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　　“自由落体运动”的实验探究教学设计
　　“实验探究教学方法”就是在教师指导下，以实验为基础，以探究为红线，学生通过实验操作、观察来研究认识物理现象，认知物理过程，探究物理规律，从而获得物理知识，形成技能，同时使学生的智力得到发展的一种教学方法。
　　“自由落体运动”是高中物理“直线运动”一章的重要的一节课，是匀变速直线运动规律的典型应用。教材通过举例引出物体下落快慢与重力关系的讨论，并通过“毛钱管”实验得出自由落体运动的概念。然后在观察自由落体闪光照片的基础上，定性分析得出物体越落越快，即物体做加速运动，并没有进行定量分析，直接援引伽利略的研究结果，给出了自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，并且给出了重力加速度的大小为 ，方向是竖直向下的。
　　从教学形式和教材编写上看，整个过程有举例、设问、讨论、实验和分析，但从知识的形成过程可以看出，教学结果只是让学生相信并记忆自由落体运动的定义，教学的重点落在了对自由落体运动规律的练习和应用上，而忽视了学生的认知规律，使知识的形成出现了断层，教学过程未能使学生对物理学习产生兴趣，对知识形成进行科学探究，从而使学生的思维得到启迪。自由落体运动的错误论断在两千余年的时间里一直被人们所信服，这里除了一大批学者和亚里士多德的经验观察之外，还有人们的定势思维和生活经验的束缚。物理学家伽利略通过艰辛探索，不断创新、大胆实验终于冲破了传统观念的束缚。而他对物理知识的研究思想、理想实验的合理外推，才使自由落体运动的正确结论浮出水面。
　　教学中如果能以实验为基础，再现这段历史，不仅有利于学生对物理学习的兴趣，也能培养学生对知识形成过程的学习，同时开发了学生的创新思维。基于此因，笔者在本节课的教学中，按照教材的思路，以实验为基础，以探索为方法，重点在于研究自由落体运动正确结论的得出过程。
　　一、验证亚士多德观点的实验
　　1.亚里士多德的观点
　　物体下落的快慢是由它所受的重力的大小决定的，物体越重，下落得越快。
　　2.实验验证
　　［实验1］取一枚硬币和与其大小相同的纸片，让它们从离桌面等高处，同时下落。
　　观察结果：硬币比纸片先落到桌面。
　　实验结论：物体越重，下落得越快，亚里士多德观点似乎是正确的。这一结论既与人们日常观察相符合，也与人们的定势思维相一致。
　　二、质疑亚里士多德观点的实验
　　1.质疑观点
　　物体越重，不一定下落得越快。
　　2.实验验证
　　［实验2］将实验1中的圆形纸片揉成纸团，重复上述实验，观察结果，重力不等的物体下落的快慢几乎相同。
　　［实验3］让学生从同一张纸上剪出两个同样大小的圆形纸片，把其中一个揉成纸团，让纸片和纸团从离桌面等高处同时下落。
　　观察结果：重力相等的纸团和纸片没有同时落在桌面上，纸团比纸片落得快。
　　［实验4］伽利略巧妙的推理实验：伽利略在1638年写的《两种新科学的论断》一书中，采用对话形式论述了这一问题，他以萨尔维阿蒂的身份出现，而以辛普利邱代表亚里士多德的观点，书中有这样一段对话：
　　萨尔维阿蒂：如果把两个自然速率不同的物体连在一起，那么落得快的物体会被落得慢的物体拖着而减速，慢的物体会被快的物体拖着而加速。你同意吗？
　　辛普利邱：没有疑问，你说得对。
　　萨尔维阿蒂：但是，如果这是对的，那么我们取一块大石头，例如它的下落速率为8，而取一块小石头，下落速率为4，将它们拴在一起，整个系统的下落速率应该小于8；但是两块石头拴在一起，要比那块速率是8的石头大。因此，重物体比轻物体的运动速率要小；这个结论刚好和你的推测相反。这样，你就看到了从你的重物体较轻物体下落得快的假设，我怎样推出了重物体下落得更慢的结论。
　　辛普利邱：我完全被搞糊涂了……说实在的，这完全超出我的理解力……
　　这段对话，以亚里士多德的观点为基础，伽利略通过巧妙的假设和推理，得到了重物体比轻物体下落得更慢的结论。
　　3.实验结论
　　分析以上三个实验，发现有时重力相等物体下落快慢不同，有时重力不等物体下落快慢却相同，有时轻的物体比重的物体下落得更快，即物体下落快慢与重力无关。
　　亚里士多德的观点陷入到自相矛盾的境地，学生也进入到无所适从的地步，这一点正好能够激发学生的求知欲，进而遇到讨论、思考，并在下面的学习中形成对自由落体运动的