2019-2020年高中物理 6.6經典力學的局限性教學設計 新人教版必修1.doc

2019-2020年高中物理 6.6經典力學的局限性教學設計 新人教版必修1一、學習任務分析：經典力學（又稱牛頓力學）體系是時代的產物，是許多科學家經過一個多世紀的艱苦探索才完成的理論綜合工作。它是整個現代物理學和天文學的基礎，也是現代許多門類工程技術的理論基礎。著名物理學家楊振寧曾贊頌到：“如果一定要選出某個人、某一天作為近代科學誕生的標志，我選牛頓自然哲學的數學原理在1687年出版的那一天?！睆牡孛嫔衔矬w的運動到天體的運動，從大氣的流動到地殼的變動，從攔河筑壩、修建橋梁到設計各種機械，從自行車到汽車、火車、飛機等現代交通工具的運動，從投出籃球到發(fā)射導彈、人造衛(wèi)星、宇宙飛船所有這些都服從經典力學的規(guī)律。經典力學在如此廣闊的領域里與實際相符合，顯示了牛頓運動定律的正確性和經典力學的魅力。但是，像一切科學一樣，經典力學沒有也不會窮盡一切真理，它也有自己的局限性。它像一切科學理論一樣，是一部“未完成的交響曲”。 “經典力學的成就與局限性”整個這一章屬于知識介紹性質，目的在于拓展學生的知識視野，在學習中體會真理的相對性和發(fā)展性，培養(yǎng)一分為二看問題的辯證思維。并體會科學研究方法對人民認識自然的重要作用，進一步認識物理學對科學技術、經濟、社會的影響，在情感態(tài)度與價值觀方面受到熏陶。二、學習者分析： 現在的學生接觸面廣，信息渠道寬，現代應用技術手段多，尤其是網絡。很多的學生都能夠熟練地運用網絡來查閱各種信息、知識。鑒于這些，我們想把這節(jié)課設計成一堂網絡討論課。三、教學目標：1、知識與技能：了解經典力學的發(fā)展歷程，知道經典力學發(fā)展歷程中有哪些物理學家作出了突出貢獻；了解經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；認識經典力學的局限性和適用范圍。2、過程與方法：通過收集對經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)現過程展現為歷史的過程，即科學家是如何在前人的基礎上進行求索的，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)有承接，科學的發(fā)展也一樣；通過收集和交流具體實例來分析說明經典力學所取得的偉大成就，培養(yǎng)學生就某一觀點或結論收集例證的能力，培養(yǎng)學生獲取和評價信息的能力；通過對比亞里士多德、伽利略、牛頓所采用的科學的研究方法，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；通過查閱文獻或網絡資料撰寫小論文，更多地了解經典力學的成就、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：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；使學生領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，體會經典力學在人類認識自然以作用及物理學發(fā)展中的重要影響和作用；感受物理學家充滿著艱巨性創(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，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，領悟科學探究的真諦；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)培養(yǎng)學生對科學的審美能力，領悟自然界的內在秩序與和諧，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。四、教學重點：1、讓學生從多種途徑了解經典力學的發(fā)展過程和相關的物理學家以及他們的思想；2、讓學生了解經典力學的偉大成就和它的局限性，體會歷史與邏輯、繼承與發(fā)展的統(tǒng)一，領悟科學精神和體會科學研究的思想方法。五、教學難點：怎樣利用網絡來獲取所需的知識，怎樣在大量的信息中提取出有用的，如何和其他同學合作從對方獲得自己所需的信息。六、教學資源：多媒體網絡、書報、教材、同學的見聞。七、教學過程設計：（一）教學階段設計：分三個階段教學第一階段：教師通過教材和圖片投影、視頻展示，對歷史上科學家的介紹、對現代生活中科學技術成果應用的介紹，還有對近代科技的介紹，使學生了解到牛頓運動定律對我們現代的生活起著至關重要的作用，同時它也存在著很大的局限性。第二階段：把學生分成兩個大組。1、 成就組，具體分為：陸地組、海洋組、天空組、宇宙組等2、 局限組，具體分為：微觀組、高速組、強引力場組每個組內成員分工也不同，有的負責查閱報刊雜志，有的負責教材、教參，有的負責網絡查詢。第三階段：匯報總結階段。每個組選出一名代表匯總本組的成果。可以是文字，圖片，視頻。最后由同學們共同總結出經典力學的成就和局限性。（二）教學過程流程圖：微觀上宇宙天空海洋陸地強引力場高速上成就局限笛卡爾伽利略亞里士多德牛頓 惠更斯經典力學發(fā)展史組長總結組長總結經典力學適用范圍（三）教學過程敘述：1、問題引入：注意下面的圖片，選擇不同的參考系觀察小球的下落，它們處于怎樣的運動狀態(tài)，受力情況如何？符合牛頓運動定律嗎？選擇的參考系不同，對運動的描述就不同：例如：讓兩小球從同一高度同時自由下落。不符合牛頓運動定律慣性系非慣性系生：思考討論，右側小球的運動不符合牛頓定律。分析原因（目的：引起學生的疑惑，使他們對經典的理論產生動搖，為后面的內容做鋪墊。）師：我們再思考一下，在日常生活中還有沒有用牛頓定律解釋不了的現象、事物。生：好像沒有。（有，學生一般也不會知道。）師：那說明牛頓定律在解釋我們日常生活中的現象、事物是適用的。其實從古至今經典力學對我們人類的發(fā)展都起著決定性的作用。2、歷史回顧： 天地四方,古往今來發(fā)生的一切現象都能夠用力學來描述. ？亞里士多德伽利略笛卡兒惠更斯牛頓國別生活年代古希臘，約公元前384公元前322年意大利，15641642年法國，15961650年荷蘭，16291695年英國， 16421727年主要的科學研究方法觀察、思維、推理觀察實驗、假設、數學推理三者相結合實驗觀察、數學推理實驗、數學推理歸納與演繹、綜合與分析、實驗觀察等力學方面的主要成就兩個反面的結論：力是維持物體運動的原因。重的物體比輕的物體下落得快。自由落體運動規(guī)律力學相對性原理慣性定律制成了世界上第一架計時擺鐘。測量出重力加速度的值。三大運動定律、萬有引力定律。生：利用手中的資料和設備去尋找我們日常生活中具體的經典力學成就。師：同樣，我們也可以利用我們手中的資源去尋找一下經典力學還有哪些是解釋不了的。給學生分好組，針對不同的目的去探索。（目的：調動學生的課堂參與能力和積極性，培養(yǎng)他們對科學知識的主動探索精神和能力。）3、學生探索：（1）確定研究方向經典力學成就：大概方面有陸地、海洋、天空、宇宙、文藝、體育等經典力學的局限性：不規(guī)定具體方面（2）人員分組（3）討論分析探索的關鍵詞，主要刊物、報紙。（課前準備一些，或組織幾個學生到學校閱覽室去借閱）。（4）進行探索并把成果分類匯總。（每組選出一個組長）（5）成果展示（由組長進行匯報）（6）論證總結。4、結論：（1）經典力學的偉大成就把人類對整個自然界的認識推進到一個新水平，牛頓從力學上證明了自然界的統(tǒng)一；經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；經典力學的建立對自然科學和科技的發(fā)展、社會的進步具有深遠影響：經典力學形成的科學研究方法的推廣應用；經典力學與其他基礎科學相結合產生了許多交叉學科，促進了自然科學的進一步發(fā)展；經典力學在科學技術上有廣泛的應用，促進了社會文明的發(fā)展。（2）經典力學的適用范圍和局限性：經典力學只適用于處理物體的低速運動（v <<c）經典力學不適用于微觀領域中物質結構和能量不連續(xù)的現象倫琴發(fā)現X射線湯姆生發(fā)現電子貝克勒耳發(fā)現天然放射線經典力學規(guī)律只在慣性參考系中成立經典力學規(guī)律只能用于宏觀、低速（與光速相比）的情形，且只在慣性參考系中成立。5、課堂練習：例1：牛頓定律能適用于下列哪些情況？ A.研究原子中電子的運動 B.研究“神州”五號的高速發(fā)射 C.研究地球繞太陽的運動 D.研究飛機從深圳飛往北京的航線例2：兩臺升降機甲、乙同時自由下落甲上的人看到乙是靜止的，也就是說，在甲看來，乙的運動狀態(tài)并沒有改變，但是乙確實受到向下的地球引力。根據牛頓定律，受到外力作用的物體，其運動狀態(tài)一定會改變，這不是有矛盾嗎？你是如何理解的？【答案】不矛盾。牛頓力學規(guī)律只在慣性參考系中成立。6、課堂小結：（1）經典力學的成就（2）經典力學的局限性（3）經典力學的適用范圍a、低速運動的物體b、宏觀運動的物體c、處于慣性參考系中的物體八、板書設計5.1 經典力學的成就與局限性一、經典力學的成就二、經典力學的局限性三、經典力學的適用范圍課堂小結: