影上展现哈佛大学校训：

与柏拉图为友，亚里士多德为友，更重要的是与真理为友。——哈佛校训

学生看了这一句校训，显然感到既陌生又熟悉，柏拉图， 著名的古希腊哲学家，当然应该与他为友，但亚里士多德似乎在初中物理书上提及他有很多观点是错的，怎么还与他为友呢？与真理为友这是很自然的事情。

教师此时可以买个关子以呈现和破解心中的谜团：为什么大名鼎鼎的哈佛大学的校训中要出现亚里士多德，究竟他有何成就呢？更重要的是与真理为友，在物理学史又是谁给这句校训作了最好的诠释呢？下面就让我们来看两段人物介绍来猜测分别是哪位科学家？并在伽利略的介绍中引出伽利略研究自由落体运动能够成功与他深信“自然界的规律是简单的”分不开的和他的专著《两种新科学的对话》。

教师指出，历史上第一位研究运动或者说落体运动的大师是亚里士多德，他从生活中很多常见的下落事实提出：物体下落的快慢是由重量决定的。

显然，仅仅把亚里士多德的观点呈现显然是不够的，课堂立意应在于让学生发现观点背后的研究方法和该方法的弊端所在：观察——经验总结，该方法的弊端往往表现为有时候明显可见的线索却是引向错误的判断上去，也就是说，光凭经验来做判断常常是靠不住的。

新教材上简短地提及了伽利略在他1638年出版的《两种新科学的对话》一书中对亚里士多德的论断的质疑，并进行了逻辑归谬。不少物理教师往往这样照搬教材的处理方式，笔者在教学中发现学生其实还是很希望看看伽利略当年在专著中是如何逻辑归谬的，而且《两种新科学的对话》一书的辛（亚里士多德）、萨（伽利略）跨越时空的对话的创作手法也是值得学生学习的，说不定日后就有学生学习伽利略的这种写作技法写出精彩的文章和专著。于是，笔者截屏了比较有名的郭奕玲、沈慧君编著的《物理学史》（清华大学出版社）一书的相关片段，并PPT投影。

通过这段文字的阅读不仅让学生真实地看到了当年伽利略巧妙化身萨尔维阿蒂来呈现自己观点的创作风格，仿佛一下子完成了时空的穿越，而且能够有效提高学生的阅读科学名著的能力和逻辑思辨能力，还能引起学生课后继续阅读伽利略以及其他物理学家相关名著的兴趣。所以，笔者认为，这不仅仅是一段学史的投影，而是一次品读大师逻辑思想的绝佳机会，若允许，笔者甚至建议教材编写者应该把伽利略相关手稿和中文译稿原汁原味地印在教科书上。

到此，学生自然地联想到熟知的传说中的比萨斜塔实验，而作为教师显然不仅仅是让学生了解伽利略在比萨斜塔上完成该实验与否的历史考证，更为重要的是让学生知道伽利略是位物理学实验大师，他即使没有在比萨斜塔上完成该实验，他也肯定在其他场合亲自实践过一轻、一重两个物体的落体实验，这是向学生传达物理学的严谨及其研究方法：观察—逻辑推理——实验(对比实验)，伽利略的成功绝不是凭空而来。

猜想与假说

历史上有很多物理学大师的成就与他们敢于应用和实践直觉思维是分不开的，伽利略也不例外。他笃信：自然界是简单的，自然界的规律也是简单的。也就是说伽利略猜想自由落体运动一定是最简单的加速运动，而速度应该是均匀变化的。接着伽利略又给出了两个假说，即：1.速度随位移均匀变化？（v∝x）2.速度随时间均匀变化？（v∝t）。

因为前面已经学过速度、平均速度、瞬时速度和加速度，而在前一节刚刚深入学习了自由落体运动，学生容易误认为伽利略的猜想也没啥，似乎这样的猜想很自然。所以在品味这一段大师的思想时一定要前置相关伽利略时期对“运动”的了解程度，只有学生知道了相关背景，才能体会伽利略的不易，尤其是的创造性，包括他提出“自然界及其规律的简单原则”和两个假说，才能理解爱因斯坦著名论断：“提出一个问题往往比解决一个问题更重要。”

对猜想的巧妙思辨

伽利略面对自己提出的两种假说，有何如何去取舍的？书本上仅仅表达了“如果v与x成正比，将会推导出十分复杂的结论”便否定了v∝x，教师若同样用这句话来讲给学生，这显然会给人以敷衍搪塞的感觉。于是，笔者再次截屏了《物理学史》一书的相关片段。

这一段文字的投影不仅仅是让学生体会伽利略对于v∝x的猜想的悖论发现过程，更重要的是如何把纯文字转化为物理量的理解，因为笔者发现有相当多的学生对于文字转化为物理或数学量有着种种的不适应，而这其实也与我们教学现实中的阅读缺失分不开的。

到此，笔者启发学生物理学有很多问题可以借助图像来巧妙求解，能否通过图像来帮助伽利略发现这是一个悖论？很快有学生提出绘制v_x图像，而图像的斜率是时间的倒数，而且是一个定值，这显然是不可能的。这样的教学处理既起到了学以致用的目的，而且避免了物理学史学习的被动性。

伽利略在 的猜想被否定后，转向 的实验验证，当年伽利略首先在速度测量上遇到的技术困难教材上已交代得很清楚，而教师要向学生渗透地应是伽利略从直接验证转向间接验证，伽利略再次运用逻辑得到新猜想：若 ，则必有 。但是，教材上并未对伽利略的逻辑推导予以展现，于是笔者从伽利略当然的图示推导和学生进行公式推导两个方式进行了展示。

这样的一段教材处理只能说基本还原了伽利略当年的处理过程和数形变换的思维亮点，只是因为笔者在学习《物理学史》中的伽利略推导过程时，发现若直接引入课堂有两个不足：一是推导过程似乎有点冗长，加上学生的思考处理时间，显得耗时偏长；二是伽利略的推导过程其实还是有不少来自于他的直觉思维。因此，伽利略的数形结合的处理方法是最值得学生学习的地方。

实验验证

       因为是对 的实验验证，对于课堂上的学生而言似乎只需用刻度尺处理长度（即位移）、秒表记录时间即可。教材指出了伽利略当年计时装置简陋的史实，不过笔者认为这一史实最好后置于学生实验之后，即利用直径约2cm一个、钢球一个米尺一把、机械停表（0.1秒）一个，由每两位同学配合测量钢球由米尺顶端下落至底端的时间。

       笔者安排这一学生实验意在让学生体会落体运动完成的太快了，很难测量了，而且也为伽利略“冲淡”重力的巧妙设计最好铺垫。事实也是这样，各小组测量的结果偏差非常的大，有0.28s、0.36s、0.47s、0.55s……，于是学生想到增大高度来增加下落时间，但教师可以引导学生探究并否定高度增加的可行性。到此，说明伽利略当时只能依靠滴水计时法的不易显得自然而能使学生产生共鸣。

思考：物体做自由落体运动的，时间很难测量，能否让它的速度慢一点？

学生讨论，教师启发并引出“冲淡”重力的巧妙设计”。

       伽利略是位物理实验和逻辑推理的大师，但是，作为教师要让学生感悟大师的思想最佳办法就是还原和呈现当年大师的精妙的实验方法和高超的实验技巧，于是笔者在课堂现场完成了相关实验的操作和数据处理。

伽利略斜面实验器材：一长木板，在木板上刻一条直槽，经过打磨，在直槽上贴羊皮纸，尽可能使之平滑，用自制水钟计时，探究光滑的黄铜小球沿倾斜直槽滚下的运动情况

       课堂实验器材：长约2米的平直导轨（双面凹槽，且上有以cm为单位的刻度），电子节拍器（有两种不同的时间间隔），大小不同的2个小球，厚度不同的木块2块，米尺。

       实验过程：取厚度不同的木块2块分别垫置于平直导轨一端以形成两次倾角不同的凹槽斜面（其中倾角2＞倾角1），让直径合适的一个小球1、2分别从顶端滚下，并在时间间隔为2、3、4、5个单位时用细木棒拦住小球，读取此时刻度值并输入EXCEL表格记录、处理。

       学生心中难免还是有这样的疑问：伽利略是不是也如同我们课堂仅仅做了两次实验就得出结论呢？他当年又是如何面对实验数据的偏差呢，毕竟他的实验仪器没有现在精确？

       笔者安排投影了《物理学史》中的“伽利略的数据手稿”和相关史实。

      而伽利略对第三列数据几个地方的修改并非臆想，而是前后经过100多次实验综合后得出的，有着严谨的逻辑思维和实验数据采集过程。到此，可以让学生由EXCEL表格加以小结，即：

1.小球沿斜面的运动是匀加速直线运动。

2.斜面倾斜角越大，小球加速度越大。

3.相同斜面，不同小球，加速度相同。

       伽利略的“冲淡”重力不仅仅是想减缓下落速度，更重要的是外推到自由落体运动，但怎样才能用小球在斜面上运动的结论来认识落体运动的规律呢？

伽利略在斜面实验的基础上外推至自由落体运动，表面上似乎仅仅是斜面倾角的增大而已，笔者认为在教学中教师不应该如此浅显的表达，而应再次说明伽利略的外推是基于大量的实验，而且这样的角度外推有着伽利略的直觉和逻辑推理思想的影子，因为在伽利略当年大家对自由落体运动认识还很模糊，而且他所使用的器材在斜面倾角超过 就很难准确计时了，可见伽利略的合理外推需要很大的勇气。

       伽利略对自由落体运动是匀加速直线运动的结论得出，显然与世人常见的轻重物体下落事实时矛盾的。伽利略对此也做出了修正：“如果完全排除空气阻力，那么，所有物体下落都将一样快。”现在看这句话，似乎没有什么，但是在伽利略那个年代，大家对力的认识还很模糊，所以伽利略在没有真空环境可能进行实验验证的情况下提出“完全排除空气阻力”的猜想是需要很大勇气的。而伽利略提出的“在科学研究中，懂得忽略什么，有时与懂得重视什么同等重要。”更是应该结合本节课让学生好好学习和体会的。

重现了和模拟探究了大师伽利略当年的研究过程，笔者及时地让学生总结伽利略的研究历程，即：对现象的一般观察→提出假设→运用数学和逻辑进行推理→实验检验→修正和推广→形成理论。并由此提炼出伽利略科学思想方法的核心：把实验和逻辑推理（包括数学推演）和谐地结合起来。笔者此时投影了伽利略《两种新科学的对话》一书中关于这一科学方法的一段话：“大门已经向新方法打开，这种将带来大量奇妙成果的新办法，在未来的年代里定会博得许多人的重视。”事实也是如此，爱因斯坦对伽利略的评价可见一斑：“伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法，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。”事实上，伽利略创立的运动鞋理论的过程相当复杂，既有思辨，又有实验，他依靠的是思辨和实验的相互印证、相互补充。

      本节课安排在《自由落体运动》之后，即学习完使用打点计时器或频闪照片等方法研究得到自由落体规律，学生难免感到多余和对伽利略斜面实验的不屑，因此重申重现伽利略的实验过程，真正的目的不是为了规律本身，而是学习和感悟大师伽利略在寻找规律的过程中所使用的与前人完全不同的一种全新的科学研究方法和坚持真理的科学精神。

       笔者发现，不少物理教师在本节课中往往仅是强调伽利略逻实验辑和逻辑推理的和谐结合的思想方法，漠视伽利略的科学精神的介绍和亚里士多德研究的时代局限性，因为学生心目中伽利略更多地是位天才，事实上，伽利略坚持真理而被囚禁、被排挤，甘于贫穷仍献身科学的科学精神更能触动学生心灵；而亚里士多德，似乎在物理学领域是个错误百出的反面典型，事实上，亚里士多德时代对空气、力等基本的认识还几乎是空白，他注意观察、善于总结的特点对时代的科学进步其实还是有较大贡献的。因此，笔者基于以上考虑在本节课教学末尾点评了“对两位大师的再认识”。

课堂练习:

1．17世纪意大利科学家伽利略在研究落体运动的规律时，做了著名的斜面实验，其中应用到的物理思想方法属于(　　)

A．等效替代法　B．实验归纳法

C．理想实验法    D．控制变量法

2．关于伽利略对自由落体运动的研究，以下说法正确的是(　　)

A.伽利略认为，在同一地点，重的物体下落得快，轻的物体下落得慢

B.伽利略猜想运动速度与下落时间成正比，并用实验测出不同时刻的速度，验证了他的猜想

C.伽利略通过猜想，数学推演、做铜球沿斜面运动的实验，并将实验结果合理外推、最终得到自由落体运动的速度与时间是成正比的

D.伽利略设想，斜面倾角越接近90°，小球沿斜面滚下的运动越接近自由落体运动

• 优点:

  本节课经过了精心的安排和设计，落实了各概念的三维目标，突破了重难点。老师很好地把握住了教材的要求，始终以引导学生为主，启迪学生思维，渗透物理思维和方法。好课！！

• 缺点: