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2019-2020年八年級(jí)物理全冊(cè) 第一章 打開(kāi)物理世界的大門(mén) 第二節(jié) 探索之路教學(xué)素材 滬科版 一、基本要求 １、讓學(xué)生初步了解古人對(duì)神奇現(xiàn)象的探究和物理學(xué)發(fā)展的幾個(gè)重要階段。 ２、知道物理學(xué)不僅指具體的物理知識(shí)，而且還包括科學(xué)研究方法、科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。 ３、能意識(shí)到科學(xué)發(fā)展（探索）歷程的艱辛與曲折，卻是富有意義的。 二、教材分析 按天、地、人的思路展開(kāi) 第一段標(biāo)“古文明中的科學(xué)思索”。 對(duì)于自然界的神奇，古人早已開(kāi)始探索，那些直接刺激感官（眼睛和耳朵）的神奇現(xiàn)象最能引起他們的注意。盡管由于條件所限，他們的思索還停留在朦朧的感性階段，但是這些感性認(rèn)識(shí)是理性認(rèn)識(shí)世界的必要的前期準(zhǔn)備，對(duì)人類文明的發(fā)展具有推動(dòng)作用。 甲骨文“殸”（后來(lái)演變?yōu)椤绊唷保?，象一塊很大的斜面石頭和一只拿者結(jié)實(shí)木槌的手，這只手正拿著木槌欲敲打石塊。殸和耳組成了“聲”（聲的老寫(xiě)形式）,這似乎表示耳朵聽(tīng)的是木槌敲打磬發(fā)出的聲音. 納西族東巴象形文字“曬干”，字的上部為發(fā)出光線的太陽(yáng)，字的中部為被蒸發(fā)的水氣。字的下部為大地。該字的意思為日光照射大地，使地面的水蒸氣蒸發(fā)，以達(dá)到曬干的目的。 “古人的宇宙觀模型之一”是古人對(duì)日月星辰及周圍世界的觀察，設(shè)想出的宇宙的模樣。認(rèn)為地是平的，天象倒扣的大鍋（南北朝時(shí)的民歌《敕勒川》中就有“天似穹廬，籠蓋四野”的詩(shī)句），日月星辰就在穹頂下的大氣中運(yùn)行。 以上這些表明古人的原始思維中有科學(xué)的成分。 “雕刻玉版”是距今5000年的史前儀具。玉版中央布刻圓形象天，外廓方形象地，側(cè)面呈拱形象天穹，表現(xiàn)了中國(guó)古人比較原始的天圓地方的思想。在這種宇宙觀的基礎(chǔ)上逐漸演化產(chǎn)生了“司南”——早期的指南針。 英國(guó)的“石頭陣”被一些考古學(xué)家認(rèn)為是人類現(xiàn)存最早的天文觀察臺(tái)之一。天文學(xué)家借助電子計(jì)算機(jī)發(fā)現(xiàn)：象夏至等重要的節(jié)令日子，太陽(yáng)、月亮升起和落下的方向與巨石一一對(duì)準(zhǔn)成一條直線。它的外圍坑洞可以被用來(lái)預(yù)報(bào)月食。 這都反映了不同國(guó)家的古人對(duì)自然神奇現(xiàn)象都有過(guò)富有意義的思考。 第二段標(biāo)“物理學(xué)的進(jìn)步之階”中，展示了物理學(xué)發(fā)展中的幾個(gè)重要階段： 燦爛的古代文明，為人們科學(xué)地認(rèn)識(shí)世界奠定了基礎(chǔ)。而且后來(lái)物理學(xué)的產(chǎn)生與發(fā)展也與古文明的科學(xué)思索關(guān)系密切。后來(lái)的物理學(xué)家們，過(guò)一系列的實(shí)驗(yàn)以及對(duì)那些神奇現(xiàn)象的理性思考，才使物理學(xué)逐步有了令人驚嘆的發(fā)展。而物理學(xué)體系的建立則歸功于物理學(xué)界的一系列巨匠。 第一階段：自然科學(xué)的真理對(duì)錯(cuò)誤權(quán)威的挑戰(zhàn) “哥白尼”偉大的波蘭天文學(xué)家和近代自然科學(xué)的先驅(qū)。長(zhǎng)期以來(lái)，托勒密的“地心說(shuō)”被教會(huì)用作天主教的教義基礎(chǔ)，在歐洲占統(tǒng)治地位，受到教會(huì)保護(hù)。哥白尼在長(zhǎng)期的天文觀測(cè)中，意識(shí)到地球根本不是宇宙的中心，只是一個(gè)繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)的普通行星。向教會(huì)發(fā)出嚴(yán)正的挑戰(zhàn)，否定了影響人類達(dá)千年之久的托勒密體系，有利地推動(dòng)了人類文明的進(jìn)程，使人類對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí)向前跨越了一大步。 “伽利略”經(jīng)典力學(xué)和實(shí)驗(yàn)物理學(xué)的先驅(qū)。第一個(gè)用望遠(yuǎn)鏡觀察天空，觀測(cè)結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)了哥白尼的觀點(diǎn)是正確的。還不斷地向亞里士多德的權(quán)威性提出挑戰(zhàn)，最早用實(shí)驗(yàn)的方法去追求隱藏在事物表象之后的真理。 第二階段：經(jīng)典力學(xué)體系的建立 “牛頓”人類歷史上的科學(xué)巨匠，用牛頓運(yùn)動(dòng)三大定律構(gòu)建了經(jīng)典物理學(xué)體系。在物理學(xué)、數(shù)學(xué)、天文學(xué)等方面作出劃時(shí)代的貢獻(xiàn)。詩(shī)人波譜在牛頓的墓碑上這樣形容：“自然和自然的規(guī)律，都藏在黑暗的夜空；上帝說(shuō)：‘讓牛頓降生’，于是一切變得燦爛光明。” 第三階段：現(xiàn)代物理學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展 “愛(ài)因斯坦”的相對(duì)論沖擊了經(jīng)典的時(shí)空觀，認(rèn)為：當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)速度接近光速時(shí)，人們所熟悉的空間和時(shí)間等概念都會(huì)發(fā)生變化。如時(shí)鐘會(huì)走得很慢，人將會(huì)青春不老，而此時(shí)大尺度的宇宙空間象幾百萬(wàn)光年也不再是那么遙遠(yuǎn)。 “玻爾”發(fā)現(xiàn)微觀世界與宏觀世界的物理規(guī)律有很大的差異，提出了新的理論——量子力學(xué)。他們?yōu)槲锢韺W(xué)的發(fā)展跨出具有劃時(shí)代的意義的一大步。 建議適當(dāng)補(bǔ)充某個(gè)或幾個(gè)科學(xué)家的故事或者他們的偉大品格。比如向?qū)W生講牛頓看蘋(píng)果落地想到日月星辰的運(yùn)轉(zhuǎn)等，對(duì)學(xué)生進(jìn)行高尚的情操的教育。向?qū)W生說(shuō)明：事實(shí)上的科學(xué)發(fā)現(xiàn)不是象我們講的故事這么簡(jiǎn)單，故事的背后是科學(xué)家們長(zhǎng)期的、艱苦卓絕的工作。 三、教學(xué)建議 １、與第一節(jié)的講解方式有所變化，以便讓學(xué)生感覺(jué)新鮮有趣。 ２、在黑板講解象形文字的構(gòu)成，物理學(xué)發(fā)展歷程等；可用講故事的方式講解物理學(xué)發(fā)展歷程。 ３、建議在物理學(xué)發(fā)展歷程時(shí)為學(xué)生勾畫(huà)出物理學(xué)發(fā)展的幾個(gè)大的階段，并強(qiáng)調(diào)這幾個(gè)階段對(duì)物理學(xué)發(fā)展的重要作用。 ４、可讓每一位同學(xué)在課前以各種不同的信息渠道,收集中外科學(xué)家艱苦探索的事例。事例也不一定是物理方面,可以是生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、化學(xué)等等,體現(xiàn)學(xué)科間的交流。 5.觀看科學(xué)家傳記或反映古代文明的記錄片《考古中國(guó)》等。 “一種想要了解自然奧秘的無(wú)法遇制的渴望”促使世界各民族努力探索、堅(jiān)持不懈、從茫茫遠(yuǎn)古延續(xù)至今并將走向未來(lái)。 關(guān)于物理學(xué) 物理學(xué)一詞源出于希臘文physics，意為“自然”。物理學(xué)是人類社會(huì)實(shí)踐的產(chǎn)物，它是隨著人類社會(huì)實(shí)踐的發(fā)展而產(chǎn)生、形成和發(fā)展的。人類的生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)形成和發(fā)展的主要源泉。在古代，物理學(xué)只是“自然哲學(xué)”的重要組成部分，直到16世紀(jì)后，它才與哲學(xué)分離開(kāi)來(lái)。自從物理學(xué)成為一門(mén)獨(dú)立的學(xué)科之后，它的研究領(lǐng)域就在不斷地開(kāi)拓著，逐漸建立起力學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、量子力學(xué)、粒子物理學(xué)等物理基礎(chǔ)部門(mén)；每個(gè)基礎(chǔ)部門(mén)，又不斷地形成許多新的分支。物理學(xué)的發(fā)展一般劃分為三個(gè)主要時(shí)期，即古代物理學(xué)時(shí)期、經(jīng)典物理學(xué)時(shí)期（近代物理學(xué)時(shí)期）和現(xiàn)代物理學(xué)時(shí)期。大約在七八世紀(jì)之后，中國(guó)和希臘形成東、西方兩個(gè)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的中心。當(dāng)時(shí)，人們對(duì)自然界的認(rèn)識(shí)，主要是通過(guò)表面的觀察和直覺(jué)獲得的，基本上還處于對(duì)現(xiàn)象的描述、經(jīng)驗(yàn)的簡(jiǎn)單總結(jié)和思辨性的猜測(cè)階段，實(shí)驗(yàn)的巨大作用還沒(méi)有被認(rèn)識(shí)到。同時(shí)還由于社會(huì)對(duì)科學(xué)的需要十分有限，科學(xué)的社會(huì)功能并不顯著，所以物理學(xué)的發(fā)展比較緩慢。 15世紀(jì)末葉，資本主義生產(chǎn)關(guān)系的產(chǎn)生，促進(jìn)了生產(chǎn)和技術(shù)的大發(fā)展。席卷歐亞的文藝復(fù)興運(yùn)動(dòng)，解放了人們的思想，激發(fā)起人們的探索精神，系統(tǒng)的觀察實(shí)驗(yàn)和嚴(yán)密的數(shù)學(xué)演繹相結(jié)合的研究方法被引進(jìn)物理學(xué)中，導(dǎo)致了17世紀(jì)在天文學(xué)和力學(xué)領(lǐng)域中的“科學(xué)革命”。牛頓力學(xué)體系的建立健全，標(biāo)志著近代物理學(xué)的誕生。 嘗試一下靜電觸電的滋味 把塑料飛盤(pán)用洗衣粉洗刷、沖凈、曬干；再準(zhǔn)備一塊圓形鐵片，大小比飛盤(pán)略小，在其中打一小孔，用20厘米長(zhǎng)的絲線穿過(guò)小孔將它拴住，用一塊干燥的毛皮用力摩擦圓盤(pán)的內(nèi)側(cè)，然后迅速拿開(kāi)，再用手提著絲線的一端（這是為了不使手與鐵片接觸），將鐵片放入圓盤(pán)內(nèi)，這樣圓盤(pán)上的電荷將聚集到鐵片上，用手指去靠近鐵片時(shí)，會(huì)有微麻的感覺(jué)，同時(shí)還可看到電火花和聽(tīng)見(jiàn)放電響聲（這是因?yàn)殡妷焊叨a(chǎn)生放電，但因電量少，電流持續(xù)時(shí)間短暫，雖有微麻的感覺(jué)，但并不危及人體的生命與健康） 　　注意，本實(shí)驗(yàn)的效果受環(huán)境影響較大，一般而言在干燥的天氣比在空氣潮濕時(shí)容易成功，晴天在人少的室內(nèi)比在人多的室內(nèi)容易成功；在室外通風(fēng)處比在室內(nèi)容易成功。 露、霜、云、霧、雨和雪是怎樣形成的 在夜間，地面上的草、木、石塊等物體由于向外輻射熱量，它們的溫度要降低，當(dāng)溫度降至露點(diǎn)時(shí)，地面物體附近空氣中的水蒸氣便達(dá)到飽和。若露點(diǎn)高于０攝氏度，水蒸氣可在地面物體的表面上凝結(jié)成小水滴，這就是露。若露點(diǎn)低于０攝氏度，水蒸氣則要在地面物體的表面上直接凝結(jié)成水冰粒，這即是霜。 　　如果在夜間不僅地面上物體的溫度降到了露點(diǎn)以下，而且地面以上稍遠(yuǎn)處的空氣溫度也降到了露點(diǎn)，那么空氣中的水蒸氣將以塵埃為核心凝結(jié)成細(xì)小的水滴，這便是霧。 　　當(dāng)高空中空氣的溫度降到露點(diǎn)以下，若露點(diǎn)高于０度，空氣中的水蒸氣在塵埃上凝結(jié)成細(xì)小的水滴便是云，而凝結(jié)成較大的水滴即是雨。若露點(diǎn)低于０度，則空氣中的水蒸氣將在塵埃上直接凝結(jié)成雪。 　　由此可知，露、霜和霧都不是從天而降的，而是地面附近空氣中的水蒸氣達(dá)到飽和時(shí)直接凝結(jié)而成的。只有雪和雨才是從天而降的，即是高空中空氣里的水蒸氣達(dá)到飽和時(shí)凝結(jié)而成。