第一章 打开物理世界的大门
第三节 站在巨人的肩膀上
设计说明 本节主要内容有:知识园地——硕果累累;科学探究——其乐无穷;科学精神——永远高扬。 在知识园地——硕果累累中,分别从航天、材料、交通、通信等方面用航天员在太空中的自由行走,“旅行者”宇宙飞船拍摄的土星照片、放大200万倍的铱原子排列图、激光刀、蚂蚁搬动的集成电路芯片、超导磁浮现象、“千里眼”“顺风耳”实现人类古老的梦想等典型内容展示了物理学及其技术的应用。 在科学探究——其乐无穷中,首先用伽利略通过比萨斜塔实验反驳亚里士多德落体观点的传说,说明了科学探究的重要性。物理规律的获得不能像亚里士多德那样仅仅靠思考,而应依据科学的探究方法。教材中还概括性地列出了七个主要探究环节。 在科学精神——永远高扬中,展示了科学家永远高扬的科学精神和孜孜不倦、认真刻苦、坚强自信的科学态度。 最后用众多的科学家形成了一个进步的台阶,抽象出巨人的肩膀。这些伟大的科学家为后人留下了丰富的科学知识、科学的研究方法,以及科学精神和科学态度。通过学习,孩子们将会站在巨人的肩膀上,成为新时代的巨人。 教学目标 【知识与技能】 了解物理知识的一些现代应用所产生的非凡神奇。 【过程与方法】 通过列举法、演示法、讨论法、实验法等方法,使学生初步了解科学的探究方法,体验科学的探究过程。 【情感、态度和价值观】 1.培养学生关注科学前沿、具有可持续发展的意识和创新意识。 2.学习前人锲而不舍的探索精神;教育学生,实践出真知;发扬前人孜孜不倦、刻苦努力的精神。 重点难点 教学重点 科学探究的主要环节。 教学难点 科学探究的主要环节。 教学方法 实验探究法、讲解讨论法、启发诱导、活动体验。 教具、学具 计算机多媒体教学系统、教学课件等。 授课时数 1课时 教学过程 导入新课 物理学在人类社会的发展中有很重要的作用,特别是在近代和现代,近代每一次的工业革命都是物理学的突破。在探索之路上,有众多的科学巨人为后人留下了果实丰硕的园地、科学探究方法及不朽的科学精神。“站在巨人的肩膀上”,你能站得更高,看得更远。 讲授新课 一、知识园地——硕果累累 1.自主学习 阅读教材第8页第一个段标《知识园地——硕果累累》,讨论并回答下列问题: (1)什么是物理学?请给物理学下一个简单的定义。 (2)物理学的知识和研究方法在生产、生活中有哪些方面的应用 2.师生总结 (1)物理学(Physics)是研究自然界的物质、相互作用和运动规律的自然科学。 (2)物理学的知识和研究方法被广泛应用于现代通信、交通、航天、材料和能源领域。 3.教师展示ppt中的图片,通过实例,让学生感知物理知识的现代应用。 (1)人类的飞翔之梦,登上月球、遨游太空。 (2)电子显微镜——人类的“火眼金睛”。 (3)激光技术在农业、医疗、通信、能源等领域的应用。 (4)集中电路、超导技术的发展。 二、科学探究——其乐无穷 (一)探究阻力对物体运动的影响 1.教师讲述 科学巨人们不仅为后人留下了知识的宫殿,而且还创建了科学的探究方法。例如,伽利略在研究亚里士多德落体观点的过程中,不仅从逻辑上质疑了亚里士多德的观点,而且还带领学生在比萨斜塔上亲自实验,后来还巧妙地设计了斜面实验,证明自己的观点是正确的。 亚里士多德的观点认为:力是维持物体运动的原因,没有力,物体就不会运动,而伽利略认为:力是改变物体运动的原因,不是维持物体运动的原因。 2.演示实验 甲 乙 丙 (1)按照图甲那样,让小车从斜面顶端滑下,滑到铺有毛巾的平面上,观察小车前进的距离。 (2)让小车从斜面顶端滑下,滑到铺有棉布的平面上,观察小车前进的距离有何变化。 (3)让小车从斜面顶端滑下,滑到木板的平面上,观察小车前进的距离有何变化。 3.教师总结 三百多年前,伽利略对类似的实验进行了分析,认识到运动物体受到的阻力越小,它的速度减小得越慢,它运动的时间就越长。他还进一步通过推理得出:在理想情况下,如果表面绝对光滑,物体受到的阻力为零,它的速度将不会减慢,这时物体将以恒定不变的速度永远运动下去。 (二)探究物体下落快慢与物体轻重是否有关 1.教师讲述 亚里士多德的观点认为:重的物体下落快,轻的物体下落慢。铅弹和羽毛一起下落,哪个物体下落得快 2.演示实验 当玻璃管中有空气时,铅弹下落比羽毛快,当玻璃管被抽成真空时,铅弹和羽毛同时下落。 3.分析论证,得出结论 实验结论:物体下落快慢与物体轻重无关。 4.教师总结 物理规律的获得不能像亚里士多德那样仅仅靠思辨,而应该依据科学的探究方法。在科学探究中,大家要学会问,学会猜,学会做,学会想,还应学会相互合作。请同学们结合教材图1-23进行讨论,并分析:科学探究有哪几个主要环节 5.师生总结 科学探究有七个主要环节:提出问题,猜想与假设,设计实验与制订计划,进行实验与收集证据,分析与论证,评估,交流与合作。 三、科学精神——永远高扬 1.自主学习 阅读教材第10页第三个段标《科学精神——永远高扬》,讨论并回答下列问题:科学精神有哪些 请举具体事例加以说明。 2.学生总结 (1)科学家们实事求是、尊重客观规律、不迷信权威、敢于坚持真理; (2)科学家们孜孜不倦、刻苦认真、锲而不舍; (3)科学家们善于合作交流,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。 3.教师讲述 (1)面对罗马教会的强权,哥白尼坚持认为地球是在运动的。 (2)居里夫人两次获得诺贝尔奖。这些伟大的成功皆源于她对真理的执着追求,以及长期勤勤恳恳地努力工作。她和丈夫发现的“镭”是在简陋的棚屋里辛苦工作多年提炼出来的。 (3)爱因斯坦和玻尔进行了长达20余年的量子力学大论战,而这种学术之争并未影响两位科学泰斗的友谊。在解答爱因斯坦提出的一个个难题的过程中,玻尔等人逐渐完善了量子力学体系。 教师总结:“长江后浪推前浪”,物理学正是在一代又一代科学家的努力下,才发展到由量子论和相对论作为支柱的现代物理学阶段。 新的发展带来新的问题,新的问题必将导致新的探索,新的探索必将推动物理学进入新的时代。 打开物理世界的大门,同学们将发现科学巨人们留下的知识、方法及精神等无尽的财宝。站在巨人的肩膀上,同学们将成为新时代的“巨人”! 课堂小结 1.物理学(Physics)是研究自然界的物质、相互作用和运动规律的自然科学。 2.提出问题→猜想与假设→设计实验与制订计划→进行实验与收集证据→分析与论证→评估→交流与合作 3.科学精神 (1)科学家们实事求是、尊重客观规律、不迷信权威、敢于坚持真理; (2)科学家们孜孜不倦、刻苦认真、锲而不舍; (3)科学家们善于合作交流,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。 当堂达标 1.“站在巨人的肩膀上”,就是要我们( ) A.继承科学知识,学习科学研究方法,发扬科学精神 B.跟着古人的脚印,对科学重新探索 C.学习更多的古人的主张和学说 D.多学习历史,了解古人 答案:A 2.物理学就是研究_______________、_______________和____________的自然科学。 答案:自然界的物质 相互作用 运动规律 3.我们学习就是为了服务于生活、生产,“信息化”的今天,物理知识已经被广泛应用到现代通信、_______________、航天、材料及_______________等领域。例如:交通路口的红、绿灯就运用了物理电学知识。 答案:交通 能源 4.介绍伽利略的落体实验,让学生尝试填写探究环节名称。 A.古希腊哲学家亚里士多德曾经提出重的物体下落快,轻的物体下落慢,而伽利略认为轻的物体下落不一定慢。______________ B.伽利略认为物体下落速度与物体的轻重无关。______________ C.伽利略找来助手在比较高的斜塔上进行实验,要求两球同时离开手进行下落。(两个球都是铅球,只是一个大,一个小)______________ D.结果两个铅球同时落地。______________ E.人们认为伽利略的实验方法是合理的,只做一次没有很好的说服力。______________ F.后来玻意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。______________ 答案:A.提出问题 B.猜想与假设 C.设计实验与制订计划 D.进行实验与收集证据 E.分析与论证、评估 F.交流与合作 板书设计 第三节 站在巨人的肩膀上 一、知识园地一一硕果累累 物理学(Physics)是研究自然界的物质、相互作用和运动规律的自然科学。 二、科学探究—一其乐无穷 科学探究的七个主要环节:提出问题,猜想或假设,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,交流与合作。 三、科学精神 实事求是、尊重客观事实…… 教学反思