八、物理學的基礎地位及物理學對人類文明、社會進步的影響。(1) 情景一:磁懸浮實驗:找兩個空心的圓柱片磁鐵,同名磁極相對,穿在同一根竹筷上,用手壓下上面的磁鐵,松手觀察它的運動情況。問題1:上面的磁鐵為什么會跳起來,為什么會懸浮在下面的磁鐵上方?問題2:根據這個實驗,你會想到那一種交通工具?總結:人們就是從磁懸浮現(xiàn)象中得到啟發(fā),進行磁懸浮列車的研究和制造的,這說明物理學在推動社會進步、人類文明方面起到推動作用。(2) 情景二:感應起電和火花放電實驗:用感應起電機或感應圈產生火花放電,讓學生觀察現(xiàn)象,聞氣味,然后聯(lián)想生活實例。還可以用一張紙試著擋住放電的弧光,最好能引燃紙張,說明雷擊引起火災的現(xiàn)象。問題1:你看、聽到了什么現(xiàn)象?問題2:根據這個實驗,你會想到那一種自然現(xiàn)象?問題3:放電發(fā)生在什么地方?為什么建筑物上方都有尖尖的設置,是干什么用的?問題4:你聞到什么氣味了嗎?
(創(chuàng)設實例:多媒體播放視頻劉翔的110m欄。)1.提出問題:怎樣定量(準確)人描述車或劉翔所在的位置?2.提示:你的描述必須能反映物體(或人)的運動特點(直線)、運動方向、各點之間的距離等因素。3.總結:①為了定量地描述物體的位置及位置的變化,需要在參考系上建立適當?shù)淖鴺讼?。坐標系是在參考系的基礎上抽象出來的概念,是抽象化的參考系。為了定量地描述物體的位置及位置的變化需要在參考系上建立適當?shù)淖鴺讼?,如果物體在一維空間運動,即沿一條直線運動,只需建立直線坐標系,就能準確表達物體的位置;如果物體在二維空間運動,即在同一平面運動,就需要建立平面直角坐標系來描述物體的位置;當物體在三維空間運動時,則需要建立三維坐標系。①一維坐標:描述物體在一條直線上運動,即物體做一維運動時,可以以這條直線為x軸,在直線上規(guī)定原點、正方向和單位長度,建立直線坐標系。如圖1-1-1所示,若某一物體運動到A點,此時它的位置坐標XA=3m,若它運動到B點,則此時它的坐標XB=-2m(“-”表示沿X軸負方向)。
生:還可以從表盤上直接讀出公里里程.師:日常生活中的“速度”有時指速度,也有時指速率,要看實際的物理情景。[討論與交流]甲、乙兩位同學用不同的時間圍繞操場跑了一圈,都回到了出發(fā)點,他們的平均速度相同嗎?怎樣比較他們運動的快慢?學生討論,體驗平均速度的缺陷,引入平均速率。生1:位移都是零,平均速度等于位移跟發(fā)生這段位移所用時間的比值,所以他們的平均速度都是零。生2:即使一位同學站在原地不跑,他的平均速度也是零啊,可我們運動會上不是這樣比快慢的,如果這樣,那多不公平啊?師:平均速度v=Δx/Δt,甲、乙的位移都為零,所以他們的平均速度也都等于零.在這里平均速度無法顯示他們運動快慢的不同,要用到另一物理量:平均速率.平均速率等于物體運動通過的路程跟所用時間的比值.他們兩人通過的路程相同且都不為零,但所用時間不同.顯然用時短的運動得快,也就是平均速率大.生:這不是我們初中學過的速度嗎?
(二)進行新課1、動能與勢能的相互轉化演示實驗1:如右圖,用細線、小球、帶有標尺的鐵架臺等做實驗。把一個小球用細線懸掛起來,把小球拉到一定高度的A點,然后放開,小球在擺動過程中,重力勢能和動能相互轉化。我們看到,小球可以擺到跟A點等高的C點,如圖甲。如果用尺子在某一點擋住細線,小球雖然不能擺到C點,但擺到另一側時,也能達到跟A點相同的高度,如圖乙。問題:這個小實驗中,小球的受力情況如何?各個力的做功情況如何?這個小實驗說明了什么?學生觀察演示實驗,思考問題,選出代表發(fā)表見解。小球在擺動過程中受重力和繩的拉力作用。拉力和速度方向總垂直,對小球不做功;只有重力對小球能做功。實驗證明,小球在擺動過程中重力勢能和動能在不斷轉化。在擺動過程中,小球總能回到原來的高度。可見,重力勢能和動能的總和保持不變。即機械能保持不變。
二、課堂教學(課前由科代表發(fā)回預習學案)1、教師根據預習學案檢查結果提出問題(用多媒體展示),引導全班討論(重點討論:①、為什么動能的表達式一定是 mV2 ?你如何得出這個結論?②、力在一個過程中對物體所做的功,和物體在這個過程中動能的變化量有什么關系?你如何得出這個結論?這個做功的力和F=ma中的力F有什么關系)。有困難的小組應及時問老師。老師在這個過程中巡視指導。2、學生自主閱讀課文“7 動能和動能定理”中的“動能的表達式”,然后完成如下練習(教師在此過程中巡視指導):2.1嘗試推出動能的表達式(鼓勵會推導的同學積極上臺板演,老師引導討論)。2.2寫出動能的小結(認真閱讀教材p66倒數(shù)第二段、第三段,結合你推導動能表達式的過程,認真思考后四人一組討論:①、動能是矢量還是標量?②、動能的單位是什么?③、你認為應從哪幾方面來理解動能?)
1、教師先演示投影:把小鋼珠放在黑墨水瓶蓋里轉一下(內有一點點墨水),再放在半圓形有機玻璃軌道上運動并飛出,讓鋼珠在白紙上留下痕跡,同樣在3/5半圓周,4/5半圓周上運動飛出,讓學生猜測飛出方向由什么特點?(有機玻璃板說明:厚約5毫米,略小于小鋼珠直徑,圓弧半徑15厘米,MN邊稍長些,以便過MN做直線,根據半徑大小確定圓心O位置。)學生猜想:切線方向師:已知圓弧半徑為15厘米。如何驗證?請用幾何方法作圖驗證。生:標出飛出點和圓心,做圓心和飛出點的連線,用量角尺量出該連線和飛出軌跡直線的夾角,是否90度。2、再分組實驗,提醒同桌配合,小心鋼珠滾跑。實驗完畢,要求作圖驗證,并互相討論交流。3、交流和結論:師:要引導學生得出正確的科學結論:“圓周運動的物體的速度方向為該點的切線方向”,而不能直接得出“曲線運動的的物體速度方向為該點的切線方向”。
1.教材在學生的原有加速度概念的基礎上來討論“勻速圓周運動速度變化快慢”的問題,讓學生知道向心加速度能夠表示勻速圓周運動物體速度變化的快慢究竟是怎么一回事。2.教材把向心加速度安排在線速度和角速度知識之后,使學生對描述勻速圓周運動的幾個物理量有一個大致的了解。3.教材從了解運動的規(guī)律過渡到了解力跟運動關系的規(guī)律;把向心加速度放在向心力之前,從運動學的角度來學習向心加速度。4.教材為了培養(yǎng)學生“用事實說話”的“態(tài)度”,讓一切論述都合乎邏輯,改變了過去從向心力推導向心加速度的教學方式。1.采用理論、實驗、體驗相結合的教學安排。2.教師啟發(fā)引導,學生自主閱讀、思考,討論、交流。知識與技能1.會作矢量圖表示速度的變化量與速度之間的關系。2.加深理解加速度與速度、速度變化量的區(qū)別。3.體會勻速圓周運動向心加速度方向的分析方法。4.知道向心加速度的公式也適用于變速圓周運動;知道變速圓周運動的向心加速度的方向。
一、學習任務分析1.教材的地位和作用在物理學中,能量并不是由功定義的。能量的概念是在人類追尋“運動中的守恒量是什么”的過程中發(fā)展起來的。能量概念之所以重要,就是因為它是一個守恒量。守恒關系是自然中十分重要的關系,從中學開始加強學生對守恒關系的認識是有益的,因為它是極為重要的研究方向。根據這種認識,所以本節(jié)從追尋守恒量出發(fā)引入能量概念,為能量學習奠定了基礎并把這種物理思想滲透在能量學習的全過程。2.學習的主要任務“追尋守恒量”一節(jié),主要是使學生了解守恒思想的重要性。學生在學習本節(jié)課前已經學習了能量的有關知識,在過去的教學中,是先學習能量的概念,而后研究一兩個具體問題,發(fā)現(xiàn)動能與勢能之和在某些過程中不變,由此引出機械能守恒定律?!皺C械能守恒”這個詞學生并不陌生,但是讓學生說出自己對它的認識又不是一件容易的事。
動畫展示三個宇宙速度(四) 讓學生具有振興中華的使命感與責任感本節(jié)課的最后,播放了一段美國登月的視頻,讓學生發(fā)現(xiàn)一些奇妙的物理現(xiàn)象,引導學生發(fā)現(xiàn)月球的背景是什么顏色,宇航員行走的模樣等等,預計不久的將來,哪個國家也將登上月球,同學們高呼“中國”,那么我們現(xiàn)在能做些什么呢,讓同學感想到:我們是祖國的未來的希望,現(xiàn)在需要努力學習科學文化知識,將來為祖國的航天事業(yè)做貢獻。要培養(yǎng)學生堅韌不撥、勇于探索、協(xié)力合作的科學精神以及嚴謹求實、謙虛謹慎、勇于質疑科學態(tài)度;也要培養(yǎng)學習者熱愛科學、熱愛祖國的情感;努力學習、振興中華的責任感。這些策略在本案例中得到了體現(xiàn)。(五)練習反饋,拓展延伸:[例題1]“2003年10月15日9時,我國神舟五號宇宙飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射,把我國第一位航天員楊利偉送入太空。飛船繞地球飛行14圈后,于10月16日6時23分安全降落在內蒙古主著陸場。”
六、教學反思 從這節(jié)課的實施情況看,課堂實施與原先的公開課教案是比較一致的,效果也是比較好的,主要體現(xiàn)于以下兩點: 1、效果得益于“跳出”--跳出教材框框 剛開始備課和試教時,我打算充沛利用教材,根據教材上的內容出示幻燈片讓同學說一說,但一節(jié)課下來顯得很單調、信息量很少,體現(xiàn)不出生活中數(shù)的味道。于是我開放教材,跳出教材的框框,課前安排一個“找生活中的數(shù)”實踐活動把同學放到社會生活之林中去,讓他們先找些“野食”吃。這樣,課前在準備過程當中積累的素材多了,同學的學習效益大大提高了。同學在豐富多彩的實際生活中自由自在地采擷自身感興趣的“果子”,他們采來的“果子”是絢麗多姿的,然后回到課堂交流,共享到了“果子”的豐富,起到“以一當數(shù)十”的作用。 這個“跳出”戰(zhàn)略,體現(xiàn)了現(xiàn)代科學“系統(tǒng)論”的理論。系統(tǒng)論認為:系統(tǒng)只有開放,不時吸收外界的信息,才干使自身“有序”。
1973年4月的一天,一名男子站在紐約的街頭,掏出一個約有兩塊磚頭大的無線電話,并開始通話。這個人就是手機的發(fā)明者馬丁,當時他是摩托羅拉公司的工程技術人員。這是當時世界上第一部移動電話。1985年,第一臺現(xiàn)代意義上的可以商用的移動電話誕生。它是將電源和天線放置在一個盒子里,重量達3公斤。與現(xiàn)代形狀接近的手機誕生于1987年,其重量大約750克,與今天僅重60克的手機相比,像一塊大磚頭。此后,手機的“瘦身”越來越迅速。1991年,手機重量為250克左右。1996年秋,r出現(xiàn)了體積為100立方厘米、重量100克的手機。此后,又進一步小型化,輕型化,到1999年就輕到了60克以下。手機的體積越來越小,但功能卻越來越多。以前的手機是用來通話的,現(xiàn)在的手機是用來享受的。今天,手機可以是相機、游戲機、音樂播放器、信用卡、電影院……手機帶來的不僅僅是通信方式的改變,更是生活方式的變革。
◇探究提示:我們可以通過人際交往,閱讀報紙、雜志、書籍等,欣賞電視、上網查詢、發(fā)送手機短信、閱讀電子讀物等方式來搜集資料。其特點為:人際傳播是社會生活中最直觀、最常見、最豐富的傳播現(xiàn)象,具有傳播渠道多、方法靈活、意義豐富、反饋及時的特點。報紙、雜志、書籍等,可以通過掃描、編排處理后,顯示在互聯(lián)網上,供廣大讀者使用。電視提供了動態(tài)畫面和繽紛的色彩,使人們對信息的理解變得更生動、形象和真實?;ヂ?lián)網具有傳播同網、全球同時、受眾主動、雙向互動的特點。手機短信用精練的語言傳達豐富多彩的內容,不僅具有娛樂性,還具有情感性、藝術性耙哲理性,讓人回味無窮。電子讀物實現(xiàn)了文字、圖像、聲音的完關結合,使人在看圖閱文的同時可以聽音樂、寫文章、做筆記、復制文件等等。
不可知論是否認人們認識世界或徹底改造世界的可能性的哲學學說。此概念首先由英國的赫胥黎(1825—1895)于1869年提出,不可知論的思想在古代就已產生,歐洲近代的主要代表是休謨和康德。其本質是把人的感覺看作是主觀和客觀之間的屏障而不是橋梁,不承認在感覺之外有確實可靠的客觀外部世界的存在,不懂得認識過程中本質與現(xiàn)象、有限與無限的辯證關系。對不可知論最有力的駁斥是實踐。有時不可知論一詞也用以專指針對宗教教義而提出的一種學說,認為上帝是否存在、靈魂是否不朽是不可知的。2.二元論二元論是認為世界有兩個本原的哲學學說,與一元論相對立,它把物質和意識絕對對立起來,認為物質和意識是兩個各自獨立、相互平行發(fā)展著的實體,誰也不產生誰,誰也不決定誰,都是世界的本原。它的觀點是錯誤的:它肯定精神不依賴于物質而獨立存在,這本身就是唯心主義的觀點;它雖然承認物質是獨立的本原,但在說明物質和精神的關系時,又把精神說成是唯一具有能動性的力量,必然倒向唯心主義。主要代表人物是法國的笛卡兒和德國的康德。
農業(yè)科學的周期是以年為時間單位,一次實驗就要等到一次花開、結果。就這樣,幾個實驗誤導了袁隆平好幾年。這時登在《參考消息》上的一篇不起眼的文章像給迷途中的袁隆平以當頭一棒:克里克、沃森和威爾金斯發(fā)現(xiàn)DNA螺旋結構,西方的遺傳學研究進入分子水平?!拔耶敃r還在那里搞什么無性雜交,糟糕得很”。水稻是自花授粉植物,雄蕊雌蕊都在一朵花里面,雌雄同株,沒有雜種優(yōu)勢一雜種優(yōu)勢是生物界的普遍現(xiàn)象,小到細菌,大到人,近親繁殖的結果是種群的退化。但是水稻因為花小,其雜交是當時公認的世界難題,設在馬尼拉的世界水稻研究中心就是因為困難重重,差點關閉。袁隆平偏不信這個邪,他突發(fā)靈感:專門培養(yǎng)一種特殊的水稻品種——雄花退化的雄性不育系,沒有自己的花粉,這樣不就可以做到雜種優(yōu)勢了嗎?于是,漫長的尋找過程開始了,要找到這樣一株雄花退化而且雜交之后產量猛增的“太監(jiān)”水稻簡直是大海撈針。
2.能力目標(1)通過本課的學習,要求著重培養(yǎng)學生全面地、聯(lián)系地看問題和分析問題的能力;培養(yǎng)學生綜合運用知識的能力,以及運用所學知識分析、處理和解決實際問題的能力。(2)使學生初步具有從錯綜復雜的聯(lián)系中認識和發(fā)現(xiàn)事物本質的、固有的、內在的聯(lián)系的能力,初步學會用全面的、聯(lián)系的觀點看問題的能力。(3)使學生初步具有堅持和把握整體與部分辯證關系的能力,初步具有運用系統(tǒng)優(yōu)化的方法安排自己學習和生活的能力。在處理問題時,既要看到整體與部分之間的聯(lián)系又要看到它們的區(qū)別,掌握系統(tǒng)優(yōu)化的方法,學會運用綜合性的思維方式認識事物和處理生活、學習和工作中的問題。3.情感、態(tài)度和價值觀目標(1)樹立唯物辯證法的聯(lián)系觀,自覺抵制形而上學的靜止觀。堅持用聯(lián)系的觀點看問題,自覺維護人類生存的環(huán)境,確信一切以時間、地點和條件為轉移,是我們正確認識和把握事物、在認識世界和改造世界的活動中不斷取得成功的關鍵。
2.辯證的否定(1)辯證的否定是事物的自我否定。事物內部存在著肯定方面和否定方面,它們既對立又統(tǒng)一。最初,肯定方面處于支配地位,否定方面處于被支配地位。在這種情況下,事物就被肯定著。但是,在矛盾雙方的斗爭中,否定方面總會由弱變強。一旦否定方面由被支配地位上升為支配地位,事物就轉化到了自己的對立面,實現(xiàn)了對事物的否定。事物最終之所以被否定,根源在于事物的內部,是事物內部的否定因素戰(zhàn)勝了肯定因素。因此,事物的否定是自我否定。(2)辯證的否定是事物發(fā)展的環(huán)節(jié)和聯(lián)系的環(huán)節(jié)。所謂發(fā)展,是指新事物的產生和舊事物的滅亡。而實現(xiàn)這一過程必須要對舊事物進行否定,否定實現(xiàn)了事物由舊質向新質的飛躍。新事物在否定舊事物時,并不是把舊事物全盤拋棄,一筆勾銷。舊事物是新事物的母體,新事物從舊事物那里脫胎而來,新事物是在批判地繼承舊事物中的一切積極的有生命力的因素的基礎上發(fā)展起來的。這樣,在新舊事物之間就存在著必然的聯(lián)系。
思考提示在階級社會中,社會基本矛盾的解決主要是通過階級斗爭實現(xiàn)的,階級斗爭是推動階級社會發(fā)展的直接動力,當舊的生產關系嚴重阻礙生產力發(fā)展,需要進行變革時,代表舊的生產關系的沒落階級卻不會自動退出歷史舞臺,利用舊的上層建筑維護自己的統(tǒng)治,只有代表新生產力發(fā)展方向的階級通過社會革命,推翻沒落的階級統(tǒng)治,才能解放生產力,推動社會向前發(fā)展。所以,階級社會的進步往往是通過激烈的社會革命實現(xiàn)的。但是,社會主義社會與階級社會不同,這是因為,社會主義社會中,生產力和生產關系、經濟基礎和上層建筑之間的矛盾是一種非對抗性矛盾,不需要通過一個階級推翻另一個階級的階級斗爭的方式來解決,只能通過改革實現(xiàn)社會的發(fā)展,通過對生產關系和上層建筑進行改革,實現(xiàn)社會主義的自我完善,從而促進社會的發(fā)展。所以,我國經濟體制改革是在堅持社會主義制度的前提下,改革生產關系和上層建筑中不適應生產力發(fā)展的一系列相互聯(lián)系的環(huán)節(jié)和方面。
2.人工智能、信息及其對意識論的深化現(xiàn)代科學的發(fā)展,特別是以信息論、控制論、電子計算機科學和腦科學相結合為理論基礎的人工智能技術的發(fā)展,進一步證明了辯證唯物主義關于物質和意識的相互關系的原理,也給這種現(xiàn)代唯物主義提出了需要深入探索和解釋的許多哲學問題。在這些問題之中,人工智能和信息尤為重要。人工智能是相對于人的自然智能而言的。所謂自然智能,是指人所特有的自覺的意識能力,特別是抽象思維能力。由于這種能力是人的一種天賦,所以將其稱為人的自然智能。所謂人工智能,則指憑借電子計算機所實現(xiàn)的對人的某些智能的模擬,通過這種思維模擬,使人的某些智能得以再現(xiàn)和放大。自從電子計算機在20世紀中期問世以來,其作用越來越廣泛,模擬功能越來越強,更新?lián)Q代越來越快,對生產和社會生活的影響也越來越大。自50年代中期開始,人工智能便以計算機作為主要的支持手段,逐漸發(fā)展成為一門新興的科學技術。
3.柏拉圖(公元前427一前347)古希臘哲學家。生于雅典。蘇格拉底的弟子,亞里士多德的老師。他曾在雅典創(chuàng)辦學園,收徒講學,逐步建立起歐洲哲學史上第一個客觀唯心主義體系。他也是歐洲哲學史上第一個有大量著作傳世的哲學家。他提出世界的本源是“理念”,現(xiàn)實中的事物都是“理念”的摹本。人的知識來源于對“理念”的回憶。柏拉圖的哲學思想對后世影響很大,有人說,柏拉圖之后的歐洲哲學思想都是對柏拉圖思想的注腳。4.黑格爾(1770—1t53l)19世紀德國古典哲學家,客觀唯心主義者、辯證法大師。生于斯圖加特,卒于柏林。出身于官僚家庭。曾在圖賓根神學院學習哲學和神學。大學畢業(yè)后,做過幾年家庭教師。后任報紙編輯、中學校長、大學講師、教授和柏林大學校長。黑格爾是在法國革命的直接影響下成長起來的,青年時朝氣蓬勃,非常激進。他還深受著名詩人歌德的影響。1818年,他到柏林大學任教后,公開美化普魯士專制制度,號召人們同現(xiàn)實妥協(xié)。
1.加強社會主義文化建設的必要性在人類歷史的長河中,各種思想文化總是相互沖擊、交匯、融合.奔騰向前,永不停息。今天,我們面對的文化有傳統(tǒng)的和現(xiàn)代的、外來的和本土的、進步的和落后的、先進的和腐朽的、積極的和頹廢的,等等。各種各樣的文化有吸納又有排斥,有融合又有斗爭,有滲透又有抵御,呈現(xiàn)出前所未有的相互交織、相互激蕩之勢。在這種文化發(fā)展的大背景下,在我國現(xiàn)代化建設過程中,有必要弘揚我國社會主義的主流文化,這樣有利于保證我國社會主義文化發(fā)展的方向。2.大力加強社會主義文化建設(1)中國特色社會主義文化在我國文化生活中處于主導地位。中國特色社會主義文化,始終堅持以科學的理論武裝人,以正確的輿論引導人,以高尚的精神塑造人,以優(yōu)秀的作品鼓舞人,無論是思想內容還是表現(xiàn)形式,都發(fā)揮著強有力的導向和示范作用。社會主義文化以其自身的科學性和先進性,并依靠社會主義政治和經濟力量,在人民大眾的文化生活中始終占據著主導地位。