2004年，山东、宁夏、广东、海南4省区作为全国高中新课程改革的首批实验区进入实验，2007年秋季高中新课程改革将在全国全面展开。笔者根据新一轮的高中物理课改的要求，设计了《自由落体运动》的四个教学片段，参加了湖北省2006年9月在湖北十堰举行的青年教师优质课竞赛，得到了评委和听课教师的好评，获得一等奖。现介绍如下：
　　片段一：营造物理——做游戏测时间
　　上课一开始，提出疑问：想知道你们的反应快慢吗？在学生很想知道自己的反应快慢的情况下，教师与一名学生做游戏进行测量：教师用手握住尺的上端，使尺处于竖直状态，学生把手的拇指和食指放在尺的下部，做好捏住尺的准备，眼睛盯住教师的手，当看到教师松手的动作后，学生立即用手指捏。学生告诉大家手指捏住的刻度，在学生回到座位的过程中，教师隐蔽的观察尺的背面的读数（自制反应时间测定尺），然后大声宣布反应时间。怎样得到反应时间呢？学生感到很疑惑。为了了解其中的奥秘，本次课我们来研究尺子下落的运动，引出课题《自由落体运动》。通过营造这样的物理情景，激发出疑惑：想知道测量反应时间的奥秘，并期待着对下落运动的研究。
片段二：感悟物理——认识落体模型
　　其实，现实生活中的落体运动处处可见，它们是否就是我们今天要研究的自由落体运动呢？下面我们来观察几组物体下落的实验。
　　实验1（钢球与纸片实验）：让钢球与纸片从同一高度由静止同时下落。学生观察到的现象：钢球先落地，教师引导得出结论：重的物体下落得快。这个结论是否具有普遍性呢？带着这个问题继续观察。
　　实验2（纸片和纸团实验）：取相同两张纸，将其中一张剪去一半，并揉成纸团，让纸团与纸片同时同高度由静止下落。学生观察到的现象：纸团先落地，学生很快得出结论：轻的物体下落得快。教师引导分析：两个实验为什么会得到相反的结论呢？是什么共同的原因使纸片比铁片和纸团都下落得慢呢？学生想到：纸片受到空气的阻力作用比较大．
　　显然，空气的存在影响了它们的运动。如果没有空气，情况又会怎样？我们设计一个没有空气的环境再次实验。引出实验3（牛顿管实验）：将铁片和羽毛片置入牛顿管中，用抽气机对牛顿管抽气，几分钟后密封。让铁片和羽毛片同一高度由静止同时释放，让学生先猜想再观察，带着猜想观察：两物体并肩同行且同时落到另一端。于是得到结论：在真空环境中，轻重不同的物体下落一样快。在这里，顺便介绍美国宇航员斯科特的月球表面实验：将一把重锤和一片羽毛同时同高度由静止释放，结果同时落地。一方面，有力的说明了牛顿管实验结论的正确性，另一方面，培养学生的学习兴趣，进行热爱科学的教育。
　　接下来，联系物理学史进行简短介绍：历史上对这一问题的认识过程与我们今天的研究差不多。早在2000多年前，亚里士多德通过对生活的观察和思考，得到了实验一的结论，到了17世纪，意大利的物理学家伽利略通过巧妙的推理，揭示了亚里士多德观点的片面性，还当众在著名的比萨斜塔上做了一个实验：轻重不同的两个铁球同时落地。（展示两副多媒体图片，一副是亚里士多德观点和伽利略观点对比图片，另一副是伽利略的比萨斜塔落体实验图片）
　　感受了这些物体下落的现象后，然后上升到一定的理论高度，引出自由落体运动的定义：物体只在重力作用下由静止开始下落的运动。要求学生通过找关键词的办法，说一说自由落体运动的必备条件：物体只受重力，初速度为零．接下来，回到现实生活中，空气普遍存在，空气阻力普遍存在，强调只受重力的自由落体运动是理想化的物理模型。实际上，当空气阻力作用远远小于重力时，空气阻力作用对物体的运动影响很小，就可以忽略阻力。一方面强调物理思想：抓住问题的主要因素，忽略问题的次要因素。另一方面，得到自由落体运动的近似条件：F_阻﹤﹤mg。并回到实验1，分析钢球的运动可以看成自由落体运动，而纸片的运动就不能看成自由落体运动。再要学生联系实际，现实生活中的那些运动可以看成自由落体运动？举例说明。（学生列举的例子很多）
　　片段三：探究物理----研究性质规律
　　自由落体运动在现实生活中相当普遍，那么自由落体运动究竟是一种什么性质的运动？遵循什么样的规律？我们以钢球为研究对象，进行探究。
　　首先是定性观察：让钢球由静止开始下落，从运动的角度观察，学生找有哪些特点？学生很容易得到：直线运动，初速为零，加速等结论。是否是匀加速直线运动呢？定性观察无法回答这个问题，需要重新设计实验方案定量研究。
学生设计了许多方案，比如：用Δs=aT²判断，用s=at²/2研究，用v=at研究等等。教师引导，由于时间关系，我们将利用自由落体实验仪（天津科教仪器厂生产）来研究速度v与时间t的关系。实验之前，设计两个问题介绍装置和原理。问题一：如何测定运动时间，使用什么测量工具？将计时器的选择开关扳到“同步”，让电磁吸球器断电，同时钢球开始下落计时器同步计时，到钢球通过研究位置处的光电门计时结束，这样得到运动时间t，从计时器的显示屏上读出数据，可以读到1/1000s。问题二：如何测量某位置的瞬时速度？是不是使用了速度计？瞬时速度通过平均速度来解决，我们知道当物体通过一段很小位移所需要的时间很短，这段时间的平均速度就近似等于瞬时速度。实验中，把两个光电门用橡皮筋捆绑在一起，测得两个光孔的竖直距离l很小，只有22mm，将它们固定在竖直立柱的研究位置上，将计时器的选择开关扳到“光控”，当钢球下落通过第一个光电门计时器开始计时，到钢球通过第二个光电门计时结束，在计时器的显示屏上读出通过两个光电门的时间间隔Δt（通常只有几毫秒到十几毫秒）。应用公式v=l/Δt，可得某研究位置的瞬时速度v。实验过程中，一般要选择4个位置研究，这样就需要让小球下落8次。
　　开始实验，请三名学生分工合作完成，一位调整仪器进行操作，一位读数，另一位将数据输入到电脑中数据表格内。下面的同学及时记录数据，并计算出四个位置的瞬时速度。

数据记录表格：光电门1、2的距离l=22mm

　　进行数据处理与分析：为了节省时间和增强直观性，设计了多媒体课件，电脑可以计算四个位置的瞬时速度，并依次完成建立直角坐标系，描点与绘图。最后得到结论：速度图象是一条过原点的倾斜直线，所以匀加速直线运动的性质呼之欲出。
再次介绍物理学史：早在300多年前，伽利略就仔细研究了这一问题，得到了相同的结论。课本中是以阅读材料的形式专门介绍了他的研究情况，希望同学们课后认真阅读这篇闪烁着智慧火花的材料，体会伽利略在研究过程中的“提出假说，数学推理，实验验证，合理外推”的科学思想方法，他的这些思想方法对近代物理学的发展产生了深刻的影响。
　　接着要求学生写出自由落体运动的规律： v_t=at ， s=at²/2。这只是一个初步的结论，加速度a还不清楚，需要进一步探究，将再次利用前面的实验深入分析。
　　请学生思考：同一地点，不同物体下落的加速度是否相同？回到牛顿管实验，学生重温电脑模拟动画，通过分析得出：两物体下落的时间t相同，位移s也相同，由公式S=at²/2，可得出a相同的结论．
　　教师介绍，大量的研究表明，在同一地点一切物体在自由落体运动的加速度都相同，物理上把这个加速度叫自由落体加速度，也叫重力加速度，用g表示，从而提出重力加速度的概念。
　　加速度有大小，回到前面实验得到的v—t图像，怎样由v—t图像得到加速度a的大小？展示多媒体课件，用鼠标拖动图线上的点，找两个时刻（比如0.1s和0.3s），读出对应的速度，代入公式计算得g≈9.8m/s2。
　　实际上，前人们作了大量的研究和计算，得到了一些正确的数据，请学生阅读教材37页上的表格，从表格中你能发现什么，不同地点物体的g值都相同吗？有何规律？ 学生观察分析得到：不同的地理位置，重力加速度大小不同，纬度越高，g值越大。对于方向的说明一句话带过：重力加速度是矢量，它的方向总是竖直向下的，与重力方向相同。
　　看来，自由落体运动的加速度也是特定已知的，那么，自由落体运动的公式可以准确地书写为什么形式？将公式改写为：v_t=gt ， s=gt²/2  。
　　片段四：应用物理----解决实际问题
　　探究得到了自由落体运动的性质和规律，最后来解决开始上课留下的疑惑。应用性质和规律解决实际问题。先观看尺子下落的电脑模拟动画。提出三个问题：（1）尺子做什么运动？（2）什么是反应时间？（3）怎样通过位移得到反应时间的呢？
　　在教师引导下逐一解决：（1）长尺做自由落体运动，（2）某人发现情况（松开手）到采取相应的行动措施（捏住）所需要的时间，就是反应时间，（3）记录了下落位移s ，根据自由落体运动规律: ， 代入已知的g值和h值来计算反应时间: 。
　　由反应时间的计算式子可以知道，t与s一一对应，如果直接从尺子上面某位置标上对应的时间，这样就制成了反应时间测定尺。并展示尺子的背面，观察到刻度和数值。还可以追问学生：为什么刻度分布不均匀？再次想到位移公式s=gt2/2（位移s与时间t不成正比）。
　　看来，米尺在我们手中还有如此神奇的功能，原来是掌握了自由落体运动的规律，不禁想起英国人培根的名言——知识就是力量。