2019-2020年高中物理 5.4物理學—人類文明進步的階梯教案 粵教版必修2.doc

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2019-2020年高中物理 5.4物理學—人類文明進步的階梯教案 粵教版必修2 （一）教學目標 1.知識與技能 （1）了解物理學與自然科學其他領(lǐng)域的關(guān)系，知道物理學的研究成果和研究方法對自然科學的影響和促進作用。 （2）了解物理學對現(xiàn)代科學技術(shù)發(fā)展的推動，體會物理學的巨大影響和作用。 (3)了解物理學對人類社會文明發(fā)展的推動，體驗物理學對人類社會生活的影響． 2．過程與方法 。 (1)舉例說明物理學的研究成果和方法對自然科學其他領(lǐng)域的影響和作用，體會物理學對自然科學發(fā)展所起的重要作用． (2)列舉物理學理論轉(zhuǎn)化為高新技術(shù)成果的具體實例，體會物理學對科學技術(shù)的推動． (3)收集科學技術(shù)推動人類社會發(fā)展的具體實例，關(guān)注科技發(fā)展對冬類生活的影響． (4)通過討論與交流，使學生深刻體會科學技術(shù)應與人類和諧發(fā)展，‘使學生明確在探索自然界的運動變化規(guī)律的同時，應遵循客觀規(guī)律，使科學技術(shù)與社會發(fā)展相一致． 3．情感、態(tài)度與價值觀 (1)通過了解人類借助自然科學認識世界，改造世界，創(chuàng)造美好生活的“事跡” ，激發(fā)學生對前人的敬仰，對科學的興趣和對理想的憧憬． (2)通過呈現(xiàn)物理學對推動人類社會文明的進步，使學生更深刻感犟物理學的價值．促進學生情感的遷移和人性的完善，進而無限地熱愛“物理世界”． (3)促進學生關(guān)注物理知識與技術(shù)的發(fā)展，使學生感受物理知識對現(xiàn)代生活的影響，從而引發(fā)他們的學習熱情，利用所學知識和技能開創(chuàng)自己的未來． (4)通過指導學生收集相關(guān)信息、例證，培養(yǎng)學生獲取和評價信息的能力、組織信息的能力、交流和表述信息的能力、使用計算機處理信息的能力． (二)本節(jié)概述 1．本節(jié)特點 (1)重視展示物理學成果和方法對其他學科的發(fā)展產(chǎn)生的影響，體現(xiàn)物理學的博大和精深． (2)重視物理學對現(xiàn)代技術(shù)的推動作用以及對人類生活的影響． (3)展示物理學對人類社會文明進步的推動作用． 2．教法與學法 本節(jié)內(nèi)容涉及的知識面較廣，許多內(nèi)容在高中階段都不可能涉及．在此只能作一般性介紹，并不要求學生對諸多具體問題深入理解和掌握．因此本節(jié)教學適宜采用師生互動型的講座、演講、討論交流等靈活多樣的形式開展，除共同學習、體會教材所提供的實例外，應指導和鼓勵學生從多種渠道收集物理學對自然科學、現(xiàn)代科技社會進步起推動作用的例證，學生對自己收集的信息體會更加深刻．同時，信息社會化和社會信息化是當今重要的時代特征，人們在從事科學研究活動的過程中，要處理大量的信息，并需要與其他人進行有效的信息交流．應該說，信息能力既是學生科學素養(yǎng)水平的體現(xiàn)，也是學生今后在現(xiàn)代社會生存和發(fā)展所必須的一項基本能力．本節(jié)教學十分適于鍛煉和培養(yǎng)學生的信息能力．教師可以向?qū)W生推薦一些信息來源，如科普網(wǎng)站(．cctv．cn／science／、．kepu．gov．cn、．bikepu．gov．cn)、科普讀物(《科技輔導員》、《中學科技》、《科學世界》)電視節(jié)目(《走進科學》、《人與自然》、discovery)等． 本節(jié)內(nèi)容有兩個主題，安排了“討論與交流”、“實踐與拓展”各兩項．在進行活動時需要學生了解大量相關(guān)拓展性知識，拓展性知識是基礎(chǔ)性知識的拓展，與現(xiàn)實生活密切相關(guān)，可以為學生提供廣闊的背景(如知識背景、生活背景、文化背景、政治背景)．實際上，隨著物理和物理教育理論的發(fā)展，物理教育不應當僅局限于知識的傳授，而應當拓寬物理教育的視野和背景，以適應學習化社會的發(fā)展． (三)教材說明與教學建議 教材開篇即指出：物理學肩負著“探索自然、驅(qū)動技術(shù)、拯救生命”的歷史使命，這也是通過本章教學應能使學生產(chǎn)生對物理學如此的認識，深刻體會到物理學的意義和作用． 1．物理學與自然科學一人類文明進步的基石 在物理學的基礎(chǔ)性研究過程中，形成和發(fā)展出來的基本概念、基本理論、基本實驗手段和精密的測試方法，已成為其他許多學科的重要組成部分，并產(chǎn)生了良好的效果．這對于天文學、化學、生物學、地學、醫(yī)學、農(nóng)業(yè)科學甚至經(jīng)濟學都是如此，1997年諾貝爾經(jīng)濟學獎授予的項目，是一個對全球金融產(chǎn)生巨大影響的期權(quán)定價模型——Black一Ccholes公式．該公式的主要創(chuàng)建人F．S．Black的學歷背景如下：1959年畢業(yè)于哈佛大學物理系，1964一年獲該校數(shù)學應用系博士，1971年任芝加哥大學經(jīng)濟系教授．當前出身理科的人躋身經(jīng)濟學界的大有人在． 19世紀末、20世紀初，相對論和量子論的確立是物理學革命的高潮，以物理學革命為先導，帶動了化學、生物學、天文學、地質(zhì)學等學科的理論也都發(fā)生了革命性的突破，并形成了一些交叉學科，如物理化學、生物物理、地球物理等等．當前科學中最活躍、最引人注目的課題，如生命科學、宇宙起源、材料科學等等，都與物理學的研究成果和研究方法密切相關(guān)．現(xiàn)代物理知識對其他學科的滲透比上個世紀要廣泛得多，教師在教學過程中必須拓寬視野，重視物理學與人文科學和其他技術(shù)科學知識的交叉與拓寬． 物理學對自然科學各個領(lǐng)域都有相當重要的影響和作用，限于篇幅，教材不能過多地介紹，只是列舉了物理學的研究方法和成果對化學、生物學、天文學的影響，教學中應鼓勵學生結(jié)合本節(jié)“實踐與拓展”第1題了解更多物理學與其他自然科學的關(guān)系． [實踐與拓展] 1．數(shù)學對物理學的發(fā)展起了重要的作用，反過來物理學也促進數(shù)學的發(fā)展．例如力學與數(shù)學在發(fā)展中始終相互推動，相互促進．一種力學理論往往和相應的一個數(shù)學分支相伴產(chǎn)生，如運動基本定律和微積分，運動方程的求解和常微分方程，彈性力學及流體力學和數(shù)學分析理論，天體力學中運動穩(wěn)定性和微分方程定性理論等，因此有人甚至認為力學應該也是一門應用數(shù)學．但是力學和其他物理學分支一樣，還有需要實驗基礎(chǔ)的一面，而數(shù)學尋求的是比力學更帶普遍性的數(shù)學關(guān)系，兩者有各自不同的研究對象． 地質(zhì)學與物理學密切相關(guān)．地球物理學的研究對象是地球整體及其各組成部分的物理學性質(zhì)和物理過程，如地球重力加速度的測定、地磁的測定、地震的研究等等．地質(zhì)學的分支礦物學和巖石學，是在19世紀應用物理學和化學等學科的理論和方法的基礎(chǔ)上形成和發(fā)展起來的． 物理學與氣象學用物理學的相關(guān)規(guī)律去研究大氣的性質(zhì)和運動，使人們得以進行天氣預報． 2．物理學與現(xiàn)代技術(shù)——人類文明進步的推動力 為說明物理學的發(fā)展與科學技術(shù)發(fā)展的密切關(guān)系，教材列舉了電子信息技術(shù)、核能發(fā)電、激光技術(shù)的發(fā)展應用以及相關(guān)的物理理論和實驗基礎(chǔ)(詳細背景知識可參閱課程資源)，目的在于使學生切實體會物理學的發(fā)展對科技發(fā)展的推動作用和對人類社會生活的巨大影響，教學中要提示學生特別注意每一項科學技術(shù)誕生的物理學發(fā)展背景． 本節(jié)最后一段總結(jié)了科學技術(shù)發(fā)展推動人類社會不斷進步，概括了人類社會隨科技發(fā)展而進入的四個時代，目的是使學生更深地體會科學技術(shù)是認識自然和改造自然的強大武器，在歷史上始終是一種起推動作用的進步的革命力量．20世紀以來，科學、技術(shù)、經(jīng)濟、社會的關(guān)系日益密切，并且相互制約、相互影響．科學技術(shù)的迅猛發(fā)展已使社會生活的各個方面發(fā)生了深刻的變化． 教師最好能結(jié)合本章第二、第三節(jié)內(nèi)容補充介紹物理學的革命是如何引起科學技術(shù)發(fā)生了一系列廣泛而深刻的革命性變化．在科學技術(shù)發(fā)展史上，20世紀前半期占有重要的地位．這一時期，19世紀末、20世紀初開始的物理學革命，帶動了化學、天文學、生物學、地質(zhì)學等學科的發(fā)展，從而形成了以相對論和量子力學為代表的現(xiàn)代的科學革命．科學理論上的重大突破又帶來一系列技術(shù)進步．以電力的發(fā)明和利用為標志的第二次技術(shù)革命不斷深化，電力、汽車工業(yè)蓬勃發(fā)展，在第二次世界大戰(zhàn)的刺激下，原子能技術(shù)、計算機技術(shù)和航天技術(shù)發(fā)展迅速，并成為第三次技術(shù)革命興起的標志．20世紀前半期科學技術(shù)的重大突破又引起社會經(jīng)濟、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、生活方式等方面的重大變化，并為戰(zhàn)后第三次技術(shù)革命的深入發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。 另外，還應向?qū)W生說明物理學研究的重大突破導致生產(chǎn)技術(shù)的飛躍已經(jīng)是歷史事實．反過來，發(fā)展技術(shù)和生產(chǎn)力的要求，也有力地推動物理學研究的發(fā)展，固體物理、原子核物理、等離子體物理、激光研究、現(xiàn)代宇宙學等之所以迅速發(fā)展，是和技術(shù)及生產(chǎn)力發(fā)展的要求分不開的．目前在物理學前沿進行研究工作，必須使用尖端技術(shù)，否則就無法使實驗研究工作達到一定的深度，也很難開辟新的研究領(lǐng)域．因此理論和實踐，基礎(chǔ)理論和尖端技術(shù)的關(guān)系將日益密切、互相促進，并一日千里地向前推進． 在組織學生進行“實踐與拓展”第2題時，鼓勵學生去查找更多的物理與科技相結(jié)合的實例，例如航天技術(shù)、生物工程、無線電技術(shù)、核磁共振技術(shù)、納米技術(shù)等，使學生認識物理學對人類社會生產(chǎn)生活方式的影響、對生產(chǎn)力的促進；激發(fā)學生對物理學更濃厚的興趣和熱愛．同時培養(yǎng)學生收集、整理信息的能力．教師可以組織相應的教學活動，如科技論文寫作、科技競賽、科技板報評比等，還可以組織學生收集各種與物理有關(guān)的科技新聞，舉辦“科技新聞發(fā)布會”，并將每個學生收集的信息集中記錄，要求學生注明科技新聞的來源及自己對它的簡短評價，配合此項活動半科技板報或手抄報．也可以結(jié)合多媒體現(xiàn)代化教學手段，增大介紹應用知識的信息量，通過多種教學手段顯示物理知識在技術(shù)應用中的巨大魅力，同時促進學生學習能力的全面發(fā)展． 這一主題下的兩項討論與交流活動旨在結(jié)合物理學發(fā)展的成就及前沿問題滲透STS思想教育，使學生認識到科學技術(shù)一方面推動了人類社會文明的發(fā)展，另一方面科學技術(shù)如不能正確應用，對人類的發(fā)展同時也具有負面效應． [討論與交流] (1)科學技術(shù)的發(fā)展對我們的生活水平、生活方式、文化教育等方面的影響是極為深刻的．從日常的衣食住行中，處處可以感受到科學技術(shù)給我們生活帶來的變化．各種合成纖維大大豐富了人們的衣著面料；農(nóng)業(yè)的增產(chǎn)提供了豐富的食品，改善了人民的食品結(jié)構(gòu)；至于汽車、飛機的發(fā)明和普及帶給人們交通的方便、快捷；醫(yī)學的進步提高了人民的健康水平，延長了平均壽命；教育的普及提高了人民的文化水平；電燈、電話、家用電器的普及大大方便了我們的生活……這樣的例子不勝枚舉． (2)當前我們面臨的許多問題，如溫室效應、物種的滅絕、臭氧層的破壞、核戰(zhàn)爭、大氣污染、能源危機等．這些問題都是與科技相互關(guān)聯(lián)的，需要我們給予足夠的重視． 例如，20世紀20年代以來，隨著工業(yè)的發(fā)展，特別是石油、天然氣、化學工業(yè)的增長，汽車的普及，造成了前所未有的環(huán)境污染問題．20世紀60年代以前著名的“八大公害”中；至少一半發(fā)生在1950年前．它們是：(1)“馬斯河谷事件”．1930年12月，比利時馬斯河谷工業(yè)區(qū)由于空氣中二氧化硫濃度過高，致使六十多人死亡；(2)“多諾拉煙霧事件”．1948年發(fā)生于美國賓夕法尼亞州多諾拉鎮(zhèn)．因二氧化硫及其氧化作用與大氣中的塵粒結(jié)合，形成致害毒素，致使5500人染病，17人死亡．(3)“洛杉磯光化學煙霧事件”．40年代初發(fā)生于美國洛杉磯市．由于汽車排放的廢氣在日光作用下形成毒霧，刺激人的感官而造成危害．(4)“水俁病事件”．1935一1956年發(fā)生于日本熊本縣水俁市．由于含甲基汞廢水污染水體，使魚類中毒，人食了毒魚引起中樞神經(jīng)疾患而致殘、致死．造成上述環(huán)境問題并非是科學技術(shù)本身的罪過．這是資產(chǎn)階級為追求利潤而不惜犧牲環(huán)境，或是政府對環(huán)境污染缺乏立法和疏于管理所致．環(huán)境的惡化喚醒了人們的環(huán)境意識，引起了公眾的憤怒和抗議，從而成為戰(zhàn)后發(fā)達國家環(huán)境運動興起的直接原因． 總之，科學技術(shù)的飛速發(fā)展一方面為創(chuàng)造人類的幸福提供了空前未有的能力，另一方面也使人類掌握了可以毀滅地球上一切生命的能力．如果人類能把科學技術(shù)進步的成果全部應用于和平與發(fā)展的事業(yè)，那么，未來世界的前景將是十分美好的． （四）小結(jié) （五）作業(yè)