2019-2020年高一物理第五章 第4節(jié)物理學(xué)人類文明進步的階梯教案 粵教版 必修2（一）教學(xué)目標(biāo)1.知識與技能（1）了解物理學(xué)與自然科學(xué)其他領(lǐng)域的關(guān)系，知道物理學(xué)的研究成果和研究方法對自然科學(xué)的影響和促進作用。（2）了解物理學(xué)對現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的推動，體會物理學(xué)的巨大影響和作用。 (3)了解物理學(xué)對人類社會文明發(fā)展的推動，體驗物理學(xué)對人類社會生活的影響 2過程與方法 。 (1)舉例說明物理學(xué)的研究成果和方法對自然科學(xué)其他領(lǐng)域的影響和作用，體會物理學(xué)對自然科學(xué)發(fā)展所起的重要作用 (2)列舉物理學(xué)理論轉(zhuǎn)化為高新技術(shù)成果的具體實例，體會物理學(xué)對科學(xué)技術(shù)的推動 (3)收集科學(xué)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(xué)生深刻體會科學(xué)技術(shù)應(yīng)與人類和諧發(fā)展，使學(xué)生明確在探索自然界的運動變化規(guī)律的同時，應(yīng)遵循客觀規(guī)律，使科學(xué)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(xué)認(rèn)識世界，改造世界，創(chuàng)造美好生活的“事跡” ，激發(fā)學(xué)生對前人的敬仰，對科學(xué)的興趣和對理想的憧憬 (2)通過呈現(xiàn)物理學(xué)對推動人類社會文明的進步，使學(xué)生更深刻感犟物理學(xué)的價值促進學(xué)生情感的遷移和人性的完善，進而無限地?zé)釔邸拔锢硎澜纭?(3)促進學(xué)生關(guān)注物理知識與技術(shù)的發(fā)展，使學(xué)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(xué)習(xí)熱情，利用所學(xué)知識和技能開創(chuàng)自己的未來 (4)通過指導(dǎo)學(xué)生收集相關(guān)信息、例證，培養(yǎng)學(xué)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(xué)成果和方法對其他學(xué)科的發(fā)展產(chǎn)生的影響，體現(xiàn)物理學(xué)的博大和精深 (2)重視物理學(xué)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(xué)對人類社會文明進步的推動作用 2教法與學(xué)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(xué)生對諸多具體問題深入理解和掌握因此本節(jié)教學(xué)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(xué)習(xí)、體會教材所提供的實例外，應(yīng)指導(dǎo)和鼓勵學(xué)生從多種渠道收集物理學(xué)對自然科學(xué)、現(xiàn)代科技社會進步起推動作用的例證，學(xué)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(dāng)今重要的時代特征，人們在從事科學(xué)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(yīng)該說，信息能力既是學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)水平的體現(xiàn)，也是學(xué)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(xué)十分適于鍛煉和培養(yǎng)學(xué)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(cctvcnscience、kepugovcn、bikepugovcn)、科普讀物(科技輔導(dǎo)員、中學(xué)科技、科學(xué)世界)電視節(jié)目(走進科學(xué)、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(xué)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(xué)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(yīng)當(dāng)僅局限于知識的傳授，而應(yīng)當(dāng)拓寬物理教育的視野和背景，以適應(yīng)學(xué)習(xí)化社會的發(fā)展(三)教材說明與教學(xué)建議 教材開篇即指出：物理學(xué)肩負(fù)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(xué)應(yīng)能使學(xué)生產(chǎn)生對物理學(xué)如此的認(rèn)識，深刻體會到物理學(xué)的意義和作用 1物理學(xué)與自然科學(xué)一人類文明進步的基石 在物理學(xué)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(xué)科的重要組成部分，并產(chǎn)生了良好的效果這對于天文學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、地學(xué)、醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)科學(xué)甚至經(jīng)濟學(xué)都是如此，1997年諾貝爾經(jīng)濟學(xué)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FSBlack的學(xué)歷背景如下：1959年畢業(yè)于哈佛大學(xué)物理系，1964一年獲該校數(shù)學(xué)應(yīng)用系博士，1971年任芝加哥大學(xué)經(jīng)濟系教授當(dāng)前出身理科的人躋身經(jīng)濟學(xué)界的大有人在 19世紀(jì)末、20世紀(jì)初，相對論和量子論的確立是物理學(xué)革命的高潮，以物理學(xué)革命為先導(dǎo)，帶動了化學(xué)、生物學(xué)、天文學(xué)、地質(zhì)學(xué)等學(xué)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(xué)科，如物理化學(xué)、生物物理、地球物理等等當(dāng)前科學(xué)中最活躍、最引人注目的課題，如生命科學(xué)、宇宙起源、材料科學(xué)等等，都與物理學(xué)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(xué)科的滲透比上個世紀(jì)要廣泛得多，教師在教學(xué)過程中必須拓寬視野，重視物理學(xué)與人文科學(xué)和其他技術(shù)科學(xué)知識的交叉與拓寬 物理學(xué)對自然科學(xué)各個領(lǐng)域都有相當(dāng)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(xué)的研究方法和成果對化學(xué)、生物學(xué)、天文學(xué)的影響，教學(xué)中應(yīng)鼓勵學(xué)生結(jié)合本節(jié)“實踐與拓展”第1題了解更多物理學(xué)與其他自然科學(xué)的關(guān)系 實踐與拓展 1數(shù)學(xué)對物理學(xué)的發(fā)展起了重要的作用，反過來物理學(xué)也促進數(shù)學(xué)的發(fā)展例如力學(xué)與數(shù)學(xué)在發(fā)展中始終相互推動，相互促進一種力學(xué)理論往往和相應(yīng)的一個數(shù)學(xué)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(xué)及流體力學(xué)和數(shù)學(xué)分析理論，天體力學(xué)中運動穩(wěn)定性和微分方程定性理論等，因此有人甚至認(rèn)為力學(xué)應(yīng)該也是一門應(yīng)用數(shù)學(xué)但是力學(xué)和其他物理學(xué)分支一樣，還有需要實驗基礎(chǔ)的一面，而數(shù)學(xué)尋求的是比力學(xué)更帶普遍性的數(shù)學(xué)關(guān)系，兩者有各自不同的研究對象 地質(zhì)學(xué)與物理學(xué)密切相關(guān)地球物理學(xué)的研究對象是地球整體及其各組成部分的物理學(xué)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(xué)的分支礦物學(xué)和巖石學(xué)，是在19世紀(jì)應(yīng)用物理學(xué)和化學(xué)等學(xué)科的理論和方法的基礎(chǔ)上形成和發(fā)展起來的 物理學(xué)與氣象學(xué)用物理學(xué)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(yù)報 2物理學(xué)與現(xiàn)代技術(shù)人類文明進步的推動力 為說明物理學(xué)的發(fā)展與科學(xué)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(yīng)用以及相關(guān)的物理理論和實驗基礎(chǔ)(詳細(xì)背景知識可參閱課程資源)，目的在于使學(xué)生切實體會物理學(xué)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(xué)中要提示學(xué)生特別注意每一項科學(xué)技術(shù)誕生的物理學(xué)發(fā)展背景 本節(jié)最后一段總結(jié)了科學(xué)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(xué)生更深地體會科學(xué)技術(shù)是認(rèn)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(jì)以來，科學(xué)、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(xué)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(xué)的革命是如何引起科學(xué)技術(shù)發(fā)生了一系列廣泛而深刻的革命性變化在科學(xué)技術(shù)發(fā)展史上，20世紀(jì)前半期占有重要的地位這一時期，19世紀(jì)末、20世紀(jì)初開始的物理學(xué)革命，帶動了化學(xué)、天文學(xué)、生物學(xué)、地質(zhì)學(xué)等學(xué)科的發(fā)展，從而形成了以相對論和量子力學(xué)為代表的現(xiàn)代的科學(xué)革命科學(xué)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(biāo)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(biāo)志20世紀(jì)前半期科學(xué)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(yīng)向?qū)W生說明物理學(xué)研究的重大突破導(dǎo)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(xué)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(xué)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(xué)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(xué)生進行“實踐與拓展”第2題時，鼓勵學(xué)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(xué)生認(rèn)識物理學(xué)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(xué)生對物理學(xué)更濃厚的興趣和熱愛同時培養(yǎng)學(xué)生收集、整理信息的能力教師可以組織相應(yīng)的教學(xué)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(xué)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(xué)生收集的信息集中記錄，要求學(xué)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(xué)手段，增大介紹應(yīng)用知識的信息量，通過多種教學(xué)手段顯示物理知識在技術(shù)應(yīng)用中的巨大魅力，同時促進學(xué)生學(xué)習(xí)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(xué)發(fā)展的成就及前沿問題滲透STS思想教育，使學(xué)生認(rèn)識到科學(xué)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(xué)技術(shù)如不能正確應(yīng)用，對人類的發(fā)展同時也具有負(fù)面效應(yīng) 討論與交流 (1)科學(xué)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(xué)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(xué)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(dāng)前我們面臨的許多問題，如溫室效應(yīng)、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(jì)20年代以來，隨著工業(yè)的發(fā)展，特別是石油、天然氣、化學(xué)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(jì)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(xué)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(xué)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(xué)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(xué)技術(shù)進步的成果全部應(yīng)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)