1.0物理學與人類文明-公開課

實驗與思維同步遞進必修一

《物理學與人類文明》判天地之美，析萬物之理—莊子學習目標：1、認識物理學在科學中的基礎(chǔ)地位；2、了解物理學對人類文明、社會進步的影響；3、知道高中物理與初中物理在內(nèi)容和方法的區(qū)別；4、知道高中物理學習的基本要求學習目標：1、認識物理學在科學中的基礎(chǔ)地位；2、了解物理學對人類文明、社會進步的影響；3、知道高中物理與初中物理在內(nèi)容和方法的區(qū)別；4、知道高中物理學習的基本要求首要是做好初、高中物理的銜接高中物理難學，難就難在初中與高中銜接中出現(xiàn)的“臺階”。這個臺階存在于物理教材內(nèi)容、教學方法和學生的學習能力、思維方法與心理特點上。初中物理學習的物理現(xiàn)象和物理過程，大多是“看得見，摸得著”，而且常常與日常生活現(xiàn)象有著密切的聯(lián)系。學生在學習過程中的思維活動，大多屬于生動的自然現(xiàn)象和直觀實驗為依據(jù)的具體的形象思維，較少要求應用科學概念和原理進行邏輯思維等抽象思維方式。初中物理練習題，要求學生解說物理現(xiàn)象的多，計算題一般直接用公式就能得出結(jié)果。高中物理學習的內(nèi)容在深度和廣度上比初中有了很大的增加，研究的物理現(xiàn)象比較復雜，且與日常生活現(xiàn)象的聯(lián)系也不象初中那么緊密。分析物理問題時不僅要從實驗出發(fā)，有時還要從建立物理模型出發(fā)，要從多方面、多層次來探究問題。在物理學習過程中抽象思維多于形象思維，動態(tài)思維多于靜態(tài)思維，需要學生掌握歸納理，類比推理和演繹推理方法，特別要具有科學想象能力。剛從初中升上高中的學生普遍不能一下子適應過來，都不，覺得高一物理難學。如何搞好初中物理教學的銜接，降低高初中的物理學習臺階；如何使學生盡快適應高中物理教學特點，渡過學習物理的難關(guān)，就成為我們高一物理教師的首要任務淡，。1、物理學是什么？研究什么？是一門自然科學，起始于伽利略和牛頓時代，經(jīng)過三個多世紀的發(fā)展，已成為一門有眾多分支的,令人尊敬和熱愛的基礎(chǔ)科學。

物理學有許多分支：如力學、熱學、電磁學、光學、統(tǒng)計物理學、量子力學、凝聚態(tài)物理、原子和原子核物理、粒子物理等。一、物理學研究？大到星系宇宙判天地之美，析萬物之理?！f子物：宇宙萬物理：一切規(guī)律、法則小到微觀粒子②高一階段主要研究物理的運動與受力它研究物質(zhì)存在基本形式、它們性質(zhì)和運動規(guī)律，物質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、在不同層次上認識物質(zhì)的各種組成部分及其相互作用，以及它們運動和轉(zhuǎn)化的規(guī)律。

①是一門自然科學。1、物理學是什么？研究什么？航天與空間技術(shù)現(xiàn)代通信技術(shù)醫(yī)療技術(shù)高溫超導體激光技術(shù)物理學納米技術(shù)生物技術(shù)???????2、物理學促進了科技的進步,是其它科技的重要基礎(chǔ)；

在物理學研究中形成的基本概念和理論,基本實驗方法和精密測試技術(shù),已經(jīng)越來越廣泛地應用于其他學科,進而極大地豐富了人類對物質(zhì)世界的認識,極大地推動了科學技術(shù)的創(chuàng)新和革命,極大地促進了物質(zhì)生產(chǎn)的繁榮與人類文明的進步.

“長征二號”F型火箭載著神舟號在人航天飛船直入云霄。物理學的理論基礎(chǔ)是空間技術(shù)的基礎(chǔ)。

神州五號楊利偉嫦娥一號模擬圖2、物理學促進了科技的進步,是其它科技的重要基礎(chǔ)；（2）帶電粒子在電場中的運動規(guī)律在科學技術(shù)的許多領(lǐng)域都有重大意義.電子顯微鏡、電子顯像管,磁控管、粒子加速器等都與它密切相關(guān)電視機顯像管的剖面圖

（3）原子核物理學的進展，是人類直接利用射線和核能成為現(xiàn)實患腫瘤的病人在接受放射治療CT機2、物理學促進了科技的進步,是其它科技的重要基礎(chǔ)；

（4）20世紀初相對論和量子力學的建立，是物理學史上驚天動地的革命。由此誕生地近代物理學以雷霆萬物之勢將世界帶入高科技時代，組成物質(zhì)的微粒服從量子規(guī)律。因此半導體芯片等產(chǎn)業(yè)離不開量子力學的理論支撐?？梢哉f，沒有力學就沒有現(xiàn)代技術(shù)，也就沒有現(xiàn)代化的生活。半導體芯片的照片（5）20世紀60年代初，激光器誕生，激光物理的誕生，激光物理的進展為激光在制造業(yè)，醫(yī)療技術(shù)和國防工業(yè)中的應用打開了大門。光彩奪目的激光束2、物理學促進了科技的進步,是其它科技的重要基礎(chǔ)；

（6）當溫度低于超導轉(zhuǎn)變點時，超導體具有完全抗磁性，下方的超導體如同一塊和上方的永磁體同極相對的磁鐵一樣，是永碰體片漂浮起來。20世紀0年代，高溫超導體的研究取得重大突破，為超導的實際應用開辟了道路。超導磁懸浮照片,圖中上面是用超強永磁體制成的圖片,下面是燒制的高溫超的導體。磁懸浮實驗磁懸浮列車2、物理學促進了科技的進步,是其它科技的重要基礎(chǔ)；

（7）20世紀90年代發(fā)展起來的納米科技,使人們可以按自己的需要去設計并重新排列原子或原子團，使其具有人們希望的特性.這使人們在材料科學的研究中邁出了及其重要的一步

量子圍欄，它是用掃描隧道顯微鏡吧48個Fe原子搬到Cu表面上構(gòu)成的。DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)

（8）生命科學的巨大進展離不開物理學的基礎(chǔ)。脫氧核糖核酸（DNA）是存在于細胞核中的一種重要物質(zhì)，它是儲存和傳遞生命信息的物質(zhì)基礎(chǔ)。1953年，生物學家沃森和物理學家克里克利用X射線衍射的方法在卡文迪許實驗室成功的測定了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)。2、物理學促進了科技的進步,是其它科技的重要基礎(chǔ)；3、物理學推動了社會的進步第一輛蒸汽機車（模型）

（1）18世紀中葉，蒸汽機的改進和廣泛應用得益于熱學的研究，蒸汽機的廣泛使用，促進了手工生產(chǎn)向機械化大生產(chǎn)的轉(zhuǎn)變，并使路上和海上大規(guī)模的長途運輸成為可能，這大大推動了社會發(fā)展。第一次產(chǎn)業(yè)革命1807年克萊蒙特號蒸汽船瓦特改良的蒸汽機我們生活在電氣化的時代（2）19世紀后半葉，在電磁學研究的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的電力工業(yè)，給生產(chǎn)和生活帶來深刻的影響，是人類社會進入了電氣時代。電動機-發(fā)電機第二次產(chǎn)業(yè)革命3、物理學推動了社會的進步電生磁磁生電千人振（自感）實驗體驗一下觸電的感覺！日光燈鎮(zhèn)流器（3）20世紀70年代，微觀物理方面的重大突破開創(chuàng)了微電子工業(yè)，從而觸發(fā)了第三次產(chǎn)業(yè)革命。世界開始進入以電子計算機應用為特征的信息時代。信息時代過渡:可以說社會的每一次巨大的進步都是在物理學發(fā)展的基礎(chǔ)上完成的。沒有物理學的發(fā)展就沒有人類社會和文明的巨大進步。物理學讓昨天的夢想變成今天的現(xiàn)實20世紀，激光器、信息技術(shù)、超導技術(shù)、納米技術(shù)、生命科學的發(fā)展。3、物理學推動了社會的進步信息技術(shù)改變了人們工作和生活方式，也使人們的觀念發(fā)生了深刻變化。4、物理學影響著人類的思維觀念：物理學促進了技術(shù)的進步，推動了社會的發(fā)展，

還影響了人類的思維觀念。：天圓地方蓋天說地球是宇宙的中心地心說原來還有太陽系。。。日心說宇宙竟然這么大呀！遼翰

（1）在人類文明的初期人們大地是一個大扁盤，物理學的發(fā)展使人類對大地乃至宇宙的認識發(fā)生了翻天腹地的變化。從“天圓地方”到“地心說”到“日心說”；從太陽系到河外星系；從靜態(tài)的宇宙道膨脹的宇宙，從“盤古開天地”到“大爆炸”的宇宙演化論……1、地心說----日心說2、機械決定論---蝴蝶效應3、物理技術(shù)是雙刃劍哈雷彗星牛頓力學機械決定論

哈雷彗星和它的公轉(zhuǎn)軌道。公元前613年至公元1910年，中國有它31次回歸的記錄。1705年，英國天文學家哈雷根據(jù)牛頓的萬有引力的定律正確的語言了它的回歸。哈雷彗星

在牛頓力學建立后，人們能精確地預言哈雷彗星每76年回歸地球一次。這意味著，已知受力情況和初始條件——物體的位置和速度，就可以求出以后任何時刻物體的位置和速度，因此，人們形成了“機械決定論”的思維方式。很自然的，人們夢想對天氣也能做同樣的預報。4、物理學影響著人類的思維觀念：蝴蝶效應

單變量數(shù)值仿真。洛倫茲僅僅相差0.0001的兩個初始條件輸入一個數(shù)學方程，計算得出的兩條曲線不久就會分道揚鑣，南轅北轍，真是“差之毫厘，失之千里”。20世紀60年代初，美國氣象學家洛倫茲研究了服從三個含有非線性項方程的氣象末次昂系統(tǒng)，揭示了復雜系統(tǒng)的行為對微小初值差異的沒感性依賴性，從而斷言藏起天氣預報不可能實現(xiàn)。為此，他提出了“一只蝴蝶在巴西扇動翅膀，有可能在美國德克薩斯引起一場龍卷風”的說法，被稱為“蝴蝶效應”。這就動搖了長期在人頭腦中站主導地位的“機械決定論”的思維方式?！耙恢缓诎臀魃葎映岚颍锌赡茉诿绹驴怂_斯引起一場龍卷風”4、物理學影響著人類的思維觀念：我國泰山核電站原子能的開發(fā)利用，推動了社會發(fā)展，但使人類面臨著核戰(zhàn)爭、核污染的威脅，使人類真正體會到技術(shù)是一把“雙刃劍”。原子核物理學的進展，使人類直接利用射線與核能成為現(xiàn)實。原子能的開發(fā)利用，推動了社會發(fā)展，但使人類面臨著核戰(zhàn)爭、核污染的威脅。原子彈爆炸科學技術(shù)是一把“雙刃劍”4、物理學影響著人類的思維觀念：核戰(zhàn)爭、核污染前蘇聯(lián)基輔北130公里，切爾諾貝利，4號反應堆發(fā)生爆炸，引發(fā)大火，放射性物質(zhì)大量泄漏，之后15年內(nèi)，死亡人數(shù)：9.3萬人致癌人數(shù)：27萬人。5、物理學的未來有待去探索

科幻與科技，是一對分割不開的“情侶”，而聯(lián)系它們之間的紐帶，就是人們豐富的想象和科技人員孜孜不倦的追求精神。科幻電影中令人眩目的各種高科技產(chǎn)品和場景，與人們的現(xiàn)實生活距離有多遙遠？科學走進21世紀，仍有許多的難題困擾著科學家，期待著人們?nèi)ヌ剿?，去發(fā)現(xiàn)?！敖酱腥瞬懦?，各領(lǐng)風騷數(shù)百年”。每個同學都應該努力。

物理前沿：宇宙與物質(zhì)結(jié)構(gòu)，生命起源。中微子振蕩及中微子其他特性研究宇宙背景輻射研究激光點陣導致量子相變光子晶體自組裝：探求光學線路代替電子線路量子信息處理５夸克粒子讓我們一起努力吧6、初、高中物理內(nèi)容和方法的區(qū)別；內(nèi)容：從具體到抽象，從定性到定量方法（能力）：

從形象思維到抽象思維（科學想像）

記憶、理解到自主學習月球高中更關(guān)注"研究問題的方法"以“作用力與反作用力”為例首要是做好初、高中物理的銜接高中物理難學，難就難在初中與高中銜接中出現(xiàn)的“臺階”。這個臺階存在于物理教材內(nèi)容、教學方法和學生的學習能力、思維方法與心理特點上。初中物理學習的物理現(xiàn)象和物理過程，大多是“看得見，摸得著”，而且常常與日常生活現(xiàn)象有著密切的聯(lián)系。學生在學習過程中的思維活動，大多屬于生動的自然現(xiàn)象和直觀實驗為依據(jù)的具體的形象思維，較少要求應用科學概念和原理進行邏輯思維等抽象思維方式。初中物理練習題，要求學生解說物理現(xiàn)象的多，計算題一般直接用公式就能得出結(jié)果。高中物理學習的內(nèi)容在深度和廣度上比初中有了很大的增加，研究的物理現(xiàn)象比較復雜，且與日常生活現(xiàn)象的聯(lián)系也不象初中那么緊密。分析物理問題時不僅要從實驗出發(fā)，有時還要從建立物理模型出發(fā)，要從多方面、多層次來探究問題。在物理學習過程中抽象思維多于形象思維，動態(tài)思維多于靜態(tài)思維，需要學生掌握歸納理，類比推理和演繹推理方法，特別要具有科學想象能力。剛從初中升上高中的學生普遍不能一下子適應過來，都不，覺得高一物理難學。如何搞好初中物理教學的銜接，降低高初中的物理學習臺階；如何使學生盡快適應高中物理教學特點，渡過學習物理的難關(guān)，就成為我們高一物理教師的首要任務學生經(jīng)歷中考進入高中，最重要的一點其實不是苦力般功夫下得深厚程度，不是技巧方法上的科學引導，而且是改變觀念，調(diào)整好自己的心態(tài)。曾經(jīng)的好成績只代表過去，曾經(jīng)的糟糕成績也未必就會延續(xù)。這是由初高中物理具有如此多的差異決定的。初中物理知識相對淺顯，內(nèi)容也不多，易于掌握。再加上初三后期，通過大量的練習，通過反復強化訓練，熟練程度提高，分數(shù)自然有攀升。但分數(shù)高并不等于物理學得好，更不代表掌握了學習物理的方法。所以，首先應該調(diào)整心態(tài)，降低起點，從頭開始。心態(tài)的好壞就像是播種希望的土壤，肥沃則生機盎然，貧瘠則難以為繼。如果學習物理的心態(tài)不正，興趣沒有培養(yǎng)起來，再加上沒有好的學習方法，那是很難學好高中物理的7、學好物理的意義和基本要求（方法）以“作用力與反作用力”為例怎樣學好高中物理？1、養(yǎng)成讀物理課本的習慣，注意記憶。2、養(yǎng)成獨立思考探究問題的習慣，發(fā)現(xiàn)問題及時解決，做學問就是要多問問題。3、重視觀察和認真作好實驗。獨立完成練習。重在理解和學會知識應用。——“懂、記、用”4、高中物理有哪些內(nèi)容？

課后感想

為什么要學習高中物理？怎樣學好高中物理？

1、什么要學習高中物理？

①使人能適應現(xiàn)代社會的需要

②使人能夠進一步學習

③使人的素質(zhì)得到顯著提高

2、怎樣才能學好高中物理？

①認真閱讀，學會自學

②認真聽講，獨立思考

③做好實驗，做好練習勤奮+思想+行動善于——善于聯(lián)想，善于對比，善于思考，善于記憶，善于總結(jié)。六用——用眼仔細觀察，用耳認真聽講，用腦積極思考，用心理解記憶，用口和筆準確表達，用手及時記錄、練習、實驗。

三、高中物理跟初中物理在內(nèi)容和方法上的區(qū)別內(nèi)容：從具體到抽象，從定性到定量方法（能力）：

從形象思維到抽象思維（科學想像）

記憶、理解到自主學習

月球四、該如何學好高中物理？@基本要求：1：認真閱讀（提前預習），學會自學 2：認真聽講（善做筆記），獨立思考3：做好實驗，做好練習（總結(jié)歸納）愛迪生發(fā)明留聲機才29歲牛頓發(fā)明微積分才22歲愛因斯坦提出狹義相對論才26歲居里夫人發(fā)現(xiàn)鐳、釷、釙三元素的放射性時才31歲物理呼喚年輕的心哥白尼提出日心說時是38歲；牛頓和萊布尼茨發(fā)明微積分時分別是22歲和28歲；愛迪生發(fā)明留聲機時是29歲，發(fā)明電燈時是31歲，貝爾發(fā)明電話時是29歲；居里夫人發(fā)現(xiàn)鐳、釷、釙三種元素的放射性時是31歲；愛因斯坦提出狹義相對論時是26歲，提出廣義相對論時是37歲；沃森和克里克提DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)時分別是25歲和37歲…….怎樣學好高中物理(具體)（1）要重視觀察和實驗（2）要重在理解（3）要學會運用知識（4）要做好練習1.善于自主學習（預習)2.善于思考（課堂上積極主動參與）3.及時查漏補缺（課后鞏固）4.在日常生活中能聯(lián)系所學的物理知識●嚴謹●實驗：精確、定量●理論：正確、計算精確、推理邏輯●語言：精確、簡潔、條理清晰

一旦失去了嚴謹性，“科學”以及所有被她修飾的名詞將立即變得毫無意義?！裉ぬ崒?，百折不撓1．科學無捷徑

2．扎實基礎(chǔ)，切莫急功近利！3．嘗試，失敗，

再嘗試，再失敗.....

焦耳測定熱功當量精確值：38年！

相對論：15年!

從預言受激輻射到激光誕生：44年！從發(fā)現(xiàn)超導現(xiàn)象到BCS超導理論：