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2019-2020年八年級物理全冊 第一章 打開物理世界的大門 第二節(jié) 探索之路名師教案 滬科版 三維目標 1．了解古人對神奇現(xiàn)象的探究。 2．了解物理學發(fā)展的幾個重要階段。 3．知道自然是神奇的，人們的探索歷程則是漫長、曲折并富有意義的。 4．知道科學研究方法、科學態(tài)度和科學精神，培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識。 教學重、難點 1．重點 (1)物理學發(fā)展的幾個重要階段。 (2)科學研究方法、科學態(tài)度和科學精神，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識。 2．難點 培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識 教學方法 講授法、討論法、講故事法、閱讀法。 教具準備 課件、多媒體設備。 教學過程 一、古文明中的科學思考 師：自然界、日常生活中有許多神奇、面對神奇，人們感到迷茫、好奇、敬畏，人們渴求去探究。遠古的先人們早就開始思索自然界的神奇現(xiàn)象，而那些能直接刺激感官(如眼睛和耳朵)的神奇現(xiàn)象則最能引起他們的注意。 1．象形文字。 (1)甲骨文“殸”的構(gòu)成。 師：在黑板上邊板書邊講解：“殸”好像是一塊很大的斜面石頭和一只拿著結(jié)實木槌的手，這只手正拿著木槌欲敲打石塊，古人很早就知道聲音與碰擊有關。 (2)納西族東巴象形文字“曬干”。 在黑板上邊板書邊講解：納西族象形文字“曬干”，字的上部為發(fā)出光線的太陽，字的中部為被蒸發(fā)的水氣，字的下部則為大地。該字的意思為日光照射大地，使地面的水蒸發(fā)，以便達到曬干。又如日出、日落。 2．古人設想的宇宙模樣。 讓學生看圖，并閱讀有關內(nèi)容。 3．世界各地的文物古跡：雕刻玉版、石頭陣 先讓學生看圖、閱讀文字，然后向?qū)W生介紹“英格蘭的石頭陣”。 英國西南部的“魔圈”石頭陣(又稱巨石陣)，被一些考古學者認為是人類現(xiàn)存最早的天文觀察臺之一。它大約建立公元前3000年到公元前2500年左右，全部工程延續(xù)千年之久。1960年，天文學家杰拉德霍金斯借助計算機發(fā)現(xiàn)：在夏至這天，從英格蘭石頭陣圓圈中心觀察時，剛剛升起的太陽必將從遠離中心的一塊“巨石腳跟”上射出來。而在其他重要的節(jié)令、日子，太陽、月亮升起和落下的方向也同樣與另外的巨石一一對準成一條直線。它的外圍坑洞可以被用來預報月食。 二、物理學的進步之階 師：燦爛的古代文明閃爍著古人朦朧的理性之光，也為人們科學地認識世界奠定基礎。在物理學發(fā)展的漫長歷程中，不少前輩作出卓越貢獻。 教師以講故事的形式講解物理學的發(fā)展史和相關的科學家的科學成就、科學探究方法、科學態(tài)度和科學精神。 1．哥白尼與伽利略。 長期以來，人們普遍接受的是托勒密的地心理論．認為地球是球形的，處于宇宙的中心，諸天體都圍繞它旋轉(zhuǎn)不息。與《圣經(jīng)》上告訴人們的一樣，成為在歐洲占統(tǒng)治地位的自然哲學。哥白尼是偉大的波蘭天文學家和近代自然科學的先驅(qū)者。他原先是一位神父，但在長期的天文觀測中，發(fā)現(xiàn)地球根本不是什么宇宙的中心，它只是一個圍繞太陽旋轉(zhuǎn)的普通行星，大陽才是宇宙的中心。為了保持天主教的絕對權(quán)威，教會對哥白尼學說及其支持者開始了嚴酷的壓制和打擊。1943年，在哥白尼去世前，他的《天體運行論》出版了。他在書中提出了日心說，從而使人類對宇宙的認識向前跨越了一大步。 已經(jīng)雙目失明的哥白尼撫摸著剛出版的《天體運行論》說：“我終于推動了地球?！蓖?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薩城里的一個衰落的望族家庭。l0歲隨全家遷居佛尼倫薩，在一所教會學校學習，熱衷于宗教和哲學。以致曾決心獻身宗教。為了恢復家業(yè)。17歲進入比薩大學學醫(yī)。后來由于他在數(shù)學方面的天賦使他帶著極大的興趣學習數(shù)學，雖然由于家境原因被迫退學，但他在25歲時被聘為該校的數(shù)學教授，作為一個自然科學家，他不斷地向亞里士多德的權(quán)威性提出挑戰(zhàn)。在伽利略之前，幾乎沒有人通過做實驗來驗證某一觀點或理論的正確。人們認為所有的科學問題，都被亞里士多德一勞永逸地解決了，而伽利略去注意以實驗方法去追求隱藏在事物表象之后的真理。 傳說伽利略和他的兩個學生，帶著兩個不同重量的鉛球(一個是另一個重量的10倍)登上了比薩斜塔的塔頂。在好奇心的驅(qū)動下，塔下站滿了觀看實驗的人。在同一時刻，伽利略讓他的兩個學生從同一高度扔下輕重不同的兩個球。結(jié)果，人們清楚地看到了兩個球在同一瞬間砸向地面。這個簡單的實驗用最直接的方式向人們證實了伽利略觀點的正確，并且也是亞里士多德的落體理論第一次受到的挑戰(zhàn)。 伽利略閱讀了哥白尼的《天體運行論》。該書所陳述的觀點及理論給伽利略留下了很深的印象。伽利略的研究興趣也逐漸轉(zhuǎn)向了天文學，他是第一個將望遠鏡對準天空的人。他的觀測結(jié)果進一步證實了哥白尼的觀點是正確的，并寫出了《關于托勒密和哥白尼兩大學說的對話》一書，此書出版后引起震動。1632年，教皇下令將年已68歲的伽利略押上法庭。最后遣送回家鄉(xiāng)阿塞特。晚年，伽利略又寫了《運動的法則》。1637年伽利略失明。1642年]月8日逝世。347午后的1979年，羅馬教皇正式承認對伽利略的審判是不公正的。 2．牛頓。 牛頓是17世紀人類最偉大的科學家，他是人類歷史上屈指可數(shù)的幾個科學巨匠之一，他在物理學、數(shù)學、天文學方面的貢獻都是劃時代的。 1642年12月25日，牛頓出生在英國一個叫烏爾斯索普的小村莊。3個月時，父親因肺炎而去世，3歲時母親改嫁，牛頓便與年邁的祖母相依為命。所幸的是烏爾斯普的大自然給了牛頓童年的樂趣和創(chuàng)造的靈性。在上劍橋之前，牛頓像一只烏爾斯索普起飛的風箏，他飛得再遠，飛得再久，也總離不開烏爾斯索普的牽系。16歲時，他又回到那里，幫助家里務農(nóng)。這一年，英倫三島遭受了猛烈的暴風雨，牛頓做出了令人吃驚的舉動，他沒有按照吩咐去照料農(nóng)舍，而是趁著狂風測風速。在莊嚴的畢業(yè)典禮上，使托盤中學的校長夸贊牛頓是學校最優(yōu)秀的學生。 牛頓將自己的一生的成就寫進了《自然哲學的數(shù)學原理》一書中。他發(fā)現(xiàn)了物體運動的三大定律，創(chuàng)立了微積分等。他后來在談到自己的成就時說：“如果我比其他人看得遠些，那是因為我站在巨人的肩膀上。”1727年3月20日，牛頓去世。英國詩人波普在他的碑銘寫到：“自然和自然的規(guī)律，都藏在黑暗的夜空；上帝說‘讓牛頓降生’，使一切變得燦爛光明?！? 3．愛因斯坦與玻爾。 1879年3月14日，愛因斯坦降生在烏兒姆城一個普通的猶大人家庭。愛因斯坦的父親有極高數(shù)學天賦和很深的文學造詣。大約在5歲時，父親給愛因斯坦一枚指南針．愛因斯坦對此產(chǎn)生了極大的興趣，即使到了晚年，愛囚斯坦還對童年時的指南針記憶猶新，說：“指南針對我的一生的發(fā)展有著重大的影響?！睈垡蛩固沟哪赣H受過良好的教育，她將音樂帶進了家庭。愛因斯坦6歲開始學習小提琴。隨后又學習鋼琴。在他成為著名的科學家的時候，已經(jīng)有了較高的藝術造詣。偉大的音樂也塑造了愛因斯坦偉大的品格，他不僅創(chuàng)立了深奧的理論，而且他的人格魅力也同樣震撼著人們。 從1926年開始，愛因斯坦與玻爾的哥本哈根派進行了長達20余年的學術之爭。這個學派研究新的理論——量子力學。量子力學理論涉及一些新的見解。如海森堡測不準原因，認為運動中粒子的位置和速度不能同時確定，時間與能量也不能同時確定。愛因斯坦不完全接受哥本哈根學派的量子理論。他總是試圖單一些反例以證明玻爾等人理論的缺陷和錯誤，但都被玻爾一一化解。愛因斯坦和玻爾的爭論是純粹的學術爭論。這場爭論澄清了許多概念問題，使量子力學更加完美。他們的學術之爭并未影響愛因斯坦和玻爾的友誼。他們同為物理學的泰斗，互相尊重，互相促進。 師：你認為物理學的發(fā)展可以劃分為幾個階段? 生：四人一組分組討論、交流。 匯總各小組的討論結(jié)果，最后得出物理學的發(fā)展可分為三個階段：第一階段，自然科學先驅(qū)哥白尼沖擊了托勒密體系，經(jīng)典力學和實驗物理學先驅(qū)伽利略用望遠鏡觀察天空，其觀察所得數(shù)據(jù)進一步支持了哥白尼的理論。第二階段，牛頓在前人的基礎上構(gòu)建了經(jīng)典力學體系。第三階段是現(xiàn)代物理學的產(chǎn)生和發(fā)展，在該階段的主要突破則是愛因斯坦的相對論和玻爾等人的量子力學。 師：物理學便是在哥白尼、伽利略、牛頓、愛因斯坦、玻爾等科學巨匠經(jīng)過漫長、不斷的艱辛努力，才有了今天的輝煌，希望大家努力學習、經(jīng)過你們年輕一代的艱辛、努力、物理學將會有更加輝煌的未來。 三、歸納小結(jié)與學習過程的評估 師：本節(jié)課我們學到了什么? 生：討淪、歸納得出通過本節(jié)課的學習，我們了解到古文明中的科學思考，物理學的發(fā)展的三個階段，還知道了科學探究的方法，科學態(tài)度和科學精神。 師：你歸納得很簡明扼要，全班同學掌聲鼓勵，每付同學都對自己在本節(jié)課的學習活動情況進行評估。 四、課后練習與實踐活動設計 1．請你查資料或上網(wǎng)查詢，寫一篇有關中外物理學家的小故事，不少于300字。 2．觀看反映古代文明的記錄片、科學家的傳記片。 3．參觀調(diào)查附近的博物館、考古發(fā)現(xiàn)等，并寫出相關的調(diào)查報告。 五、扳書設計 第二節(jié) 探索之路 (—)古文明中的科學思考：象形文字、石頭陣等 (二)物理學的發(fā)展之階 1．哥白尼的“日心說”。 2．牛頓的經(jīng)典力學。 3．愛因斯坦的相對論和玻爾等人的量子力學。