2019-2020年高一物理第五章 第1節(jié)經(jīng)典力學的成就與局限性教案 粵教版 必修2.doc

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2019-2020年高一物理第五章 第1節(jié)經(jīng)典力學的成就與局限性教案 粵教版 必修2 (一)教學目標 1知識與技能 (1)了解經(jīng)典力學的發(fā)展歷程，知道經(jīng)典力學發(fā)展歷程中有哪些物理學家作出了突出貢獻 (2)了解經(jīng)典力學所取得的偉大成就及其對當時自然科學、社會發(fā)展的影響 (3)認識經(jīng)典力學的局限性和適用范圍 2過程與方法 (1)通過收集對經(jīng)典力學建立作出重要貢獻的物理學家的故事，把科學成果的發(fā)現(xiàn)過程展現(xiàn)為歷史的過程，即科學家是如何在前人的基礎(chǔ)上進行求索的，并將科學家的成果放在特定的歷史背景下去評說，從而讓學生認識到歷史的發(fā)展有承接，科學的發(fā)展也一樣 (2)通過收集和交流具體實例來分析說明經(jīng)典力學所取得的偉大成就，培養(yǎng)學生就某一觀點或結(jié)論收集例證的能力，培養(yǎng)學生獲取和評價信息的能力 (3)通過對比亞里士多德、伽利略、牛頓所采用的科學研究方法，了解科學研究方法不斷發(fā)展的過程，學習科學實驗研究方法的思想 (4)通過查閱文獻或網(wǎng)絡(luò)資料撰寫小論文，更多地了解經(jīng)典力學的成就、局限性與適用范圍，培養(yǎng)學生查閱文獻的能力，篩選和組織信息的能力、交流和表述信息的能力 3情感、態(tài)度與價值觀 (1)通過查閱、對比、舉例、交流等學習活動，培養(yǎng)學生自主學習的習慣和善于合作的意識；培養(yǎng)學生懂得尊重他人的成果、與他人合作交流的能力與習慣，鍛煉學生在討論與交流活動中敢于發(fā)表自己的感想和看法，共同探討交流與合作學習的途徑 (2)使學生領(lǐng)悟和感受科學研究方法的正確使用對科學發(fā)展的重要意義，體會經(jīng)典力學在人類認識自然以及物理學發(fā)展中的重要影響和作用 (3)感受物理學家充滿著艱巨性和創(chuàng)造性的科學探究過程，體會科學家們忘我的獻身精神和刻意追求的嚴謹作風，從而讓學生更好地把握科學探究的本質(zhì)，幫助學生建立起像科學家從事科學探究那樣來學習科學的意識，領(lǐng)悟科學探究的真諦 (4)感受物理學所揭示的自然規(guī)律中蘊藏著和諧、有序、簡單、統(tǒng)一的科學美，培養(yǎng)學生對科學的審美能力，領(lǐng)悟自然界的內(nèi)在秩序與和諧，喚起人的真、善、美的自然天性，達到認識和情感的完美統(tǒng)一(二)本節(jié)特點 (1)展示經(jīng)典力學的發(fā)展歷程、成就和局限性，體現(xiàn)歷史與邏輯、繼承與發(fā)展的統(tǒng)一(2)滲透科學精神、科學研究的思想和方法 (3)突出學生的自主合作學習（三）教法與學法 教學方法上建議多采用引導學生自主學習和合作學習的方法，鼓勵和組織學生在收集資料的基礎(chǔ)上進行討論和交流，建立起對經(jīng)典力學的整體性認識 (四)教材說明與教學建議 本節(jié)引入先對學生前面所學內(nèi)容進行了簡要概括，接著指出學生所學知識是多位物理學家的重要貢獻，從而使學生產(chǎn)生了解這些物理學家，了解所學知識由來的興趣 1經(jīng)典力學的發(fā)展歷程 對經(jīng)典力學發(fā)展歷程的了解建議以學生自主學習和合作學習為主，可以課前將學生分小組，布置學生收集、查閱相關(guān)資料和書籍，有條件的學?？梢越M織學生上網(wǎng)查找經(jīng)典力學發(fā)展史，在學生自學及小組內(nèi)相互交流的基礎(chǔ)上引導學生理清經(jīng)典力學理論形成和發(fā)展的線索，建議從以下幾個角度進行提煉和分析： (1)領(lǐng)會力學體系得以建立的原因 一是生產(chǎn)需要的推動，由于生產(chǎn)實踐為力學研究提出了許多問題，促使許多科學家投身于地上物體運動和天體運動規(guī)律的研究 二是科學自身發(fā)展的要求 三是因為力學研究的對象最簡單，它拋開物體的物理、化學性質(zhì)，只把它作為一個有質(zhì)量的實體來看待，研究物體間的作用及在這一作用下物體運動狀態(tài)的變化規(guī)律 四是有一系列科學家為牛頓力學的建立打下了重要的科學基礎(chǔ)，特別是：(1)伽利略發(fā)現(xiàn)了慣性定律和重力作用下的勻加速運動，奠定了牛頓第一定律和第二定律的基本思想“天空的立法者”開普勒所發(fā)現(xiàn)的行星運動三定律，是牛頓萬有引力定律產(chǎn)生的最重要的前提 (2)明確力學發(fā)展的三個階段 第一階段是在伽利略、牛頓時代之前，人們對力學現(xiàn)象的研究大多直接反映在技術(shù)之中或完全融合在哲學之內(nèi)，物理學就整體而言還沒有成為獨立的科學在這個階段對力學作出突出貢獻的是阿基米德，在本節(jié)“實踐和拓展”第l題中要求收集、整理阿基米德在力學方面取得的成就以及有關(guān)他的故事(可參見課程資源阿基米德)，并在班上和同學交流或展示合作、交流在科學探究中有助于對科學過程的理解，當今科學的發(fā)展都是人們合作探索的結(jié)果，教學中要利用這類交流活動培養(yǎng)學生善于合作的意識和溝通、交往的能力，懂得尊重他人的成果 第二階段是從伽利略到牛頓，是經(jīng)典力學從基本要領(lǐng)、基本定律到建成理論體系的階段，在這一階段有一系列的科學家為經(jīng)典力學打下重要基礎(chǔ)要讓學生知道伽利略、笛卡兒、惠更斯、開普勒、牛頓各自有怎樣的發(fā)現(xiàn)，他們對科學的杰出貢獻與意義所在，可查詢中國科普網(wǎng)站“科學人物”網(wǎng)頁例如法國物理學家笛卡兒(15961650)補充和完善了伽利略的觀點；強調(diào)了伽利略沒有明確表述的慣性運動的直線性他在哲學原理一書中這樣描述：“所有的運動，其本身都是沿直線的”笛卡兒認為慣性運動不僅僅局限于水平面上的運動，而且包括一切方向上的運動又如荷蘭物理學家惠更斯(hristiaan Huygens 1629一1695)，全面細致地解決完全彈性碰撞問題，則為牛頓第三定律的表述奠定了基礎(chǔ)相關(guān)內(nèi)容教材作了簡要介紹，但最好能讓學生查詢和收集更多的這些科學家進行科學研究的故事，并相互交流，使學生在了解物理學史的過程中更深地體會科學家們忘我的獻身精神和刻意追求的嚴謹作風，而了解科學家是如何在前人的基礎(chǔ)上進行求索的，可以讓學生更好地把握科學探究的本質(zhì) 第三個階段是牛頓之后，經(jīng)典力學又有新的發(fā)展，這一階段主要是后人對經(jīng)典力學的表述形式和應用對象進行了拓展和完善(可參見課程資源三大守恒原理的確立) (3)分析科學研究方法的發(fā)展 在本節(jié)“實踐和拓展”第2題中要求比較亞里士多德、伽利略、牛頓所采用的科學研究方法的特點和區(qū)別以及對科學發(fā)展的意義實際上他們所采用的科學方法也是科學研究方法發(fā)展的三個階段可建議學生列表來進行對比， 這里是學生在課余自學、收集和查詢資料之后一個進行相互交流的機會，也是學生在教材內(nèi)容指引下進一步了解經(jīng)典力學的發(fā)展歷程的一個小結(jié)，在進行成果交流當中，注意使學生在歸納問題、表述、口頭表達、交往、自信心、寬容心等一系列方面得到充分的鍛煉 學生在了解這些科學家的故事和貢獻時，也完全可能了解到對某些科學家有褒有貶的評價，對此應指導學生看待科學家的成果要放在特定的歷史背景下去評說，應用歷史的觀點進行科學教育例如在力學發(fā)展歷程中，以往人們?nèi)菀装褋喞锸慷嗟驴闯墒亲璧K科學進步的反動或落后勢力的代表而進行批判，而實際上亞里士多德是世界古代史上最偉大的哲學家、科學家和教育家在人類科學史上，亞里士多德是第一個闡明各學科研究對象和基本概念的人，他對混沌一團的科學進行了分類，為科學的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)雖然亞里士多德對很多問題處理是錯誤的，但每個人的認識均受其所處時代科技水平的影響，和所有科學家一樣，亞里士多德的一些觀點存在錯誤是難免的我們應該在歷史背景下客觀評價科學家的貢獻和科學的發(fā)展，要知道歷史的發(fā)展有承接，科學的發(fā)展也一樣包括認識經(jīng)典力學的成就和局限性也要聯(lián)系當時的歷史和科學背景，以史為鏡，更好地認識科學事業(yè)的前景 2經(jīng)典力學的偉大成就 首先要引導學生從教材中提煉經(jīng)典力學的偉大成就體現(xiàn)在哪些方面： (1)把人類對整個自然界的認識推進到一個新水平，牛頓把天上運動和地上運動統(tǒng)一起來，實現(xiàn)了天上力學和地上力學的綜合，從力學上證明了自然界的統(tǒng)一性這是人類認識自然歷史的第一次大飛躍和理論大綜合它開辟了一個新時代，并對科學發(fā)展的進程以及后代科學家們的思維方式產(chǎn)生了極其深刻的影響這里可結(jié)合學生學習運動學與動力學的情況對經(jīng)典力學的成就做簡單補充介紹(參見課程資源經(jīng)典力學在科學史上的成就) (2)經(jīng)典力學的建立首次明確了一切自然科學理論應有的基本特征，這標志著近代理論自然科學的誕生，也成為其他各門自然科學的典范牛頓運用歸納與演繹、綜合與分析的方法極其明晰地得出了完美的力學體系，被后人稱為科學美的典范，顯示出物理學家在研究物理時，都傾向于選擇和諧與自洽的體系，追求最簡潔、最理想的形式教學中應有意識地引導學生去領(lǐng)會在物理學揭示的自然規(guī)律中所蘊藏的和諧、有序、簡單、統(tǒng)一的科學美，培養(yǎng)學生對科學的審美能力，領(lǐng)悟自然界的內(nèi)在秩序與和諧，陶冶學生的情操，達到認識和情感的完美統(tǒng)一 (3)經(jīng)典力學的建立對自然科學和科技的發(fā)展、社會進步具有深遠影響這部分的教學思路應突出以下三個層面：一是經(jīng)典力學形成的科學研究方法推廣應用到物理學的各個分支學科上，對經(jīng)典物理學的建立意義重大二是經(jīng)典力學與其他基礎(chǔ)科學相結(jié)合產(chǎn)生了許多交叉學科，促進了自然科學的進一步發(fā)展三是經(jīng)典力學在科學技術(shù)上有廣泛的應用，促進社會文明的發(fā)展 教材此處設(shè)置的“討論與交流”欄目意在結(jié)合具體實例使學生體會經(jīng)典力學的偉大成就，可以在學生收集資料和例證的基礎(chǔ)上在課堂讓學生討論與交流，也可以分小組討論交流，將小組成果制作成手抄報或其他作品在班內(nèi)展示 3經(jīng)典力學的局限性和適用范圍 這部分內(nèi)容可以結(jié)合本節(jié)“實踐與拓展”第3題展開教學，組織學生在班內(nèi)相互交流自己撰寫的小論文在認識經(jīng)典力學的局限性和適用范圍時建議了解19世紀末經(jīng)典物理學與實驗發(fā)現(xiàn)的矛盾，由理論與實驗的矛盾去聯(lián)系經(jīng)典力學的局限性和適用范圍，也是為第二、第三節(jié)的新物理學革命作鋪墊(可參見課程資源經(jīng)典力學的局限性)（五）小結(jié)（六）作業(yè)：課本練習3