一、教学目标

1. 知识与技能目标

- 了解伽利略在研究自由落体运动中的科学方法和实验思想。

- 掌握自由落体运动的基本规律，理解加速度的物理意义。

- 能够运用伽利略的科学思维分析实际问题。

2. 过程与方法目标

- 通过模拟实验和历史资料分析，培养学生科学探究的能力。

- 引导学生从现象出发，进行逻辑推理和假设验证，提升科学思维能力。

3. 情感态度与价值观目标

- 感受伽利略勇于质疑、追求真理的科学精神。

- 培养学生尊重事实、严谨求实的科学态度。

二、教学重点与难点

- 教学重点：伽利略如何通过实验和逻辑推理推翻亚里士多德的错误观点，建立自由落体运动的正确理论。

- 教学难点：理解伽利略在当时条件下如何克服实验困难，设计出合理的实验方案。

三、教学准备

- 多媒体课件（含伽利略生平简介、实验视频片段、自由落体运动动画）

- 实验器材：斜面、小球、计时器、刻度尺等

- 学案材料：伽利略研究自由落体运动的历史背景及关键步骤

四、教学过程

1. 导入新课（5分钟）

教师提问：“你们知道为什么重的物体和轻的物体同时从同一高度落下会同时着地吗？”引导学生思考日常生活中的现象，并引出亚里士多德的观点——“重物下落快于轻物”。接着提出疑问：“这个观点是否正确？是谁提出了不同的看法？”

2. 新课讲授（20分钟）

- 伽利略的科学精神

介绍伽利略的生平，强调他在面对权威时敢于质疑、坚持实践的精神。

展示伽利略的名言：“我不能不认为，这世界是为那些勇敢的人而存在的。”

- 伽利略的研究方法

讲解伽利略如何通过理想实验和实际实验相结合的方法，研究自由落体运动。

重点讲解他如何通过斜面实验来“放大”时间，从而更准确地测量物体的运动情况。

- 自由落体运动规律

结合伽利略的实验结果，引导学生总结出自由落体运动的规律：

- 在忽略空气阻力的情况下，所有物体的下落加速度相同；

- 加速度大小为g=9.8m/s²。

3. 实验探究（15分钟）

组织学生分组进行简易实验：利用斜面、小球、计时器等器材，模拟伽利略的实验方法，测量不同质量的小球在斜面上的运动时间，观察其加速度是否相同。

鼓励学生记录数据、分析结果，并与伽利略的结论进行对比。

4. 小组讨论与交流（10分钟）

提出问题：

- 伽利略是如何克服当时实验条件的限制的？

- 如果没有伽利略，人类对自由落体运动的认识会怎样？

引导学生结合所学内容进行讨论，分享自己的见解。

5. 总结与拓展（5分钟）

- 教师总结伽利略在物理学发展史上的地位及其对后世的影响。

- 鼓励学生阅读相关书籍或观看纪录片，进一步了解科学探索的过程。

五、作业布置

1. 写一篇短文，谈谈你对伽利略科学精神的理解。

2. 完成实验报告，记录实验过程与结论。

六、教学反思

本节课通过历史情境导入，结合实验探究与小组讨论，激发了学生的学习兴趣。在教学过程中，应注意引导学生关注科学方法的形成过程，而不是单纯记忆物理公式。同时，应加强学生的批判性思维训练，使其能够独立思考、勇于质疑。

七、板书设计

```

《伽利略对自由落体运动的研究》

一、伽利略的科学精神

- 质疑权威

- 坚持实践

二、伽利略的研究方法

- 理想实验 + 实际实验

- 斜面实验

三、自由落体运动规律

- 所有物体加速度相同

- g = 9.8 m/s²

四、实验探究

- 分组实验

- 数据分析

```

本教学设计旨在通过历史与科学的结合，帮助学生理解科学发展的内在逻辑，培养其科学素养与探究能力。