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1、11.2 探索之路教案三维目标1了解古人对神奇现象的探究。2了解物理学发展的几个重要阶段。3知道自然是神奇的,人们的探索历程则是漫长、曲折并富有意义的。4知道科学研究方法、科学态度和科学精神,培养学生创新意识。教学重、难点1重点(1)物理学发展的几个重要阶段。(2)科学研究方法、科学态度和科学精神,培养学生的创新意识。2难点培养学生的创新意识教学方法讲授法、讨论法、讲故事法、阅读法。教具准备课件、多媒体设备。教学过程一、古文明中的科学思考师:自然界、日常生活中有许多神奇、面对神奇,人们感到迷茫、好奇、敬畏,人们渴求去探究。远古的先人们早就开始思索自然界的神奇现象,而那些能直接刺激感官(如眼睛和
2、耳朵)的神奇现象则最能引起他们的注意。1象形文字。(1)甲骨文“殸”的构成。师:在黑板上边板书边讲解:“殸”好像是一块很大的斜面石头和一只拿着结实木槌的手,这只手正拿着木槌欲敲打石块,古人很早就知道声音与碰击有关。(2)纳西族东巴象形文字“晒干” 。在黑板上边板书边讲解:纳西族象形文字“晒干” ,字的上部为发出光线的太阳,字的中部为被蒸发的水气,字的下部则为大地。该字的意思为日光照射大地,使地面的水蒸发,以便达到晒干。又如日出、日落。2古人设想的宇宙模样。让学生看图,并阅读有关内容。3世界各地的文物古迹:雕刻玉版、石头阵2先让学生看图、阅读文字,然后向学生介绍“英格兰的石头阵” 。英国西南部的
3、“魔圈”石头阵(又称巨石阵),被一些考古学者认为是人类现存最早的天文观察台之一。它大约建立公元前 3000 年到公元前 2500 年左右,全部工程延续千年之久。1960 年,天文学家杰拉德霍金斯借助计算机发现:在夏至这天,从英格兰石头阵圆圈中心观察时,刚刚升起的太阳必将从远离中心的一块“巨石脚跟”上射出来。而在其他重要的节令、日子,太阳、月亮升起和落下的方向也同样与另外的巨石一一对准成一条直线。它的外围坑洞可以被用来预报月食。二、物理学的进步之阶师:灿烂的古代文明闪烁着古人朦胧的理性之光,也为人们科学地认识世界奠定基础。在物理学发展的漫长历程中,不少前辈作出卓越贡献。教师以讲故事的形式讲解物理
4、学的发展史和相关的科学家的科学成就、科学探究方法、科学态度和科学精神。1哥白尼与伽利略。长期以来,人们普遍接受的是托勒密的地心理论认为地球是球形的,处于宇宙的中心,诸天体都围绕它旋转不息。与圣经上告诉人们的一样,成为在欧洲占统治地位的自然哲学。哥白尼是伟大的波兰天文学家和近代自然科学的先驱者。他原先是一位神父,但在长期的天文观测中,发现地球根本不是什么宇宙的中心,它只是一个围绕太阳旋转的普通行星,大阳才是宇宙的中心。为了保持天主教的绝对权威,教会对哥白尼学说及其支持者开始了严酷的压制和打击。1943 年,在哥白尼去世前,他的天体运行论出版了。他在书中提出了日心说,从而使人类对宇宙的认识向前跨越
5、了一大步。 已经双目失明的哥白尼抚摸着刚出版的天体运行论说:“我终于推动了地球。 ”同年 7 月 26 日,哥白尼逝世。伽利略 1564 年 2 月 15 日,出生在意大利西北部比萨城里的一个衰落的望族家庭。l0岁随全家迁居佛尼伦萨,在一所教会学校学习,热衷于宗教和哲学。以致曾决心献身宗教。为了恢复家业。17 岁进入比萨大学学医。后来由于他在数学方面的天赋使他带着极大的兴趣学习数学,虽然由于家境原因被迫退学,但他在 25 岁时被聘为该校的数学教授,作为一个自然科学家,他不断地向亚里士多德的权威性提出挑战。在伽利略之前,几乎没有人通过做实验来验证某一观点或理论的正确。人们认为所有的科学问题,都被
6、亚里士多德一劳永逸地解决了,而伽利略去注意以实验方法去追求隐藏在事物表象之后的真理。传说伽利略和他的两个学生,带着两个不同重量的铅球(一个是另一个重量的 10 倍)登上了比萨斜塔的塔顶。在好奇心的驱动下,塔下站满了观看实验的人。在同一时刻,伽利略让他的两个学生从同一高度扔下轻重不同的两个球。结果,人们清楚地看到了两个球在同一瞬间砸向地面。这个简单的实验用最直接的方式向人们证实了伽利略观点的正确,并且也是亚里士多德的落体理论第一次受到的挑战。伽利略阅读了哥白尼的天体运行论 。该书所陈述的观点及理论给伽利略留下了很深的印象。伽利略的研究兴趣也逐渐转向了天文学,他是第一个将望远镜对准天空的人。他的观
7、测结果进一步证实了哥白尼的观点是正确的,并写出了关于托勒密和哥白尼两大学说的对话一书,此书出版后引起震动。1632 年,教皇下令将年已 68 岁的伽利略押上法庭。最后遣送回家乡阿塞特。晚年,伽利略又写了运动的法则 。1637 年伽利略失明。1642 年月 8 日逝世。347 午后的 1979 年,罗马教皇正式承认对伽利略的审判是不公正的。2牛顿。牛顿是 17 世纪人类最伟大的科学家,他是人类历史上屈指可数的几个科学巨匠之一,他在物理学、数学、天文学方面的贡献都是划时代的。31642 年 12 月 25 日,牛顿出生在英国一个叫乌尔斯索普的小村庄。3 个月时,父亲因肺炎而去世,3 岁时母亲改嫁,
8、牛顿便与年迈的祖母相依为命。所幸的是乌尔斯普的大自然给了牛顿童年的乐趣和创造的灵性。在上剑桥之前,牛顿像一只乌尔斯索普起飞的风筝,他飞得再远,飞得再久,也总离不开乌尔斯索普的牵系。16 岁时,他又回到那里,帮助家里务农。这一年,英伦三岛遭受了猛烈的暴风雨,牛顿做出了令人吃惊的举动,他没有按照吩咐去照料农舍,而是趁着狂风测风速。在庄严的毕业典礼上,使托盘中学的校长夸赞牛顿是学校最优秀的学生。牛顿将自己的一生的成就写进了自然哲学的数学原理一书中。他发现了物体运动的三大定律,创立了微积分等。他后来在谈到自己的成就时说:“如果我比其他人看得远些,那是因为我站在巨人的肩膀上。 ”1727 年 3 月 2
9、0 日,牛顿去世。英国诗人波普在他的碑铭写到:“自然和自然的规律,都藏在黑暗的夜空;上帝说让牛顿降生 ,使一切变得灿烂光明。 ”3爱因斯坦与玻尔。1879 年 3 月 14 日,爱因斯坦降生在乌儿姆城一个普通的犹大人家庭。爱因斯坦的父亲有极高数学天赋和很深的文学造诣。大约在 5 岁时,父亲给爱因斯坦一枚指南针爱因斯坦对此产生了极大的兴趣,即使到了晚年,爱囚斯坦还对童年时的指南针记忆犹新,说:“指南针对我的一生的发展有着重大的影响。 ”爱因斯坦的母亲受过良好的教育,她将音乐带进了家庭。爱因斯坦 6 岁开始学习小提琴。随后又学习钢琴。在他成为著名的科学家的时候,已经有了较高的艺术造诣。伟大的音乐也
10、塑造了爱因斯坦伟大的品格,他不仅创立了深奥的理论,而且他的人格魅力也同样震撼着人们。从 1926 年开始,爱因斯坦与玻尔的哥本哈根派进行了长达 20 余年的学术之争。这个学派研究新的理论量子力学。量子力学理论涉及一些新的见解。如海森堡测不准原因,认为运动中粒子的位置和速度不能同时确定,时间与能量也不能同时确定。爱因斯坦不完全接受哥本哈根学派的量子理论。他总是试图单一些反例以证明玻尔等人理论的缺陷和错误,但都被玻尔一一化解。爱因斯坦和玻尔的争论是纯粹的学术争论。这场争论澄清了许多概念问题,使量子力学更加完美。他们的学术之争并未影响爱因斯坦和玻尔的友谊。他们同为物理学的泰斗,互相尊重,互相促进。师
11、:你认为物理学的发展可以划分为几个阶段?生:四人一组分组讨论、交流。汇总各小组的讨论结果,最后得出物理学的发展可分为三个阶段:第一阶段,自然科学先驱哥白尼冲击了托勒密体系,经典力学和实验物理学先驱伽利略用望远镜观察天空,其观察所得数据进一步支持了哥白尼的理论。第二阶段,牛顿在前人的基础上构建了经典力学体系。第三阶段是现代物理学的产生和发展,在该阶段的主要突破则是爱因斯坦的相对论和玻尔等人的量子力学。师:物理学便是在哥白尼、伽利略、牛顿、爱因斯坦、玻尔等科学巨匠经过漫长、不断的艰辛努力,才有了今天的辉煌,希望大家努力学习、经过你们年轻一代的艰辛、努力、物理学将会有更加辉煌的未来。三、归纳小结与学
12、习过程的评估师:本节课我们学到了什么?生:讨沦、归纳得出通过本节课的学习,我们了解到古文明中的科学思考,物理学的发展的三个阶段,还知道了科学探究的方法,科学态度和科学精神。师:你归纳得很简明扼要,全班同学掌声鼓励,每付同学都对自己在本节课的学习活动情况进行评估。四、课后练习与实践活动设计41请你查资料或上网查询,写一篇有关中外物理学家的小故事,不少于 300 字。2观看反映古代文明的记录片、科学家的传记片。3参观调查附近的博物馆、考古发现等,并写出相关的调查报告。五、扳书设计第二节 探索之路()古文明中的科学思考:象形文字、石头阵等(二)物理学的发展之阶1哥白尼的“日心说” 。2牛顿的经典力学。3爱因斯坦的相对论和玻尔等人的量子力学。