(共26张PPT)
第三节 站在巨人的肩膀上
第一章 打开物理世界的大门
如果说我比别人看得更远的话,那是因为我站在巨人的肩膀上。
——牛顿
物理学的形成
前辈们在探究神奇现象的过程中,逐渐发现蕴藏的物理规律。随着对这些规律的深入探究,物理学的体系便逐渐形成了
一、知识园地——硕果累累
物理学是研究自然界的物质、相互作用和运动规律的自然科学。
物理学
现代通信
交通
航天
材料
能源
… …
物理学的定义
由于航天技术的发展,人类不仅实现了飞翔之梦,而且还能登上月球、遨游太空,继续探索浩瀚宇宙的秘密。
2020年12月1日,嫦娥五号探测器成功在月球正面预选着陆区着陆。
中国太空行走第一人是翟志刚,是乘神舟七号。
物理学的应用
电子显微镜技术可以放大几百万倍。
在探索茫茫宇宙的同时,人类也在探索微观世界。显微镜是人类的“火眼金睛”,通过它,人类能逐渐深入看清组成物质的不同粒子。
放大了二百万倍的铱原子排列图。
物理学的应用
点击下方图片观看视频——真空隧道显微镜
激光技术不仅被广泛应用于农业、医疗、通信、能源等领域,而且也逐渐应用于日常生活,给人们带来方便。
激光刹那间把草莓切为两半
随着科技的发展、时代的进步,激光已经从一个遥不可及的高科技产品慢慢步入人们的生活当中。激光的应用非常广泛,如用于科技,医学,工业,通信等领域。我们熟知的有:光纤通信、激光光谱、激光切割、激光焊接、激光裁床、激光打标、激光绣花、激光测距,激光雷达、激光武器、激光唱片、镭射美容、镭射扫锚等等。
物理学的应用
信息技术给人类带来了巨大的影响,集成了成千上万个电子元件的芯片,既小又轻,以至蚂蚁都能搬动。
中国自主研发并生产制造的计算机处理芯片
蚂蚁都能搬动芯片
物理学的应用
超导是指某些物质在一定温度条件下(一般为较低温度)电阻降为零的性质。在我国关于超导的研发中,超导材料经营经历了低温到高温的研发,第一代材料已经研究成熟,第二代材料由于其成本低更适用于产业化运作而被市场看好;超导产品品类逐渐增加,现已进行产业化运作的有超导电缆、超导限流器、超导滤波器、超导储能等。虽然与国际尚有一定的差距,但部分领域的研发已经处于国际先进水平。
超导技术有着广泛的应用前景,人类正在深入探索。
超导磁浮现象
物理学的应用
2019年5月23日,我国时速600公里高速磁浮试验样车在青岛下线。这标志着我国在高速磁浮技术领域实现重大突破。
物理学的应用
你知道物理学家都是怎么样进行科学探究的吗?
物理学家进行科学探究一般需要这样做:发现并提出问题,做出猜想与假设,设计实验与制订计划,进行实验与收集证据,分析与论证,评估证据是否支持猜想与假设,得出结论或提出新的问题.在科学探究的过程中,交流与合作也是不可缺少的环节。
二、科学探究——其乐无穷
思考
第一环节 提出问题
发现问题比解决问题更重要——爱因斯坦
提出问题的要求:能从日常生活、自然现象或实验观察中发现与物理学有关的问题;能书面提出问题或口头表述这些问题;认识发现问题和提出问题对科学探究的意义。
根据这个实例,你能说出伽利略提出的问题是什么?
重量轻的物体下落一定慢吗?
古希腊哲学家亚里士多德曾经提出重的物体下落快,轻的下落的慢,而伽利略认为轻的物体下落不一定慢,由此引发思考,于是他带上自己的学生在比萨斜塔用两个大小相同重量相差较大铁球开始验证他的想法。结果两个铁球同时着地,后来。波义耳用真空容器证明了铅弹与羽毛下落一样快,进一步证明了伽利略观点的正确。
思考
观察思考
第二环节 猜想与假设
猜想与假设的要求:尝试根据经验和已有知识对问题的成因提出猜想;对探究的方向和可能猜想与假设 ,出现的实验结果进行推测与假设,认识猜想与假设在科学探究中的重要性。
根据刚才的实例,你能说出伽利略的猜想是什么吗?
猜想与假设:
1.重量轻的物体下落不一定慢
思考
2.重量轻的物体下落一定慢
第三环节 设计实验与制定计划
设计实验与制定计划的要求: 明确探究目的与已有条件,经历设计实验与制订计划的过程尝试选择科学设计实验与探究的方法及所需要的器材:尝试考虑影响问题的主要因素,有控制变量的初步意识;认识设计实验与制订计划在科学探究中的作用。
根据刚才的实例,你能为伽利略制设计实验与制定计划吗?
将重量相差较大的的两个铁球分配给两个人,让其从斜塔上的同一高度处同时自由释放。
设计实验与制定计划:
思考
第四环节 进行实验与收集数据
进行实验与收集数据的要求:能通过观察和实验收集证据能通过公共信息资源收集资料,尝试评估有关信息的科学性;会阅读简单仪器的进行实验与说明书;能按书面说明操作;会使用收集证据,简单的实验仪器;能正确记录实验数据具有安全操作的意识,认识进行实验与收集证据对科学探究的重要性。
进行实验与收集数据:
根据刚才的实例,你能找到伽利略实验收集的数据吗?
观察到两个铁球同时着地
思考
第五环节 分析与论证
分析与论证的要求:能初步描述实验数据或有关信息,能对收集的信息进行简单的比较能进行简单的因果推理;经历从物理现象分析与论证和实验中归纳科学规律的过程尝试对探究结果进行描述和解释:认识分析与论证在科学探究中是必不可少的。
根据刚才的实例,你能对伽利略的实验进行分析与论证吗?
分析与论证:
人们通过本次实验的观察普遍认为伽利略的实验方法是合理的,本实验确实证明重量轻的物体下落不一定慢,两个球是同时着地的,说明下落的快慢与物体的重量无关。
思考
第六环节 评估
评估的要求:有评估探究过程和探究结果的意识;能注意假设与探究结果间的差异:能注意探究活动中未解决的矛盾,发现评估新的问题:尝试改进探究方案:有从评估中吸取经验教训的意识认识评估对科学探究的意义。
根据刚才的实例,你能对伽利略的实验进行评估吗?
评估:
本次只做来一次实验,不具有说服力,不能得出其重量轻的物体下落不一定慢的普遍规律
思考
第七环节 交流与合作
交流合作的要求:能写出简单的探究报告有准确表达自己观点的意识,在合作中注意既坚持原则又尊重他人:能思考别人的意见,改进自己的探究方案:有团队精神:认识科学探究中必须有合作精神
根据刚才的实例,你能找出其交流合作的部分内容吗?
交流合作:
波义耳用真空容器证明了铅弹与羽毛下落一样快,进一步证明了伽利略观点的正确。
思考
提出问题
猜想与假设
制订计划与设计实验
进行实验与收集数据
分析论证
评估
交流与合作
科学探究的七个环节
能从日常生活、实验观察中提出问题
提出原因,进行推测或假设
经历制订计划与设计实验的过程,会选择方法和所需器材
能用不同方法收集资料
能对信息进行比较和处理
小组之间进行交流进一步完善实验,得出正确结论
有团队意识,把别人的意见、自己的方案,准确地写下来
1.科学家们实事求是、尊重客观规律、不迷信权威、勇于质疑、敢于坚持真理。
哥白尼
哥白尼面对罗马教会的强权,坚持认为地球是在运动的。
三、科学精神——永远高扬
2.科学家们孜孜不倦、刻苦认真、锲而不舍。
居里夫人是放射性现象的研究先驱,也是获得两次诺贝尔奖的第一人。她和丈夫共同发现“镭”是在简陋的棚屋里辛苦工作多年才提炼出来的。
居里夫人
我从来不曾有过幸运,将来也永远不指望幸运,我的最高原则是:不论对任何困难都决不屈服!
3.科学家们善于合作与交流,敢于提出与众不同的见解,也敢于修正或放弃自己的错误观点。
爱因斯坦和玻尔进行了长达20余年的量子力学大论战,促进了量子力学体系的建立。
爱因斯坦和玻尔
到商店购买乒乓球时,小明同学总要将几只乒乓球从选定的位置放手,观察乒乓球反弹的高度,选择反弹较高的乒乓球。小明的行为类似于科学探究中的( )
A.提出问题
B.猜想与假设
C.进行实验与收集证据
D.分析与论证
C
练一练
站在巨人的肩膀上
物理学的定义及应用
科学探究的七个环节
提出问题
猜想与假设
设计实验与制订计划
进行实验与收集数据
评估
交流与合作
科学精神
课堂小结
分析与论证