沪科版初中物理八年级全一册-1.3 站在巨人的肩膀上 教案 (1)

第三节
站在巨人的肩膀上
一、教学目标
1、知识与技能
（1）、了解物理知识的一些现代应用。
（2）、了解科学探究的主要环节。
（3）、了解物理学家的科学精神与伟大情怀。
2、过程与方法
（4）、经历收集和介绍物理科学在航天、材料、交通、通信、能源等方面的应用，了解物理科学的神奇，激发学习物理的兴趣和对科学的关注。
（5）、通过实例的简单探究,了解科学探究方法的基本环节和重要性。
3、情感态度与价值观
（6）、通过了解物理科学的应用认识我们学习物理科学的意义；通过了解科学家的科学精神使学生树立勇于质疑、坚持真理、不迷信权威、尊重科学事实、敢于放弃错误观点、善于合作交流等科学精神。
二、教材分析
本节有三个段标：段标一“知识园地——硕果累累”；段标二“科学探究——其乐无穷”；段标三“科学精神——永远高扬”。段标一从航空、材料、交通、通信、能源等现代科技应用成果的展示，让学生了解自然和生活中不仅有神奇的物理科学，而且物理知识在生产、生活中被应用实践后产生了非同凡响的神奇作用。段标二先指出科学的探究方法是学习物理科学的重要方法，然后用伽利略通过“比萨斜塔实验”推翻亚里士多德落体观点的传说，说明科学探究的重要意义。告诉学生学习物理知识不能像亚里士多德那样仅仅靠思辨，应该依据科学的探究方法；最后把科学探究过程的七个环节概括介绍给学生。段标三展示出科学家永远高扬的科学精神。以哥白尼的例子颂扬了实事求是，不迷信权威，勇于质疑，敢于坚持真理科学精神；以介绍“镭”的提炼过程，颂扬了居里夫人孜孜不倦、刻苦认真、坚强自信的科学态度；以爱因斯坦和玻尔辩论的例子，颂扬科学家敢于提出与众不同的见解，敢于修正或放弃错误观点的科学合作精神。最后，以时间为线的众多的科学家形成了一个进步的台阶，展示出抽象的巨人的肩膀——伟大科学家的科学知识、科学的研究方法、伟大的科学精神和科学态度。通过学习学生们将会“站在巨人的肩膀上”，成为新时代的“巨人”！
三、教学方法
讲述、介绍、举例子、视频图片播放、直观演示、学生介绍课前布置收集资料。
四、教学程序
1、复习第二节课中关于哥白尼、伽利略、牛顿、爱因斯坦、普朗克、玻尔主要贡献。
2、引述：牛顿——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。同学们已经知道在探索之路上，有众多的科学巨人披荆斩棘，铺路架桥，为我们留下了丰硕的知识园地、科学的探究方法及不朽的科学精神。当你们“站在巨人的肩膀上”，你能站得更高，看得更远。
{一}“知识园地——累累硕果”
师:科学前辈们在探索神奇的科学现象过程中，逐渐发现了其中的物理规律，随着对规律的深入探究，物理学的体系便慢慢形成了。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。人类已进入信息化时代，物理学的知识和研究方法已被广泛应用到现代通信、交通、航天、材料及能源等领域。
问：航天技术的发展，你知道人类实现了哪些成果？
生：发射卫星，建立太空站，登上月球，气象探测等等。
师：人类还将继续探索宇宙的秘密而努力。“宇宙飞船拍摄的土星照片”以及气象预报、电视、广播等这些现代科学技术的应用，使古人“千里眼”“顺风耳”的幻想成为了现实。
师：探索浩淼的宇宙，人们使用了太空望远镜；人类也探索肉眼无法观测的微观世界，电子显微镜是人类的“火眼金睛”，通过它，人们能够看清组成物质的微小粒子。
师：“激光技术”有着广泛的应用：现代通信中，激光在光导纤维传播，将信息又快又稳妥地传向远方；医疗上可以用激光治疗近视、美容；现在又有了家庭使用的激光厨刀，轻而易举地切开大块食物，激光去皮技术已成功地运用在马铃薯的除皮流水线上。
师：“集成电路”的出现与微电子学的诞生同时了。从20世纪60年代开始，集成电路迅速发展，使信息技术给人类带来了巨大影响。小小的芯片上可以集成几千几万个电子元件，以惊人的运算速度运行，而且既小又轻，连蚂蚁都能搬动。
师：“超导技术”有着广阔的应用前景。例如，超导磁悬浮列车，超导电磁弹射，超导电磁炮等等。
展示：用图片展示中国在航天、新能源、交通、通信、新材料等方面的发展，详细介绍歼20战机的成果代表我国整个基础工业发展的一个里程碑。
提问：信息技术对生活、生产有着巨大的影响，你能说说切实的感受吗？
生：智能电话、电脑、互联网使用，使信息传播、交流方便快捷，网上购物，移动支付，互联网+，人工智能，无人驾驶，大数据，人脸识别等等
师小结：我们在《走进神奇》里知道了身边就有许多的神奇现象。今天我们感受到物理知识在生活、生产的应用，也产生了非凡的神奇！
那么，用什么方法学习研究物理学呢？
{二}“科学探究——其乐无穷”
师：科学前辈构筑了知识的殿堂，还创建了科学的探究方法。下面通过一个例子来了解科学探究方法。例如：古希腊哲学家、思想家亚里士多德通过观察生活中自由落体现象得出了“重的物体比轻的物体先落地”的结论。这种观点在后来2000多年里被人们当作真理来使用直到伽利略的“比萨斜塔落体实验”。下面我们用科学探究的方法来再现实验科学对思辨获得正确的物理规律的这段历史。
演示轻重不同的物体落地快慢的实验给学生观看，引入探究步骤。
1、提出问题：轻重不同的物体谁先落地？
2、猜想与假设：伽利略认为轻重不同的物体可能同时落地。
3、制定计划与设计实验：伽利略打算在比萨斜塔上，让轻重不同的铁球同时自由下落，观看哪个铁球先落地？
4、进行实验收集证据：伽利略让助手把轻重不同的铁球在比萨斜塔上同时自由下落，他和大家在地面上观察哪个铁球先落地，所有在场的人都目睹并记录了轻重不同的铁球同时落地的实验证据
5、分析与论证：伽利略分析了轻重不同的铁球同时落地的实验证据，得出了“轻重不同的物体可以同时落地”结论。
6、评估：伽利略把落体实验结论跟亚里士多德的观点进行了对比后认为，鹅毛之所以比石块后落地，是因为鹅毛受到的空气阻力相对自身重量而言较大，所以落地时间长。
7、合作与交流：伽利略实验后，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。从而得出了普遍认可的科学结论：没有空气阻力时，任何物体自由下落时都是同时落地。
师：亚里士多德是靠思辨研究物理科学，因此伽利略被后人誉为实验物理学的先驱。
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得到规律。科学探究过程中的七个主要环节：提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析论证、评估、交流与合作。在以后的章节中要结合具体的教材内容我们会经历不同的探究环节，学习相应的探究方法，因此现在仅对科学探究的几个主要环节作概括性介绍。
{三}“科学精神——永远高扬”
1、波兰天文学家哥白尼坚持“日心说”，他不迷信权威、敢于坚持真理、尊重客观规律。哥白尼面对罗马教会的强权，坚持自己的观点。已是双目失明他终于在临终前摸到了刚出版的《天体运行论》，并用手抚摩着说：“我终于推动了地球”。伽利略的《关于托勒密和哥白尼两大学说的对话》一书，支持并证实了哥白尼的观点，已是68岁的他被押上法庭，受到教会的审判。直到1979年，罗马教皇才正式承认对伽利略的审判是不公正的，此时伽利略已去世347年！
2、居里夫人长期勤勤恳恳努力工作，对真理的执着追求，她的孜孜不倦、刻苦认真、坚强自信的科学态度。居里和居里夫人在成吨的沥青铀矿中艰难地寻找到某中放射性很强的新元素，为纪念玛丽的祖国，居里夫妇把它命名为钋。同年他们又发现了新元素镭，他们在极端困难的条件下历经四年，从数吨沥青铀矿渣中提炼出了0.12g的氯化镭，从而确凿无疑地证明了镭元素的存在！8年后居里夫人又成功地提炼出了纯镭元素。正是由于她的杰出贡献，两次获得诺贝尔奖。
3、爱因斯坦不完全接受玻尔的量子理论，他们进行了长达20余年的量子力学大论战。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。而纯粹的学术争论使两个科学泰斗的友谊更加深厚。科学家要善于合作交流，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。
4、要求学生回答：事前收集的有哪些华人物理学家获得诺贝尔奖？教师重点介绍杨振宁和李政道获诺奖的意义。1956年杨振宁与李政道经过长期合作研究发现了“弱相互作用下的宇称不守恒”规律。他们的发现意义深远，引发了科学界的巨大震动，甚至堪比牛顿、爱因斯坦。另外中国人第一次获得诺奖是科学史和华夏文明史上光辉的一页，打破了“中国人在现代科学上不行”的西方谬论。同年华人科学家被称为“东方居里夫人”的吴健雄用钴60实验率先证明他们的发现是完全正确。（在PPT上播放）
总之，所有的科学前辈们的科学精神永远高扬！
{四}结束之前的寄语。
师：“长江后浪推前浪”，物理学正是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，新的探索推动物理学进入新的时代。
结束语：古今中外众多的科学家形成了一个进步的台阶，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、科学方法及科学精神等无尽的财富。站在巨人的肩膀上，同学们将成为新时代的“巨人”！
课后作业上网收集：有关纳米技术、超导技术、量子通信技术、5G技术、无人驾驶技术等其中某一个研究、发展情况，写一篇畅想未来科技发展的小文章。