在物理学的发展历程中，伽利略·伽利莱是一位具有里程碑意义的科学家。他的研究不仅奠定了经典力学的基础，还推动了人类对于自然规律的认识。本教学设计旨在通过引导学生深入了解伽利略对自由落体运动的研究过程，帮助他们掌握科学探究的方法，并激发对物理学科的兴趣。

教学目标

1. 知识与技能

学生能够理解伽利略关于自由落体运动的主要观点及其背后的实验逻辑；学会使用简单的工具进行初步的物理测量。

2. 过程与方法

通过模拟伽利略的经典实验（如斜面实验），让学生体验科学探究的过程，包括提出假设、设计实验、收集数据、分析结果等步骤。

3. 情感态度价值观

培养学生的批判性思维能力，鼓励他们尊重事实、勇于质疑权威；同时感受科学研究的乐趣以及团队合作的重要性。

教学重点难点

- 重点：理解伽利略如何通过实验推翻亚里士多德关于重物下落速度的观点。

- 难点：将抽象的物理概念转化为可操作性强的教学活动。

教学准备

- 实验器材：木板、小球、计时器或手机秒表。

- 多媒体课件：展示伽利略生平及其重要贡献。

- 分组讨论材料：提供相关背景资料供学生查阅。

教学过程

引入新课

首先播放一段短片介绍伽利略的一生，尤其是他挑战传统观念的故事。然后提问：“为什么当时的人们认为‘重的东西比轻的东西下落得更快’？伽利略又是怎么证明这个说法是错误的呢？”以此引发学生思考。

新知讲解

教师简要概述亚里士多德的观点及伽利略提出的反驳理由。接着解释伽利略是如何利用斜面减缓物体下落速度来观察其运动规律的。强调实验设计的重要性——即使是在没有精确仪器的情况下也能得出可靠结论。

实践操作

将全班分成若干小组，每组发放一套实验装置。指导学生按照教材中的步骤完成“斜面滚球”实验：

1. 调整斜面角度，让小球从顶端自由滚下；

2. 使用计时器记录不同高度所需时间；

3. 记录每次试验的数据并绘制图表。

完成后，请各组分享自己的发现，并讨论为何伽利略会选择这种方法而非直接测试垂直下落的情况。

深度探讨

引导学生思考以下几个问题：

1. 如果伽利略没有发明望远镜，他是否还能取得如此辉煌的成就？

2. 在当今社会，类似伽利略这样的质疑精神还有价值吗？

总结归纳

回顾整个课堂内容，总结伽利略对自由落体运动研究的意义。最后布置作业：查找更多关于伽利略其他贡献的信息，并尝试联系实际生活寻找实例。

板书设计

```

伽利略对自由落体运动的研究

一、背景介绍

- 亚里士多德的观点

- 伽利略的质疑

二、实验设计

- 斜面滚球法

- 数据记录与分析

三、现代启示

- 批判性思维

- 科学探究精神

```

通过这样系统化的教学安排，相信学生们不仅能学到具体的知识点，更能体会到探索未知世界的魅力所在。