《两个铁球同时着地》案例及策略

《两个铁球同时着地》教学案例及策略师：老师这里有两个玩具球，一大一小。我们用它们来代表10磅重的铁球和1磅重的铁球。这两个铁球同时从同一高度落下来，结果会怎样?(教师做两个玩具球同时下落的试验，两个球同时落在讲桌桌面上。)对于现在的人们来说，这是一个很普通的物理现象。可是，就在1590年，人们还没有认识到这个现象，因为当时研究科学的人，都相信古希腊哲学家亚里士多德的话。对他的说法，人们不是一般的相信，而是相信到了什么程度?生：(读课文第二自然段)到了信奉的程度。亚里士多德的话被人们当作不容许更改的真理，如果有人怀疑他的观点，就会受到人们的责备。师：一个人怀疑，许多人责备。什么是“责备”?生：是斥责，是批评，是指责。(指导学生读人们指责的话：“你是什么意思?难道要违背人类的真理吗?”)师：在这样的社会风气下，亚里士多德的话就被人们奉若神明。那么关于这两个铁球怎样落地的，亚里士多德是怎么说的呢?生：(读)亚里士多德曾经说过：“两个铁球，一个10磅重，一个1磅重，同时从高处落下来，10磅重的一定先着地，速度是1磅重的10倍。师：这段话强调了什么?生：强调了两个铁球同时落下时，速度不同。10磅重的是1磅重的10倍。师：要是按照这样的说法，这两个铁球应该怎样从空中落下来?谁来演示一下?(一名学生走到讲台前手持玩具球演示下落的过程。)师：当时人们对这样的说法毫不怀疑。可是有一位年近25岁的数学教授伽利略，读了这句话，他不是轻易地相信，而是先做了什么，又做了什么?生：他先去思考亚里士多德的话对不对，然后又做了许多次试验，证明亚里士多德的话的确说错了。师：我们来品读课文，看看伽利略是怎么思考的，是怎么试验的。先看看他思考的过程。(出示课件)如果这句话是正确的，那么把这两个铁球拴在一起：①落得慢的就会拖住落得快的，落下的速度应当比10磅重的铁球慢；②但是，如果把拴在一起的两个铁球看作一个整体，就有11磅重，落下的速度应当比10磅重的铁球快。这样，从一个事实中却可以得出两个不同的结论，这怎么解释呢?(学生读这段话。)师：一个事实得出两个结论，自然要引起伽利略的怀疑。这里说的“一个事实”指的是什么?“两个结论”指的是什么?生：(经过仔细的研读和思考)“一个事实”指的是伽利略设想的一种特殊的情况，就是“把两个铁球拴在一起”，跟10磅重的铁球下落来比较；这“两个结论”呢，一个说它会比10磅重的铁球落得慢，一个说它比10磅重的铁球落得快。师：伽利略是怎么推导出这两个结论的呢?请一位同学来模拟推导一下，怎么得出的第一个结论，一边说一边演示。生1：(手持铁球边说边讲)这是两个铁球，一个是10磅重，它下落的速度快；一个是1磅重，它下落的速度慢。把它们拴在一起的时候，因为1磅重的铁球下落的速度慢，它就会拖住10磅重的铁球，就像这样，从而使这个整体在下落的时候速度变得慢了一些。师：你为什么说10磅重的铁球下落的速度快而1磅重的铁球下落的速度慢?生1：因为亚里士多德说，两个铁球同时落下时，速度不同。10磅重的是1磅重的10倍。(教师指导学生读“如果这句话是正确的，那么把这两个铁球拴在一起，落得慢的就会拖住落得快的，落下的速度应当比10磅重的铁球慢”这句话。)师：这是第一个结论。第二个结论是它下落的速度要比10磅重的铁球快。谁来推导?生2：(手持铁球边说边讲)这是两个铁球，一个是10磅重，一个是1磅重，把它们拴在一起的时候，他们就是一个整体，就有11磅重。因为亚里土多德说重的铁球比轻的铁球下落的速度快，那么这个11磅重的整体就会比10磅重的铁球下落快。(教师指导学生读“但是，如果把拴在一起的两个铁球看作一个整体，就有11磅重，落下的速度应当比10磅重的铁球快”这句话。)师：一个事实中得出两个结论，这不合乎情理。这两个结论的推导过程中都引用了亚里士多德的观点，推导过程是清晰准确的，自然要怀疑引用的观点。你再看，伽利略运用亚里士多德的观点推导出这两个结论的时候，他确信亚里士多德的观点是正确的了吗?生：不确信。因为伽利略想：“这样，从一个事实中却可以得出两个不同的结论，这怎么解释呢?”这可以证明。师：这是他思考之后产生的怀疑。他在思考的过程中，他相信吗?生：他在用亚里士多德的说法时先说了“如果”，“如果这句话是正确的”，说明他还不能确信这个说法，说明他很谨慎、很小心。师：“如果这句话是正确的”，这是一种假设，至于到底是不是正确，那要看你的说法是不是经得起推敲。经得起推敲，我就相信，否则我就怀疑。在我得出判断之前，我不确信你的说法是正确的。我们把这段话完整地读一下，读出你在思考，读出你很谨慎，读出你的思考一步一步很严谨。(学生读伽利略思考的语段。)师：请你用自己的话来完成这个思考过程，一层一层地表述这个意思，体验一下怎样严谨地思考问题。(学生练习两分钟，同桌互相说，指名练习说。)师：伽利略不但通过思考对亚里士多德的话产生怀疑，他还用试验来验证自己的怀疑。课文写伽利略做试验的过程只写了一句话。生：(读)伽利略带着这个疑问反复做了许多次试验，结果都证明亚里士多德的这句话的确说错了。师：一边读一边去品味，伽利略的试验有什么特点?生：(读后)他做了“许多次”试验。生：他是“反复”做试验。生：他是带着疑问去做试验。师：“反复”和“许多次”一样吗?生：“许多次”强调了次数多，“反复”就是说他是反反复复地做。生：“反复”就是说他重复地做了许多次试验。师：如果说“反复”做就是重复地做试验，那么我们把“反复”改为“重复”，行不行?生：(又读了一遍后)不行。师：为什么?“反复”是不是“重复”呢?生：“重复”就是说这个实验原原本本地再做一次，跟上一次做的没有什么不同；“反复”是说他还是在做这个试验，但是跟上一次做的可能会不一样。师：请你说一说有哪些不一样?生：可能他使用的球不一定都是铁的，可能用铜球，还可以换铝球来试。生：球的重量可能不一样。他可能用10磅重的和1磅重的两个铁球做试验，然后用20磅重的和1磅重的铁球来试验。他会更换不同重量的铁球来做试验。生：还有铁球下落的高度不一样，他可能让两个球同时从5米处下落，还可能从50米处下落。师：也就是说伽利略想了各种各样的情况去反复地做试验。他为什么要这样?生：这样的试验结果才可靠。(指导学生再读伽利略做试验的句子。)师：于是他就得出了结论——(生读)“两个不同重量的铁球同时从同一高处落下来，总是同时着地，铁球往下落的速度跟铁球的轻重没有关系。”师：他已经证明了亚里土多德的话的确说错了。后来他又在比萨斜塔上做了一次公开试验。这样做的目的就不仅是为了探求这个事实的真相，而且是为了让大家明白一个道理。(指名读课文第五自然段。)师：许多人来到比萨斜塔周围，等着看伽利略的笑话。师：作者写伽利略做公开试验的过程只写了两个动作，一个是“拿着”，一个是“脱手”。就是这样的两个动作完成了科学史上的一项重要的试验，给塔下的人们，给当时的整个欧洲以巨大的震撼。(指名读课文第六自然段，学生想象当时的情景。)师：这时大家才明白，“原来像亚里士多德这样的大哲学家，说的话也不是全都对的”，这句话怎么理解?生：就是说，再伟大的人，他说的话也可能出现错误。我们不能迷信伟人。师：这是第一层意思。“说的话也不是全都对的”，再体会。生：就是说，伟人说的话，有的对，有的不对。师：这是第二层意思。再体会，是不是错了很多呢?生：不是，对的还是占多数，错的只占一小部分。师：对。这又是一层意思。所以读课文的时候要善于细细地品味，把课文里的意思准确地领悟到。(教师指导学生读课文最后一句话。)师：对于权威的话，我们要学习，但不能迷信。而且，善于学习才能善于思考、善于发现。伽利略能严谨地思考问题是因为他学习了亚里士多德的逻辑学，他用试验的方法去研究科学，是向古希腊的另一位大学者阿基米德学习的结果。师：你们学习教材的时候，是不是不加思考就相信呢?(出示课件：两个铁球，一个10磅重，一个1磅重，同时从高处落下来，10磅重的一定先着地，速度是1磅重的10倍。)师：请看这句话是书上的原文。如果亚里士多德的话是正确的，10磅重的铁球的速度就是1磅重的铁球的10倍，那么按照课文的这种说法，10磅重的一定先着地吗?有没有其他情况?请你审视这句话的说法是不是很严谨。生：(仔细阅读之后)课文只说两个铁球同时从高处落下来，没有说从同一高处落下来。这样的话，有可能10磅重的不先着地。师：什么情况下10磅重的不先着地?生：比如说，10磅重的铁球离地10米，1磅重的铁球离地1米，这时，两个铁球就同时着地。生：再比如，10磅重的铁球离地10米，1磅重的铁球离地不到1米，这时，1磅重的铁球就先着地。师：课文的表述有漏洞，怎么修改就严谨了?生：把课文中的“同时从高处落下来”一句话改为“同时从同一高处落下来”。(指导学生修改课文。)师：像伽利略那样理性地对待问题，严谨地思考问题，你才能发现真理。不论是哪一种源于祖传的思想和行为，在你没有验证之前，都不可轻信。不论对方是挚友，是老师，是市长甚至拥有更大权力的人物，他们的话都需要经过思考验证之后，才能被你认可。生：李老师，我忽然想起一句话，“吾爱吾师，吾更爱真理”。师：对，不尊重真理，其实更是对师长多年培育的亵渎。师：我们再从一个新的角度审视一下课文。课文一共六个自然段，第一自然段写伽利略在上学期间就喜欢思考，第三、四、六自然段写他的怀疑和试验。那么课文的第二、五自然段不是写伽利略的事情，能不能去掉?生：不行。因为这两个自然段写出了当时人们对亚里士多德的信奉，写出了当时的社会风气，谁都不思考，还对有思想的人进行责备、嘲讽，这就更加显出了伽利略的了不起。师：所以，一篇文章是一个整体，每一部分都在发挥特定的作用。在这篇文章中，伽利略的思想和精神也因为有了这两个自然段的烘托，而显出对人类思想进步的巨大价值。先学到这里，下课。【教学策略】《两个铁球同时着地》这篇课文讲述了意大利科学家伽利略在科学研究的过程中，对亚里士多德的一个学说真理产生怀疑，经过反复试验证明了亚里土多德的说法是错误的，然后走上比萨斜塔把结论公诸于世。课文表现了伽利略独立的人格、科学的精神和宏大的境界。伽利略读到亚里士多德关于两个铁球在同一高处同时下落重的先着地轻的后着地的说法后，没有盲目地相信，而是设想了一种特殊的情况：把这两个铁球拴在一起下落，跟10磅重的铁球相比又会怎样?然后他运用亚里土多德观点进行严谨而清晰的推理，得出了两个相反的结论。因为推理过程的严谨和清晰，伽利略开始怀疑亚里土多德观点的正确性。这个过程中，我们应注意三点：首先是思考之前，别人都信奉亚里士多德的观点，甚至信奉到把他的观点当作人类的真理，不容任何人置疑，他仍然要进行理性的思考：这个观点对不对?记得梭罗说过，不论是哪一种源于祖传的思想和行为，在你没有验证之前，都不可轻信。在学术面前，在人格层面，庶民与伟人平等，没有谁高高在上，没有谁只有听从的份儿而不可以思考。这是一种理性，一种尊严，一种独立的人格。其次是在思考过程中，他始终没有认定亚里士多德的说法是正确的，而是采取假设的办法——“如果这个说法是正确的”，使得推理可以进行。再次是思考之后，他看到结果不合情理，但并不是马上否定亚里土多德的说法，而是怀疑其说法，多么理性、严谨。这个过程中，理性的精神、独立的人格、严谨的推理交融在一起，展现着知识分子应有的精神境界。怀疑过后，“伽利略带着疑问反复进行了许多次试验，结果都证明亚里土多德的这句话的确说错了”。这里需要注意的是“反复”一词。“反复”看上去似乎与“许多次”同义，实际上，这里没有用“重复”而选用“反复”一词，意味着这许多次试验可能会涉及到各种因素的变化，如高度、球体的质地、两球重量的比例等，这意味着伽利略在对它能想到的各种情况进行试验，这种情况下得出的结论才具有说服力，才能经得起推敲和检验，才能站得住。他对科学、对试验结果的负责任，从这种周密的试验过程中体现出来。至此，他已经完成了对自由落体试验的原理的研究，得出了结论。进行公开试验的目的已经不是为了再次验证，而是为了将结论公诸于众，是为了让人类走出认识的误区，认识真相，让人类在此基础上再去思考、再去研究、再去发现，让人类的认识不断进步、思想不断发展。这个过程中，伽利略的研究针对的是亚里土多德的观点和人类思想和认识的停滞，他绝不是为了以此挑战权威。伽利略的研究一直是冲着真理去的，支撑他的是知识分子的责任、良知和境界。这里最重要的是他“不计利害地追求真理”(罗素语)，“吾爱吾师，吾更爱真理”，这是一种怎样的境界。不仅如此，他对前贤仍保持应有的尊重，你看，他的思考过程就是在运用亚里士多德的逻辑学成果，它运用试验来研究自由落体的原理，是阿基米德实验物理学的延续。其实，伽利略的理性精神、独立人格和宏大境界，正是古希腊人文精神的表现。如果不是这样，人类思想史和科学史上这一闪耀光辉的事件的主角就不会是伽利略。文章在写伽利略进行研究的同时，用了两个自然段写了人们对亚里士多德的信奉和对反对亚里士多德的人的责备、嘲讽。这两个自然段的价值在于描绘出当时弥漫欧洲的社会风貌、集体的无意识。这就从社会背景的角度烘托出伽利略的思考和试验对推动人类认识进步所起到的价值。这篇文章清晰而理性的叙述、精当的结构、严谨的用词，与所叙述的人和事件的内涵极其