让我们启航 2 有用的物理学 课堂实录

有用的物理学
一、教学目标
1、通过一些典型事例让学生体会到自然中的神奇，这些来自大自然的神奇是让人惊叹的。
2．通过生活中一些不起眼的小事让学生感受到生活中的神奇，而这些神奇则是人类智慧的结晶。
3．通过解释一些神奇现象，让学生知道通过学习科学，这些神奇是可以得到解释的。
4.知道本教材的特点，教科书和学习活动卡两者如何互动使用。
二、教学重点和难点
激发学生学习物理的兴趣
三、教学设计思路
本节课是学生对于物理的初体验，因此本节课要着重体现物理学的有趣实用，从而激发学生学习物理的兴趣。本节课主要应让学生知道物理是什么，物理学些什么以及教科书和学习活动卡的作用。除了教科书上的内容以一些影像资料的生动画面让学生感受物理学在生活和科技中的应用。
四、学习资源和器材准备
多媒体、水、大小试管各1个、玻璃缸2个、橡皮软管、感应起电机、塑料绳、玻璃杯2个、纸、笔、乒乓球
主要内容
（一）
老师：同学们，你们好。在这个新学期开始，我们要学习一门新的学科——物理。而我就是你们的物理老师，我姓余。诺贝尔物理学奖获得者李政道博士曾经说过：做学问，要学问；只学答，非学问。意思是说一个人做学问，要学会提问；只学会回答，这不是学问。以后在学习的过程中有任何问题，非常欢迎你们来向我提问，我的办公室在一号楼的三楼物理组。
在正式向你们介绍物理这位“朋友”之前，首先我有几件事情要说明：
物理有别于音乐、美术、科学课，它是一门考试学科，所以上课的时候认真听讲，它的重要程度等同于语数外三门课程。
由于它很重要，因此请你们每个人准备好一本笔记本。教科书上的内容是有限的，因此请你们认真做好笔记，尤其是教科书上没有的内容！
刚刚提到了教科书，我希望你们在课前提前看一看教科书，它里面有许多小故事可以丰富你的知识，值得一看。比如STS栏目展示了我们身边的许多技术发明和社会问题；科学与人文可以让我们体会科学与人文的和谐。根据概念图总结知识间的联系。如果你感到教科书上的内容无法满足你，指路牌的部分有许多相关书刊、参观地点、电视节目栏目和网址可供选择。思考与练习可以帮助你迅速的回顾每一节的相关内容。你知道吗则给我们提供了一些有趣的相关信息。除了教科书我们还发了一本学习活动卡，我们在以后的课上经常会用到它，而里面一些有趣的实验，你们在家里也是可以完成。学习活动卡主要有这几个部分：观察和描述——按要求认真观察演示实验中的现象，并用正确和科学的文字记录所观察到的现象。学生实验——必须按要求认真完成的各类学生实验。活动——引入概念、规律，解释现象时所进行同步随堂实验，或巩固知识、技能的随堂分组小实验。阅读和理解——阅读教科书中该节相关内容和图片，在理解的基础上思考并回答一些概念性的问题。是实现书卡活动的重要方式。思考与讨论——就所观察到的现象及教学中的问题进行思考和讨论。交流与合作——交流和汇总各组试验中观察到的现象、测量结果和各种问题，分析、归纳出有关结论。进一步探究——在完成基本学习要求基础上提出具有一定挑战性的问题，供学生进一步实验探究。
我们的练习册内容比较少，为了帮助你们更好地学习好物理，每位同学去书店找一下这本《课课通》，它将作为我们统一的学习小帮手，下周开始我们就要使用它了，我给你们一周的时间充分的去买到这本书。
讲一下作业，作业的要求和语数外三门科目的要求相同，如果没有按时交作业，我可以听一听你们的解释，但并不表示我会接受这个理由。
老师：接下来我们就开始认识一下物理吧。什么是物理？物理是一门与我们生活密切相关的、以实验为基础的科学。既然是和生活密切相关的，我们就从身边常见的事物谈起吧。衣食住行是我们生活中必不可少的，那我们就从“行”来看一看它的变迁吧。想一想最开始的时候我们出行是通过步行达成的，然而当我们需要携带大件物品出行的时候，仅靠人力就不行了，于是就借助动物的力量，使用马车出行，然后地位高的人开始乘坐轿子，这些是古代较为常见的出行方式，那么一直到现在，出行工具也在不断地演变成长。距离近一些的我们可以骑自行车，再远一些有摩托车，可是自行车、摩托车需要停放，于是人们就开始乘坐公交车，觉得公交车未必能停靠在真正的目的地，出租车和私家车便出现了，可是他们的使用代价有些高，为此大部分人选择了地铁，科技在不断发展渐渐地磁悬浮问世了，距离远一些的则有了火车、轮船、飞机，再远一些呢，造个火箭飞出地球吧！当然有些人并不是为了去到哪里而行的，为了浪漫搭坐热气球也是不错的选择。说了这么多出行方式，这其中大部分都是与物理学有这密不可分的关系，可以说物理学推动着世界的发展。
究竟是谁推动了世界的发展呢？随着时间的长河，我们一起来认识一下他们。
早期最为著名的主要是阿基米德和亚里士多德。近代的有闻名世界的牛顿和伽利略。到了十八实际，瓦特发明了蒸汽机。紧接着二十世纪就有我们更加熟悉的如爱因斯坦、霍金、李政道和杨振宁。他们的相关信息我们会在之后的课上具体介绍。
看到了这么多用物理推动世界发展的大人物，不要以为物理离我们很遥远，其实我们身边就有着许许多多与物理有关的现象！你们都知道哪些物理现象呢？或者说你们对身边发生的一些现象是否感到奇怪呢？
学生：（七嘴八舌）
老师：有些同学说的是物理现象，有些却不是。因此我们需要知道物理究竟研究的是什么？现在我们看到一个范围和一些现象，缩小范围我们一起为他们配配对。
既然物理是一门实验科学，那么在今后的学习中我们会观察和体验到许多有趣的实验。今天不如我们先做为快，在这个过程中，我们一起来仔细观察其中的种种现象吧！（学生可适当上台参与）
物理源自生活，我们就用最常见的笔来做一做着第一个实验。（并说边演示）用两食指水平搁起一直长铅笔，一根手指靠近中央，另一根手指靠近一段，两根手指逐渐靠拢，笔会向伸出手指比较长的一侧倾倒吗？（一起做）
手上有大、小试管各一支，现在大试管内装三分之一的水，再把小试管放进大试管，然后把两支试管一起迅速的倒过来。
盛有水的A玻璃缸放在较高处，空玻璃缸B放在低处。在一个细橡皮软管内灌满水，用手指堵住管的两端。将软管的一段浸在A玻璃缸中，然后同时放开手指。
将两只相同的玻璃杯口对口放在书本上（杯口之间留一狭缝隙），其中的一只杯内放有一个乒乓球，对着缝隙用力向前吹气。
用手将一张纸的边缘拉紧，放在嘴唇中间（嘴唇和纸的边缘相距约1mm），然后用嘴吹气，观察发生的现象。（一起做）
将一根塑料包装袋一端大姐，另一端撕成许多细条。然后一手握住上端的结，另一只手顺着细条向下捋几下。
最后用课的一开始李政道博士的一句话结束本节课“做学问，要学问；只学答，非学问。”
（二）
阿基米德，古希腊哲学家、数学家、物理学家。出生于西西里岛的叙拉古。阿基米德到过亚历山大里亚，据说他住在亚历山大里亚时期发明了阿基米德式螺旋抽水机。后来阿基米德成为兼数学家与力学家的伟大学者，并且享有“力学之父”的美称。阿基米德流传于世的数学著作有10余种，多为希腊文手稿 。
亚里士多德，一生勤奋治学，从事的学术研究涉及到逻辑学、修辞学、物理学、生物学、教育学、心理学、政治学、经济学、美学、博物学等，写下了大量的著作，他的著作是古代的百科全书。他的思想对人类产生了深远的影响，是最早论证地球是球形的人。
伽利略，意大利比萨城人，伟大的物理学家和天文学家，近代实验科学的奠基者之一与科学革命的先驱。他最早使用望远镜观测天体来支持哥白尼的日心说。他通过理论分析与实验推翻了被奉为圭臬的亚里士多德的力学体系并建立了近代力学。他工作中体现出的“实验－模型”思维方法成为至今实验科学研究的基石。
牛顿，英国皇家学会会长，英国著名的物理学家，百科全书式的“全才”，著有《自然哲学的数学原理》、《光学》。他通过论证开普勒行星运动定律与他的引力理论间的一致性，展示了地面物体与天体的运动都遵循着相同的自然定律；为太阳中心说提供了强有力的理论支持，并推动了科学革命。
瓦特，詹姆斯·瓦特是英国著名的发明家，是第一次工业革命时的重要人物。1776年制造出第一台有实用价值的蒸汽机。以后又经过一系列重大改进，使之成为“万能的原动机”，在工业上得到广泛应用。他开辟了人类利用能源新时代，标志着工业革命的开始。人们对他发明的蒸汽机有这样的赞颂：“它武装了人类，使虚弱无力的双手变得力大无穷，健全了人类的大脑以处理一切难题。它为机械动力在未来创造奇迹打下了坚实的基础，将有助并报偿后代的劳动。”
爱因斯坦，理论物理学家，相对论的创立者。爱因斯坦为核能开发奠定了理论基础，在现代科学技术和他的深刻影响下与广泛应用等方面开创了现代科学新纪元，被公认为是继伽利略、牛顿以来最伟大的物理学家。
霍金，斯蒂芬·威廉·霍金，英国剑桥大学应用数学与理论物理学系物理学家，1979——2009年任卢卡斯数学教授（现为荣誉卢卡斯数学教授），牛顿曾任此教席，是英国最崇高的教授职位之一；霍金是继爱因斯坦之后最杰出的物理学家之一，被世人誉为“宇宙之王”。
李政道、杨振宁，李政道美籍华人物理学家。他主要的物理学贡献有李模型、高能重离子物理、量子场论的非拓扑性孤立子和孤立子星以及破解粒子物理中的θ-τ之谜。1957年，31岁的他与杨振宁一起，以弱作用下宇称不守恒的发现获得诺贝尔物理学奖。他们的发现由吴健雄的实验证实。李政道和杨振宁是首两位获诺贝尔奖的华人。
我们回家已经阅读了关于伽利略的小故事，我们有请一位同学来为我们简述一下故事的内容。
我们看到伽利略是在日常生活中发现问题，从而发现摆的等时性原理的，所以同学们也能在之后的生活中发现问题、提出问题、解决问题，成为下一个牛顿、伽利略。好，想在我就来看一看大家平时对于生活的观察是否仔细了。
小时候在公园里小区里应该都玩过秋千，当我们荡秋千的时候，人来回摆动一次的时间基本相等，再看一看摆钟，它的摆锤是怎么变化的呢？它来回摆动一次的时间是1秒。想过这是为什么吗？我们看看伽利略是怎么做的，做一回小小伽利略。当伽利略发现吊灯摆动的幅度越来越小，但每摆动一次的时间似乎是相等的，也就是摆幅越小，但每摆动一次的时间相等，他就开始仔细观察了。我们把每摆动一次的时间叫做摆动周期。这就是发现问题，然后伽利略就提出了假设，吊灯受到强风吹动，摆的高了些，每摆动一次的时间还是一样，也就是说摆的周期与摆幅无关。既然提出了假设，我们就要通过科学的实验验证假设是不是成立，也就是解决问题。于是伽利略将铁块从竖直位置向侧面拉开不同的距离，仍用脉搏测量摆动的时间。也就是说，伽利略不改变其他的条件，只改变摆幅，测量周期。伽利略是用脉搏测量摆动时间的，我们可以用什么呢？我们可以用秒表手表等。摆一次所测的时间比较短暂，就比较不准，较容易产生误差，要怎么办呢？可以测量摆许多次的总时间，然后再求出摆动一次所用的时间。我们也来做一个小实验，看看是不是的确如此。继续研究，伽利略又发现，摆的周期与摆球质量和摆长也有关系。我们也一起做一做实验看一看我们能否能和他一样得出的结论。那在做实验之前，我们需要确定实验方案，如果我们想探究摆动一次的时间与摆长的关系应该如何探究？我们只探究摆动一次的时间与摆长的关系，必须测出摆长不同的情况下，摆动时间的多少。改变摆长时应该避免摆动幅度和摆球质量对摆动时间的影响。