物理學(xué)課件。
這份特別的“物理學(xué)課件”定會(huì)為您帶來(lái)不一樣的體驗(yàn)。老師每一堂上一般都需要一份教案課件,因此就需要我們老師寫(xiě)好屬于自己教學(xué)課件。教案是教師教學(xué)個(gè)性化的重要依托。請(qǐng)將此頁(yè)加入您的收藏夾方便閱覽!
【教材簡(jiǎn)析】:
這是一篇自傳性質(zhì)的科普文,課文是以“教育歷程”為重點(diǎn)來(lái)談的。因此,敘述的順序主要是歷時(shí)性的。但是,作者開(kāi)頭就說(shuō)“童年的兩件趣事極大地豐富了我對(duì)世界的理解力,并且引導(dǎo)我走上成為一個(gè)理論物理學(xué)家的歷程”。而“童年的兩件趣事”作為文章的主要內(nèi)容,又是共時(shí)性的敘述。這樣的結(jié)構(gòu)安排,使文章既脈絡(luò)清楚,又重點(diǎn)突出,充分體現(xiàn)了一名理論物理學(xué)者的風(fēng)格。課文布局謀篇重點(diǎn)突出,詳略得當(dāng)。語(yǔ)文課學(xué)習(xí)科普文章的主要目的并非在于學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)。課文中的有些知識(shí)如高維空間對(duì)普通人來(lái)說(shuō),是很難想像的。所以,教學(xué)重點(diǎn)是文章內(nèi)容,而不是相關(guān)的科學(xué)知識(shí)。相關(guān)知識(shí)教師有所了解,能幫助教學(xué)課文即可,不必教授給學(xué)生。學(xué)習(xí)文章中體現(xiàn)的科學(xué)精神,學(xué)習(xí)探究、創(chuàng)新、批判的思維方式才是最重要的,學(xué)習(xí)本文要學(xué)生結(jié)合實(shí)際體會(huì)文章的科學(xué)精神和人文內(nèi)涵。由于是自讀課文所以采用教師引導(dǎo)的方式,讓學(xué)生自學(xué)。本文結(jié)構(gòu)清晰,就讓學(xué)生抓住其中的兩件事展開(kāi)討論,讓學(xué)生體會(huì)作者的成功之路。
【教學(xué)目標(biāo)】:
1、引導(dǎo)學(xué)生從生活出發(fā),了解科學(xué)、認(rèn)識(shí)科學(xué),體會(huì)科學(xué)的精神。
2、引導(dǎo)學(xué)生以“教育歷程”為重點(diǎn),探討其中表現(xiàn)的思想內(nèi)涵。
3、引導(dǎo)學(xué)生感受科學(xué)家在探求真理中所表現(xiàn)的人格魅力,激發(fā)學(xué)生探求未知世界的興趣,培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成良好的性格品質(zhì)。
【重點(diǎn)、難點(diǎn)】
引導(dǎo)學(xué)生以“教育歷程”為重點(diǎn),探討其中表現(xiàn)的思想內(nèi)涵,引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)科學(xué)精神。
高維空間對(duì)普通人來(lái)說(shuō),是很難想像的。所以,教學(xué)重點(diǎn)是文章內(nèi)容,而不是相關(guān)的科學(xué)知識(shí)。相關(guān)知識(shí)教師有所了解,能幫助教學(xué)課文即可,不必教授給學(xué)生。
【課時(shí)安排】
1課時(shí)
【教學(xué)步驟】:
一、故事導(dǎo)入
有一次,愛(ài)因斯坦要把墻上的一幅舊畫(huà)取下來(lái),就搬來(lái)了一架梯子,一步一步爬上去。突然他又想起了一個(gè)問(wèn)題,沉思起來(lái),忘記了自己正在做什么,猛地從梯子上摔了下來(lái)。摔到地上之后他顧不上疼痛,馬上想到:人為什么會(huì)筆直的掉下來(lái)?看來(lái)物體總是沿著阻力最小的線路運(yùn)動(dòng)的。他想到這里,馬上站立起來(lái),一瘸一拐地走到桌子前,提筆把自己的這個(gè)想法記了下來(lái)。
遇事愛(ài)思考探究,常常從小事中受到啟發(fā),這就是當(dāng)代偉大的物理學(xué)家——愛(ài)因斯坦的探索品質(zhì)。那他對(duì)物理學(xué)家加來(lái)道雄的影響又是怎樣的呢?
二、了解作者
加來(lái)道雄,美籍日裔物理學(xué)家,畢業(yè)于美國(guó)哈佛大學(xué),獲加利福尼亞大學(xué)伯克利分校哲學(xué)博士學(xué)位,后任紐約市立大學(xué)城市學(xué)院理論物理學(xué)教授。主要著作有《超越愛(ài)因斯坦》(與特雷納合著)《量子場(chǎng)論》《超弦導(dǎo)論》。
三、研究探討課文內(nèi)容,完成重難點(diǎn)的學(xué)習(xí):
1.審讀本文標(biāo)題,你能否推斷一下文章會(huì)寫(xiě)什么內(nèi)容,會(huì)怎么寫(xiě)?你的推斷和作者的構(gòu)思是否有出入?出入在哪兒?
提示:這里的教育不是受教育或者教育別人,而是自主教育,自主發(fā)展。
2、速讀全文回答下面問(wèn)題,感受結(jié)構(gòu)內(nèi)容
作者開(kāi)頭就說(shuō)“童年的兩件趣事極大地豐富了我對(duì)世界的理解力,并且引導(dǎo)我走上成為一個(gè)理論物理學(xué)家的歷程?!倍巴甑膬杉な隆笔鞘裁?除了這兩個(gè)趣事,作者還寫(xiě)了成長(zhǎng)中的哪個(gè)個(gè)事例?
明確:鯉魚(yú)世界的幻想(想象)
建立實(shí)驗(yàn)室(實(shí)踐)
愛(ài)因斯坦故事(興趣)
(設(shè)計(jì)意圖:引導(dǎo)學(xué)生抓住課文標(biāo)志性語(yǔ)句,梳理課文結(jié)構(gòu),引導(dǎo)學(xué)生從結(jié)構(gòu)上去把握文章內(nèi)容。)
3.【提問(wèn)】“鯉魚(yú)科學(xué)家”對(duì)“世界”的認(rèn)識(shí)是怎樣的?
提示:主要有以下幾點(diǎn):
(1)“水池之外看不見(jiàn)的世界沒(méi)有科學(xué)意義?!?2)“它們?yōu)樗徸约耗軌蜻\(yùn)動(dòng)而困惑不解”——它們以神秘的“力”來(lái)掩蓋自己的無(wú)知。(3)“鯉魚(yú)科學(xué)家”的“消失”和“重現(xiàn)”——它們認(rèn)為是“奇跡”,是“可怖的事情”,而不肯去探究原因。(4)“鯉魚(yú)科學(xué)”的“傳奇故事”,真實(shí)地證明另一個(gè)世界的存在,而它們卻認(rèn)為“胡說(shuō)八道”,荒謬絕倫,違背它們的“自然規(guī)律”。
4.【提問(wèn)】作者想通過(guò)“鯉魚(yú)科學(xué)家”對(duì)世界的認(rèn)識(shí)說(shuō)明什么?
提示:
說(shuō)明“自以為是”的人類(lèi)和“鯉魚(yú)科學(xué)家”有相似之處。(1)人類(lèi)“一生就在我們自己的‘池子’里度過(guò)”,只要“超出我們的理解力”的自然存在,他們就“拒絕承認(rèn)”。(2)“科學(xué)家發(fā)明像力這樣一些概念……”,是因?yàn)樗麄冎辉敢獬姓J(rèn)“那些看得見(jiàn)摸得著的事物”,不肯改變思考問(wèn)題的方式。(3)“不能在實(shí)驗(yàn)室里便利地驗(yàn)證”的理論,他們就加以“鄙視”,表現(xiàn)出思想上的保守和固執(zhí)。
5、【提問(wèn)】你是否對(duì)自然界有過(guò)好奇心呢?是否也產(chǎn)生了對(duì)科學(xué)的興趣?對(duì)愛(ài)因斯坦未竟事業(yè)的向往,是怎樣啟迪作者走上科學(xué)探索的道路的呢?思考:作者說(shuō)“我決定要對(duì)這一問(wèn)題刨根問(wèn)底,縱然為此而必須成為一名理論物理學(xué)家也在所不辭。”在作者心中“理論物理學(xué)家”應(yīng)該是怎樣的人?
提示:
對(duì)愛(ài)因斯坦未竟事業(yè)的向往,使作者產(chǎn)生對(duì)同一場(chǎng)理論的興趣,好像偵探一樣給予找到故事的線索和結(jié)局;
在作者心中,“理論物理學(xué)家”的工作是抽象、枯燥的,受實(shí)驗(yàn)條件的限制,自己的學(xué)說(shuō)很難得到實(shí)驗(yàn)的證明,甚至可能到死也得不到成就。這樣的人必須耐得住寂寞,必須有奉獻(xiàn)精神?!霸谒晦o”意味著“理論物理學(xué)家”道路的艱辛。
6、本文三個(gè)主要部分,并不是簡(jiǎn)單地?cái)⑹龀砷L(zhǎng)的故事,而是具有深刻的科學(xué)精神內(nèi)涵,可以從中看到哪些方面的“教育”對(duì)成為優(yōu)秀科學(xué)家最為重要?
提示:
(1)想像力:科學(xué)是需要想像力的,想像力能帶來(lái)創(chuàng)造力。作者正是從對(duì)鯉魚(yú)世界的想像中,認(rèn)識(shí)到人類(lèi)觀察空間的局限性,間接感悟到高維空間存在的可能。
(2)樂(lè)趣:科學(xué)不應(yīng)該是枯燥的,而是應(yīng)該充滿樂(lè)趣的。
(3)實(shí)驗(yàn)精神:有了想像力,有了樂(lè)趣,那只是成為科學(xué)家的最基礎(chǔ)的因素,不去踏踏實(shí)實(shí)地做實(shí)驗(yàn),就不能得到基本數(shù)據(jù),假說(shuō)就不能確立。一味地空想,不去做基礎(chǔ)工作,不可能達(dá)到真理的彼岸。
(設(shè)計(jì)意圖:感受科學(xué)家在探求真理中所表現(xiàn)的人格魅力,激發(fā)學(xué)生探求未知世界的興趣,培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成良好的性格品質(zhì)。)
四、研究探討:(開(kāi)放型題目)
作者的成長(zhǎng)歷程給你什么啟示?成為一名科學(xué)家需要那些素質(zhì)?請(qǐng)你舉出幾個(gè)和作者成長(zhǎng)歷程相似的科學(xué)家?
提示:
作者進(jìn)行艱苦枯燥的工作,體現(xiàn)了他對(duì)科學(xué)的熱愛(ài)以及踏實(shí)的性格,顯露出一個(gè)科學(xué)工作者的潛能:人要想有所成就僅僅空想是不行的,要有嚴(yán)謹(jǐn)、踏實(shí)、務(wù)實(shí)的工作作風(fēng),從基礎(chǔ)做起,重在實(shí)踐。
應(yīng)具備下列品質(zhì):奇特的想象力;探究的精神;實(shí)驗(yàn)的精神;自主創(chuàng)新精神;奉獻(xiàn)精神;要耐得住寂寞;不要固步自封;堅(jiān)定的信念,堅(jiān)持不懈的努力。例如華羅庚、愛(ài)因斯坦、錢(qián)學(xué)森、牛頓、瓦特、居里夫人等。
五、小結(jié)、作業(yè)
一名理論物理學(xué)家的成長(zhǎng)歷程,給了我們很多的啟示:大膽的想象、懷疑和猜測(cè),不要固步自封;興趣在人的成長(zhǎng)過(guò)程中是不可或缺的,但要達(dá)到成功的彼岸離不了堅(jiān)定的信念、堅(jiān)持不懈的努力,這或許是作者要告訴我們后輩的,希望大家能踏著他的腳步,一步一步取得進(jìn)步。
作者關(guān)于“鯉魚(yú)科學(xué)家”的幻想十分有趣,如果我們以動(dòng)物的眼光來(lái)觀察人類(lèi),是不是也很有意思呢?假如有一位動(dòng)物(狗、貓、雞、燕子等)科學(xué)家,專(zhuān)門(mén)研究人類(lèi)的某些行為,它寫(xiě)了一篇“科普文”:人類(lèi)行為之謎。那么請(qǐng)你試著替這位“動(dòng)物科學(xué)家”做一回代筆人怎樣?
【課標(biāo)要求】
通過(guò)實(shí)驗(yàn),認(rèn)識(shí)浮力。
探究浮力大小與哪些因素有關(guān)。
理解阿基米德原理。
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1. 感受浮力的存在及方向。
2. 經(jīng)歷探究浮力大小與哪些因素有關(guān)。
3. 會(huì)運(yùn)用阿基米德原理。
4. 養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和協(xié)作精神。
【學(xué)習(xí)重難點(diǎn)】
1.探究浮力與哪些因素有關(guān)。
2.應(yīng)用阿基米德原理。
【評(píng)價(jià)目標(biāo)】
1. 通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)一、二達(dá)成目標(biāo)1.
2. 通過(guò)實(shí)驗(yàn)二和實(shí)驗(yàn)三達(dá)成目標(biāo)2和4.
3. 通過(guò)達(dá)標(biāo)測(cè)試達(dá)成目標(biāo)3.
【學(xué)習(xí)過(guò)程】
教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖
一.創(chuàng)設(shè)情境,設(shè)疑激趣
放映幻燈片,提問(wèn),并板書(shū)課題。觀看、思考、回答通過(guò)觀看圖片:死海中的人
可以仰面看書(shū);輪船在水中航線
航行;節(jié)日放飛的氣球等,
引出課題。
二、合作交流,探究新知
任務(wù)一:感受浮力
實(shí)驗(yàn)一:讓學(xué)生將乒乓球按入水中,松手。
提醒學(xué)生注意觀察到得現(xiàn)象,并設(shè)疑:乒乓球?yàn)槭裁磿?huì)浮上來(lái)?
再設(shè)疑:乒乓球靜止時(shí)受幾個(gè)力得作用?
點(diǎn)評(píng)學(xué)生的受力分析情況并適時(shí)給予鼓勵(lì)。
總結(jié):乒乓球除了受到重力外,還受到浮力得作用。且浮力得方向是豎直向上。實(shí)驗(yàn)二:讓學(xué)生將鐵塊放入水中,松手、設(shè)疑:鐵塊受浮力嗎?
當(dāng)調(diào)動(dòng)起學(xué)生的求知欲望時(shí),引導(dǎo)學(xué)生做課本上的實(shí)驗(yàn),并提出實(shí)驗(yàn)要求。
巡回指導(dǎo)。
學(xué)生報(bào)告數(shù)據(jù)時(shí)板畫(huà)物體受力示意圖。
提出問(wèn)題:為什么在空氣中鐵塊拉彈簧測(cè)力計(jì)的力大?而同一個(gè)鐵塊浸入水中時(shí)拉彈簧測(cè)力計(jì)的力卻小了?
聽(tīng)取學(xué)生匯報(bào),給予適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充說(shuō)明,得出結(jié)論,并板書(shū)浮力大小的表達(dá)式及浮力的方向。
通過(guò)觀察、思考,發(fā)表自己的觀點(diǎn)。
組織語(yǔ)言敘述:乒乓球受力情況,并上黑板畫(huà)出離得示觀察鐵塊的運(yùn)動(dòng)情況。
引起認(rèn)知上的沖突。
學(xué)生通過(guò)回答,爭(zhēng)論,對(duì)需要探究的問(wèn)題更明確。
根據(jù)要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn),并記錄數(shù)據(jù)。
比較數(shù)據(jù):思考,討論,發(fā)表自己的觀點(diǎn)。
意圖。通過(guò)實(shí)驗(yàn)感受浮力。
任務(wù)二:經(jīng)歷探究浮力大小與哪些因素有關(guān)?
提問(wèn):浮力跟什么因素有關(guān)?耐心聽(tīng)取學(xué)生的猜想,并對(duì)各種猜想提出疑問(wèn),最后達(dá)成共識(shí)。
引導(dǎo)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證。(為學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)器材)
巡回指導(dǎo)。
聽(tīng)取學(xué)生匯報(bào)。引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)評(píng)估。
而后得出結(jié)論。并點(diǎn)出這一結(jié)論20xx多年前阿基米德就得出來(lái)了。它不僅適用于液體也適用于氣體帶著疑問(wèn)思考。
發(fā)表自己的觀點(diǎn)。
根據(jù)要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),通過(guò)探究實(shí)驗(yàn),思考,回答。
通過(guò)實(shí)驗(yàn)理解阿基米德原理。
任務(wù)三:應(yīng)用阿基米德原理。
出示題目,讓學(xué)生限時(shí)完成。
(教師巡視。)完成后讓學(xué)生展示答案并理由。
1.用彈簧秤在空氣中稱(chēng)一鐵塊,測(cè)得重20牛,當(dāng)把這個(gè)鐵塊的一部分浸在水中時(shí),彈簧秤的讀數(shù)為16牛,這時(shí)鐵塊受到的浮力是 牛,若將鐵塊全部浸沒(méi)在水中,鐵塊受到的浮力是10牛,這時(shí)彈簧秤的讀數(shù)為 牛。
2.一個(gè)燒杯裝滿水,將一個(gè)體積為120厘米3的物體放入燒杯中,溢出的水重為1牛,此物體所受的浮力是。
3. 掛在彈簧測(cè)力計(jì)上的鐵塊重7.9N,當(dāng)它全部浸沒(méi)在水中時(shí), 測(cè)力計(jì)的示數(shù)為 6.9N, 鐵塊受到的浮力是 N,如果鐵塊剛好有一半體積露出水面, 鐵塊受到的浮力________N,測(cè)力計(jì)的示數(shù)________N。 4.質(zhì)量是395克的鐵塊全部浸入水中,它受到的浮力是多大?如果把這個(gè)鐵球放入水銀中,它受到的浮力又是多大?(已知ρ鐵=7、9×103千克/米3)。
5.一個(gè)鋁球重4、5牛,體積為0、5分米3,如果把這個(gè)球浸沒(méi)在水中,受到的浮力是多大?靜止時(shí)它受到的浮力又是多大按時(shí)完成題目。說(shuō)出題目答案并理由學(xué)以致用
三、歸納總結(jié),說(shuō)出收獲
這節(jié)課你學(xué)會(huì)了什么?大膽敘述自己的收獲
培養(yǎng)學(xué)生的歸納總結(jié)并表達(dá)能力。
五、布置作業(yè),鞏固升華
課后3、4、6.選作:5認(rèn)真完成作業(yè)。發(fā)散思維,張揚(yáng)個(gè)性。
知識(shí)與能力:
1、快速閱讀,整體把握文章內(nèi)容。
2、理解作者回憶童年趣事對(duì)未來(lái)科學(xué)研究的意義與影響。
過(guò)程與方法:
3、引導(dǎo)學(xué)生從生活出發(fā),了解科學(xué)、認(rèn)識(shí)科學(xué)。
4、引導(dǎo)學(xué)生以“教育歷程”為重點(diǎn),探討其中表現(xiàn)的思想內(nèi)涵。
情感態(tài)度與價(jià)值觀:
5、引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)科學(xué)精神:培養(yǎng)強(qiáng)烈的求知欲與勇于探索實(shí)踐的創(chuàng)新精神。
快速閱讀,整體把握文章內(nèi)容,理解作者回憶童年趣事對(duì)未來(lái)科學(xué)研究的意義與影響是本文的學(xué)習(xí)重點(diǎn)。
高維空間對(duì)普通人來(lái)說(shuō),是很難想像的,可能造成學(xué)生學(xué)習(xí)和理解課文的難點(diǎn)。相關(guān)知識(shí)教師有所了解,概括介紹一下能幫助教學(xué)課文即可,不必教授給學(xué)生。
一、導(dǎo)入新課:
同學(xué)們,在我們小的時(shí)候,常常會(huì)談及未來(lái)的理想,那時(shí)候我們常常無(wú)畏地說(shuō):“我要做一名科學(xué)家”,可是隨著年齡的增長(zhǎng),我們很少有人再說(shuō)了,這是為什么呢?因?yàn)槲覀冎饾u明白成為一名科學(xué)家是極其艱難的。那么怎樣才能成為一名科學(xué)家呢?當(dāng)我在互聯(lián)網(wǎng)上搜索“如何成為一名科學(xué)家”這一詞條時(shí),還發(fā)現(xiàn)了這樣一個(gè)留言“我的理想是成為一名物理學(xué)家,但上了大學(xué)之后我開(kāi)始清醒地認(rèn)識(shí)到原來(lái)自己就不知道該在哪些方面努力,應(yīng)該怎樣做?”如此看來(lái),我們真的要好好研究一下成為一名科學(xué)家需要怎樣的教育歷程了,今天我們就通過(guò)著名的理論物理學(xué)教授加來(lái)道雄的文章《一名物理學(xué)家的教育歷程》得到點(diǎn)啟發(fā)吧!
二、作者簡(jiǎn)介:
加來(lái)道雄,美籍日裔物理學(xué)家,畢業(yè)于美國(guó)哈佛大學(xué),獲加利福尼亞大學(xué)伯克利分校哲學(xué)博士學(xué)位,后任紐約市立大學(xué)城市學(xué)院理論物理學(xué)教授。主要著作有《超越愛(ài)因斯坦》(與特雷納合著)《量子場(chǎng)論》《超弦導(dǎo)論》。
文章的題目是“一名物理學(xué)家的教育歷程”,田此,敘述的順序主要是歷時(shí)牲的。但是,作者開(kāi)頭就說(shuō)“童年的兩件趣事極大地豐富了我對(duì)世界的理解力,并且引導(dǎo)我走上成為一個(gè)理論物理學(xué)家的歷程?!倍巴甑膬杉な隆弊鳛槲恼碌闹饕獌?nèi)容,又是共時(shí)性的敘述。這樣的結(jié)構(gòu)安排,使文章既脈絡(luò)清楚,又重點(diǎn)突出。
童年,青年,成年。
①人人都對(duì)自然感到好奇,都以自己喜愛(ài)的形式尋求自然的“謎底”,但是大多數(shù)人一般直接探尋自然本身,而作者卻由人的觀察角度,反思人類(lèi)對(duì)宇宙的認(rèn)知??此谱髡呱倌陼r(shí)的思維超出同齡人,其實(shí)只是他充分發(fā)揮了自己的想像力,并且保持了這樣奇特的想像力,由此奠定了他對(duì)高維空間理論探究的基礎(chǔ)。
②作者少年時(shí)接觸到愛(ài)因斯坦的“未竟事業(yè)”,激發(fā)了他的探究興趣。他之所以感到“激動(dòng)人心”,是因?yàn)樗褠?ài)因斯坦的理論當(dāng)成一個(gè)“偵探故事”來(lái)閱讀、探究,這非常符合少年的心理。另外,“我決定要對(duì)這一秘密刨根問(wèn)底”,也表現(xiàn)了他有毅力有恒心的性格,這是成為科學(xué)家的基本素質(zhì)。
③高中時(shí)代,本應(yīng)“在棒球場(chǎng)或籃球場(chǎng)玩耍”,享受青春年華,但作者卻“找遍周邊地區(qū)大量的電子倉(cāng)庫(kù),裝配必需的硬件設(shè)備”,在“學(xué)校的足球場(chǎng)中纏繞22英里長(zhǎng)的銅線”,自己動(dòng)手建設(shè)實(shí)驗(yàn)室,驗(yàn)證愛(ài)因斯坦理論,探究反物質(zhì)。作者進(jìn)行這樣艱苦枯燥的工作,體現(xiàn)了他對(duì)科學(xué)的熱愛(ài),以及踏實(shí)的性格,顯露出一個(gè)科學(xué)工作者的潛能。
由①②到③,我們可以清楚地看到作者的“教育歷程”和“教育內(nèi)容”。
本文布局謀篇重點(diǎn)突出,詳略得當(dāng)。在整體上,作者并沒(méi)有從童年到小學(xué)到初中到高中,按時(shí)間順序敘事,而是通過(guò)童年的兩件趣事和高中時(shí)建立實(shí)驗(yàn)室的事例,突出他成長(zhǎng)為一名“物理學(xué)家”的“教育歷程”,并不旁及其他成長(zhǎng)的經(jīng)驗(yàn);在局部上,如高中階段,作者看了許多統(tǒng)一場(chǎng)理論方面的書(shū),并常常去斯坦福大學(xué)的物理圖書(shū)館,相關(guān)的理論書(shū)籍是怎樣啟發(fā)、引導(dǎo)他研究的,這里肯定有許多精彩的故事,但是作者只是一筆帶過(guò),重點(diǎn)放在制造“自己的原子對(duì)撞機(jī)”上,其中具體的數(shù)據(jù)敘述得很詳盡,讓人體會(huì)到作者嚴(yán)謹(jǐn)、踏實(shí)的性格,以及內(nèi)在的成為物理學(xué)家所需要的基本素質(zhì)。
2.本文蘊(yùn)涵的科學(xué)精神:
本文三個(gè)主要部分,并不是簡(jiǎn)單地?cái)⑹龀砷L(zhǎng)的故事,而是具有深刻的科學(xué)精神內(nèi)涵,可以從中看到哪些方面的“教育”對(duì)成為優(yōu)秀科學(xué)家最為重要。
(1)想像力:科學(xué)是需要想像力的,想像力能帶來(lái)創(chuàng)造力。作者正是從對(duì)鯉魚(yú)世界的想像中,認(rèn)識(shí)到人類(lèi)觀察空間的局限性,間接感悟到高維空間存在的可能。由感性的想像上升到理性的創(chuàng)造,體現(xiàn)了創(chuàng)新意識(shí)和探索精神。
(2)樂(lè)趣:科學(xué)不應(yīng)該是枯燥的,而是應(yīng)該充滿樂(lè)趣的。探尋自然的奧秘,對(duì)真正的科學(xué)千作者來(lái)說(shuō),是和自然做的近似于捉迷藏的“游戲”,也是人生的“境界”?!坝螒颉笔顾麄儤?lè)此不疲,充滿激情,不受外界的誘惑和干擾;而“境界”使他們不顧功利,不畏強(qiáng)權(quán),只求真理。
(3)實(shí)驗(yàn)精神:丁肇中說(shuō)過(guò):,“現(xiàn)代學(xué)術(shù)的基礎(chǔ)就是實(shí)地的探察,就是我們現(xiàn)在所謂的實(shí)驗(yàn)。”“科學(xué)發(fā)展的歷史告訴我們,新的知識(shí)只能通過(guò)實(shí)地實(shí)驗(yàn)而得到,不是由自我檢討或哲理的清談就可求到的?!保ā稇?yīng)有格物致知精神》)有了想像力,有了樂(lè)趣,那只是成為科學(xué)家的最基礎(chǔ)的因素,不去踏踏實(shí)實(shí)地做實(shí)驗(yàn),就不能得到基本數(shù)據(jù),假說(shuō)就不能確立。一味地空想,不去做基礎(chǔ)工作,不可能達(dá)到真理的彼岸。作者從事的高維空間理論,雖然還停留在紙面上,但是科學(xué)家們已經(jīng)在做許多基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)工作,努力使理論得到證明。即使如科學(xué)家霍金靠睿智的頭腦創(chuàng)建黑洞理論,也要有數(shù)學(xué)和天體物理學(xué)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ),也不是空想出來(lái)的。
為了更好地理解課文,我們需要了解一些相關(guān)的理論物理學(xué)知識(shí):
根據(jù)現(xiàn)代物理學(xué)知識(shí),將我們的宇宙結(jié)合起來(lái)的力有四種:引力、電磁力、強(qiáng)核力和弱核力。物理學(xué)家運(yùn)用量子力學(xué),已經(jīng)把后三種力統(tǒng)一起來(lái)(美籍華裔物理學(xué)家楊振寧和他的學(xué)生米爾斯提出楊一米爾斯場(chǎng)理論,解決了這一問(wèn)題,被稱(chēng)為“標(biāo)準(zhǔn)模型”。但是這一理論因?yàn)橛?jì)算繁復(fù)無(wú)比而讓人頭疼),但是引力仍然游離在外。愛(ài)因斯坦畢終生之力想尋求四種力的統(tǒng)一,建立一個(gè)大一統(tǒng)的理論,最終也沒(méi)有實(shí)現(xiàn)。
現(xiàn)代理論物理學(xué)認(rèn)為,統(tǒng)一四種力的前景,在于高維空間(如十維或更高)理論的確立。比如對(duì)于古人來(lái)講,風(fēng)暴是怎樣產(chǎn)生的,風(fēng)暴會(huì)襲擊什么地方,什么時(shí)候襲來(lái),什么時(shí)候結(jié)束,他們是一無(wú)所知的,因?yàn)樗麄兩钤谄教沟拇蟮厣希荒芸咳庋蹚慕朴诙S平面的角度來(lái)觀察,即使有簡(jiǎn)單的預(yù)報(bào),也都是靠經(jīng)驗(yàn)來(lái)推測(cè)的?,F(xiàn)在有了氣象衛(wèi)星,從太空這樣三維角度觀察地球,在地面上看來(lái)神秘莫測(cè)的風(fēng)暴被看得一清二楚,可以精準(zhǔn)地預(yù)報(bào)風(fēng)暴的動(dòng)向。同樣,理論物理學(xué)家認(rèn)為,傳統(tǒng)的四維(空間三維加上時(shí)間)理論太“小”,不能解釋宇宙中的四種力。當(dāng)他們超越四維而在更高維(如十維或更高)中尋求統(tǒng)一這四種力時(shí),就能得到一種簡(jiǎn)單、漂亮的解決模型(科學(xué)家認(rèn)為宇宙應(yīng)該是簡(jiǎn)單、合諧的)。
高維空間理論認(rèn)為,宇宙大爆炸后10―43秒,十維宇宙分解成四維宇宙和六維宇宙,四維宇宙暴脹,經(jīng)過(guò)近一百五十億年,演變成今天我們生活的宇宙。大爆炸后10―35秒,大統(tǒng)一力分開(kāi)。但是高維空間理論很難在實(shí)驗(yàn)室中得到證實(shí),因?yàn)橐M當(dāng)時(shí)的環(huán)境,需要的能量太大,根本無(wú)法做到,所以現(xiàn)在高維空間理論只能是“理論”。
1、文章重點(diǎn)講述作者在教育歷程中的哪幾個(gè)典型片段。
〖提示〗兩件趣事,一是對(duì)鯉魚(yú)世界的遐想,一是對(duì)愛(ài)因斯坦未竟事業(yè)的向往。
2、請(qǐng)同學(xué)思考這幾件事是怎樣啟迪作者走上科學(xué)探究道路的,它對(duì)作者的成才起到了什么作用?
〖提示〗一件事是否有趣,取決于一個(gè)人對(duì)事情的情感與態(tài)度。作者自小喜歡思考問(wèn)題,善于觀察事物,并且能透過(guò)現(xiàn)象去深入思考事物的本質(zhì),所以,對(duì)于鯉魚(yú)在水中游這種現(xiàn)象,對(duì)于老師講的一個(gè)探索宇宙本質(zhì)的科學(xué)家的故事,他便表現(xiàn)出了特別的興趣。也許,在一般人看來(lái),這兩件事都極其平常。但是,興趣是最好的'老師,對(duì)自然、對(duì)生命充滿興趣與激*情。促使作者從小就對(duì)科學(xué)領(lǐng)域的事物有了濃厚的興趣,并且在高中階段就建立了自己的實(shí)驗(yàn)室從此走上了科學(xué)探究的道路。
3、作者能有所成就,除了從小就對(duì)科學(xué)研究有濃厚的興趣和勇于實(shí)踐的求索精神外,還有一個(gè)最重要的不可或缺的可貴品質(zhì)是什么?
〖提示〗他能超越一般世人所無(wú)法超越的世俗的約束,大膽進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn),這種敢于挑戰(zhàn)勇于實(shí)踐的精神,使他的科學(xué)研究走上了正確的道路。
4、作者讀完能夠找到的所有有關(guān)愛(ài)因斯坦及其理論的書(shū)籍之后,說(shuō):“我決定要對(duì)這一秘密刨根究底,縱然為此而必須成為一名理論物理學(xué)家也在所不辭?!?/p>
這句話中的“這一秘密”指什么?“縱然為此而必須成為一名理論物理學(xué)家也在所不辭”這句話的深刻內(nèi)涵是什么?
〖提示〗“這一秘密”指愛(ài)因斯坦的故事留給作者的懸念:他未完成的工作是什么?他桌上論文的內(nèi)容是什么?什么問(wèn)題可能會(huì)如此難以解決而又非常重要,值得他把有生之年花費(fèi)在這種研究之中?如果用一句話??梢愿爬椋骸皭?ài)因斯坦一生研究的究竟是什么問(wèn)題?”
‘縱然”一句,表面上看起來(lái)是一種幽默:為了弄清自己所想弄清楚的“上帝是怎樣創(chuàng)造了這個(gè)世界的”和這個(gè)“世界的內(nèi)在規(guī)律”,作者“不得已”要做一名理論物理學(xué)家;實(shí)際上,作者所要強(qiáng)調(diào)的是:要探索宇宙的本質(zhì),必須付出艱辛的勞動(dòng),而自己為了追求真理,再艱辛也要奮斗下去。所以,這句話表現(xiàn)了一位追求真理的科學(xué)家的執(zhí)著精神和堅(jiān)強(qiáng)意志。
五、教師總結(jié):
成為一名科學(xué)家必須具備的條件:
想象力,興趣,專(zhuān)業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí),探究創(chuàng)新精神。
六、討論交流:
1、引導(dǎo)學(xué)生回憶討論各自的童年時(shí)代對(duì)自然或動(dòng)物世界的種種奇思妙想。(聯(lián)系《動(dòng)物的游戲之謎》)
2、我們?cè)诖_立自己的興趣、愛(ài)好之后,是否付諸實(shí)踐,是否有明確的人生規(guī)劃,遇到的困難又是什么?我們應(yīng)該做些什么呢?
布置一篇作文:要求同學(xué)們用動(dòng)物的眼光去觀察,研究人類(lèi)的某些行為。
一、物理在實(shí)際生產(chǎn)生活中的應(yīng)用
1、浮力的應(yīng)用:古希臘的教學(xué)家阿基米德首先提出比重概念并發(fā)現(xiàn)了物體在水中所受浮力的大小的規(guī)律,并寫(xiě)了>正因如此,才發(fā)明了潛水艇和母艦。此外,阿基米德發(fā)現(xiàn)杠桿、滑輪等機(jī)械的工作原理,在日常生活中廣泛應(yīng)用。他說(shuō)一句名言世”給我一個(gè)支點(diǎn),我將能移動(dòng)地球。
2、電磁波:科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了“電”和“磁”的性質(zhì)和變化規(guī)律。于是各種各樣的電器才應(yīng)運(yùn)而生。電磁波是一種看不見(jiàn),摸不著,跑得跟光一樣快的物質(zhì)。
3、牛頓從蘋(píng)果落地現(xiàn)象,總結(jié)前人研究的基礎(chǔ)上,深入研究發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律。有了這一發(fā)現(xiàn),人類(lèi)才開(kāi)始認(rèn)識(shí)到了宇宙、天體的運(yùn)動(dòng)和變化,并制造出各種航天器。
二、有趣的物理現(xiàn)象
(教師演示,學(xué)生觀察描述)
1、筷子提沙子實(shí)驗(yàn)
現(xiàn)象:沙子被提起
2、紙托水
現(xiàn)象:水不流
3、瓶吞雞蛋實(shí)驗(yàn)
現(xiàn)象:雞蛋會(huì)掉入瓶中
4、試管上升實(shí)驗(yàn)
現(xiàn)象:水流出小試管上升
三、小結(jié)本課
四、作業(yè):課后完成學(xué)習(xí)活動(dòng)卡第三頁(yè)A、B、C、D、
【教學(xué)目標(biāo)】
1、明白內(nèi)能的初步概念及內(nèi)能跟溫度的關(guān)系。
2、明白做功和熱傳遞都能夠改變物體的內(nèi)能。
3、培養(yǎng)學(xué)生的觀察本事、思維本事和分析歸納問(wèn)題的本事。
【重點(diǎn)與難點(diǎn)】
內(nèi)能概念;改變內(nèi)能的兩種方式。
【教具】
上頭固定有條形磁鐵的小車(chē)兩輛,試管及橡皮塞,兩個(gè)相同的燒杯,內(nèi)能、機(jī)械能互變演示器(J鐸爾實(shí)驗(yàn)儀),硝化棉,乙醚,高錳酸鉀晶體,紗帶,鋼鋸條,粗鐵絲,冷、熱水,小球,火柴等。
【教學(xué)方法】
教師演示講授,學(xué)生邊學(xué)邊實(shí)驗(yàn),師生共同分析討論。
【教學(xué)過(guò)程】
一、新課導(dǎo)入
復(fù)習(xí)提問(wèn):
①分子動(dòng)理論的基本資料是什么?(學(xué)生回答)
②能是什么?什么是動(dòng)能、勢(shì)能?大小跟什么因素有關(guān)?(學(xué)生回答)
教師:今日,我們要學(xué)習(xí)一種新形式的能棗內(nèi)能(板書(shū):§21.3內(nèi)能)
二、新課教學(xué)
1、什么是內(nèi)能?
演示①:小球在桌面上滾動(dòng)。
問(wèn):小球具有什么能?(動(dòng)能)
演示②:在試管里裝入一些熱水,用橡皮塞塞住,放在酒精燈上加熱,使水沸騰,水蒸氣膨脹做功沖開(kāi)塞子。
問(wèn):水蒸氣對(duì)橡皮塞有沒(méi)有做功?水蒸氣是否具有能?
學(xué)生:做了功,具有能。
問(wèn):水蒸氣是由什么組成的?有何特點(diǎn)?該具有什么能?
學(xué)生:水蒸氣是由很多水分子組成的,這些水分子永不停息地做著無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng),所以該具有動(dòng)能。
演示③:高舉起小球。
問(wèn):小球與地球相互吸引具有什么能?(勢(shì)能)
問(wèn):分子間有什么力?(有相互作用的引力和斥力)
演示④:將兩根分別固定在兩輛小車(chē)上的條形磁鐵,分開(kāi)一段適當(dāng)?shù)木嚯x(異名磁極相對(duì)),然后松開(kāi)手,則可看到,小車(chē)互相靠近,直至兩磁鐵吸引在一齊。
教師分析:兩輛小車(chē)上的外力轍去后,小車(chē)之間的引力就能夠做功,該實(shí)驗(yàn)對(duì)我們有何啟示?
啟發(fā)學(xué)生得出結(jié)論:與上述實(shí)驗(yàn)類(lèi)似,假如分子間的斥力突然消失,則分子間的引力就能夠做功,勢(shì)能就表現(xiàn)出來(lái),即分子間有因相互吸引而具有的勢(shì)能。
演示⑤:按住兩小車(chē)上的磁鐵,使兩同名磁極相對(duì)、挨近(約2~3mm),然后松開(kāi)手,可見(jiàn)小車(chē)相互推開(kāi)。
啟發(fā)學(xué)生得出結(jié)論:與兩相斥的磁鐵類(lèi)似,互相排斥的分子也具有勢(shì)能,即分子間也有因相互排斥而具有的勢(shì)能。
知識(shí)目標(biāo):初步知道火箭的工作原理,常識(shí)性了解三級(jí)火箭的結(jié)構(gòu),初步認(rèn)識(shí)采用三級(jí)火箭發(fā)射的優(yōu)越性.
能力目標(biāo):提高從信息中學(xué)習(xí)的能力.
情感目標(biāo):通過(guò)有關(guān)火箭發(fā)展史的介紹和火箭應(yīng)用方面的知識(shí)的學(xué)習(xí),受到良好的愛(ài)國(guó)主義和熱愛(ài)科學(xué)等方面的教育.
本節(jié)為選學(xué)內(nèi)容,建議提供有關(guān)的資料,學(xué)生閱讀自學(xué),列出學(xué)習(xí)提綱和思考題,主要學(xué)習(xí)的內(nèi)容是:我國(guó)古代在火箭方面做的貢獻(xiàn)、現(xiàn)代火箭的用途、火箭工作的簡(jiǎn)單原理、能量轉(zhuǎn)化、火箭的種類(lèi)及其特點(diǎn)、設(shè)計(jì)三級(jí)火箭的原因、三級(jí)火箭是如何提高效率的、我國(guó)的火箭發(fā)展?fàn)顩r、世界火箭的發(fā)展?fàn)顩r.
還可以采用學(xué)生利用信息學(xué)習(xí)的方法教學(xué),可以提出課題由學(xué)生設(shè)計(jì)研究方案,寫(xiě)出可行性方案,實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐,查閱資料,對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行評(píng)估等,教師可以組織學(xué)生小組活動(dòng),學(xué)生小組團(tuán)結(jié)協(xié)作完成設(shè)計(jì)的工作.
教學(xué)設(shè)計(jì)方案
火箭
【課題】火箭
【重難點(diǎn)】火箭的工作原理;設(shè)計(jì)三級(jí)火箭的原因和三級(jí)火箭是如何提高效率的.
一.火箭的一般知識(shí)
方法1、教師提供材料,學(xué)生自主學(xué)習(xí).提供的內(nèi)容要有:我國(guó)火箭的歷史資料(要有關(guān)于神火飛鴉的資料);現(xiàn)代火箭的用途;火箭的原理;火箭的種類(lèi)和各自的特點(diǎn);我國(guó)火箭的發(fā)展?fàn)顩r;世界火箭的發(fā)展情況.學(xué)生學(xué)習(xí)了資料,應(yīng)當(dāng)回答一些問(wèn)題,問(wèn)題可以有:歷史上最早的火箭是什么;簡(jiǎn)單敘述火箭的原理;火箭工作過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化;火箭的種類(lèi);我國(guó)火箭的發(fā)展在世界上處于什么地位.
方法2、對(duì)于基礎(chǔ)較好的班級(jí),可以采用的方法是實(shí)驗(yàn)探究和學(xué)生利用信息學(xué)習(xí).提高學(xué)生信息的采集、處理能力.具體可行的方法有,教師可以制訂多個(gè)課題,學(xué)生組織成小組選擇某個(gè)課題,進(jìn)行學(xué)習(xí)和研究.參考課題如下:查閱我國(guó)古代和世界早期關(guān)于火箭發(fā)展的資料;探究火箭的原理(可以用設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的方法探究,具體方法可以參考“火柴火箭”);查閱有關(guān)火箭的作用的資料.學(xué)生小組選擇了某個(gè)課題,可以自行設(shè)計(jì)探究計(jì)劃和實(shí)施方案,并在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行探究活動(dòng).本教學(xué)方法應(yīng)用于教師有較高的背景知識(shí)和應(yīng)變能力.
二.三級(jí)火箭
方法1、教師提供資料,學(xué)生自主學(xué)習(xí).提供的資料內(nèi)容主要是三級(jí)火箭的設(shè)計(jì)思想、三級(jí)火箭是怎樣工作的.學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)回答一些問(wèn)題:運(yùn)載火箭的任務(wù)是什么,三級(jí)火箭是如何適應(yīng)這種任務(wù)的,三級(jí)火箭的具體工作過(guò)程.
方法2、對(duì)于基礎(chǔ)較好的班級(jí),可以采用探究式學(xué)習(xí)方法,教師提供課題學(xué)生自行選擇,課題有:火箭設(shè)計(jì)的發(fā)展歷史;三級(jí)和多級(jí)火箭的工作原理和優(yōu)點(diǎn);火箭未來(lái)的發(fā)展前景預(yù)測(cè).學(xué)生可以自行設(shè)計(jì)方案進(jìn)行探究.方法同第一內(nèi)容的方法2.
第四節(jié) 火箭
一.火箭的一般知識(shí)
1.我國(guó)古代的火箭:神火飛鴉
2.火箭升空的原理
3.火箭工作的能量轉(zhuǎn)化:化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
4.火箭的種類(lèi)
二.三級(jí)火箭
1.三級(jí)火箭的工作過(guò)程
2.我國(guó)火箭的發(fā)展?fàn)顩r
探究活動(dòng)
利用信息學(xué)習(xí):關(guān)于火箭的知識(shí)
【課題】關(guān)于火箭的知識(shí)
【組織形式】個(gè)人或自由結(jié)組
【活動(dòng)流程】制訂子課題;制訂查閱和查找方式;收集相關(guān)的材料;分析材料并得出一些結(jié)論;評(píng)估;交流與合作.
【參考方案】查閱火箭的有關(guān)歷史資料,火箭的應(yīng)用方面的知識(shí),我國(guó)關(guān)于火箭的發(fā)展.
【備注】1、網(wǎng)上查找的資料要有學(xué)習(xí)的過(guò)程記錄.
2、和其他成員交流,發(fā)現(xiàn)共性和差異.
3、發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題.物理教案-火箭
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