物理学与人类文明特级教师教学实录

高一物理绪论课

【本讲教育信息】

《绪论—撩开物理学的神秘面纱》

一、学习任务分析

1、教材的地位和作用

本章在全套教材中地位特殊，它要阐明高中物理教材的培养目标，让学生了解高中物理要学习什么、要达到什么要求，学习好物理学的方法，以及高中物理教材的编排体系和本套教材的特点。让学生感受物理的神奇和博大，激发学生学习物理的兴趣和愿望。

2、学习的主要任务：

绪论课的教学目的主要是让学生作好学习高中物理的思想准备和方法准备，即：使学生产生学习高中物理的浓厚兴趣和积极愿望，树立正确的学习观；懂得学好高中物理的基本方法，改进自己已有的学习方法，适应高中阶段的学习要求。

3、教学的重点和难点分析：

教学重点和难点都是：激发学习兴趣，产生学习动力，了解高中物理的学习方法。

二、学习者情况分析

高一学生在初中已学习了两年的物理，对物理已经有初步的了解和认识，掌握了学习物理的一些方法。但从整体上讲高一年新生还存在着：认识事物较为片面、缺乏对事物进行整体认识的能力、分析能力较差，在思维形式方面以形象思维为主、迁移能力差、探究能力不强，学习方法不能适应学习高中物理的要求等特点。

三、教学目标分析

根据上述对学习任务和学习者情况的分析，确定本节课教学目标如下：

1、通过演示实验、学生实验、课件展示等方法，使学生对物理学有个概括性的认识，认识到学习物理的目的，提高学习物理的积极性和主动性；

2、通过自然现象的展示，让学生领略大自然的神奇与和谐，认识自然现象的背后隐含着物理规律，激发对物理学的兴趣；

3、知道物理学的每一次发展都推动了社会的发展和人类文明的进程，知道人类应该具有可持续发展意识和全球观念，有将科学与技术服务于社会的意识；

四、教具

教学设备：多媒体教室、课件

五、教材处理与教学策略

在教材处理上《绪论》要分为两个学时。

第一学时主要的任务是：利用一些实验和课件，让学生产生认知的冲突、认识到自己的不足，了解物理学与自然规律和社会发展的关系，并意识到学习物理是自身发展的迫切需要，从而激发学生学习物理的兴趣，提高学习的积极性和主动性。

第二学时主要的任务是：利用一些实验和事例，让学生了解初、高中物理学习内容和学习方法上的差异，初步掌握学习高中物理的方法；结合学分评定细则介绍本套教材的特点和高中生学习物理的要求。

1、引导--探究

本课是在学生已有两年物理学习体验的基础上讨论：为什么学习物理以及怎样学习物理等问题。是高中物理学习的动员课。由于学生对物理学习已经有了一定认识，虽不全面，但对本节课讨论的问题已奠定了一定的基础。因此，本节课要充分利用一些简单的实验器材，让学生进行一定程度上的探究式学习，让学生在与旧知识相矛盾的情景中，产生认知上的冲突，从而激发学生学习物理的兴趣，产生继续学习新知识的愿望。

2、自主学习

教学中让学生进行一定程度上的自主学习。让学生对自己的认知活动进行自我监控，并及时做出相应的调整。使学生体会到学习物理是有用的，是自身进一步发展的迫切需要。

3、现代教学手段与启发式

采用多媒体课件作为辅助手段，创设物理情景，启发引导学生，帮助学生建立形象、直观的认识，调动学生学习物理的积极性和主动性。

六、教学过程设计

首先我祝贺同学们升入高中阶段学习。通过初中知识的学习，同学们对物理世界有一定的初步了解：这是一个生动、充满活力与神秘感的世界，我们也知道了物理的一些基本现象，但为什么有这些现象呢？本质是什么？就需要我们的进一步学习。我主要讲三个问题：

（一）高中物理的主要内容

高中物理的主要内容可分为力学、热学、电学、光学、原子物理五个部分。

力学主要研究力和运动的关系。重点学习牛顿运动定律和机械能。演示：离心轨道上小球的运动。问：小球从多高处滚下恰能通过圆环最高点？这就是一个力和运动关系的问题。游乐场中的“翻滚过山车”的原理以此为基础。再问：要用多大速度把一个物体抛出地球去，能成为一颗人造卫星？卫星要达到这么大的速度，需要用运载火箭发射。我国已发射很多颗人造卫星，其中有的是同步卫星。同步卫星实现了全球异地通讯，世界变成了一个“地球村”。世界能看到中国的发展、听到北京的声音；同样我们也能看到与听到世界的动态与信息。比如，在这次奥运会中，我们正是通过同步通信卫星看到了精彩的节目，得到了激动人心的消息，32枚金牌！那么怎样才能发射同步卫星，需要多大速度呢？再如，卫星电话是什么呢？要知道这些，需要进一步学习。

热学主要研究分子动理论和气体的热学性质。同学们看见这种现象，荷叶上的露珠总是呈球形？为什么？要解释这个现象需要我们进一步学习。

电学主要研究电场、电路、磁场和电磁感应。重点学习闭合电路欧姆定律和电磁感应定律。演示：在变压器铁芯上端，放一个与铜线圈串联的灯泡，在给变压器通电时，没有电源的灯泡亮了，为什么？

光学主要研究光的传播规律和光的本性。演示：光导纤维传递光能的实验。由于光导纤维结构简单、可以弯曲，20世纪50年代用光导纤维传输光能的技术得到迅速发展。光导纤维和激光技术相结合可以发展光缆通讯，传递声音和图像的讯号。在北京、上海等大城市，光缆电视进入千家万户，节目增至30多套，干扰问题彻底解决，图像清晰，声音悦耳。再演示：一个熏黑的墨球放入装有玻璃杯的水中，会有什么现象呢？变得晶莹透亮，象冰球，为什么？

原子物理主要研究原子和原子核的组成与变化。1911年以前，原子内部可以说是一个“黑盒”。人们对原子的组成仍然是一个未解的谜。是谁首先解开这个谜的？是英国科学家卢瑟福。他和他的同事们做了用α粒子轰击金箔的实验，获得了重要的发现。卢瑟福对α粒子散射实验结果进行了分析，提出了原子的核式结构模型。此后，科学家又深入核的内部，发现核的组成与变化。我们要学习原子弹与氢弹的基本原理，了解我国关于核武器的方针政策。核能的和平利用，在能源紧张的今天尤其重要。美国发动的伊拉克战争也是因为能源问题，现在石油期货价格猛涨，我们需要替代能源，需要我们进一步学习和研究，否则经济的增长会受到较大影响。

总之，通过上面的学习可以知道，物理学是一门研究物质运动基本规律和物质基本结构的自然科学。它跟人类的生活与生产活动有十分紧密的联系。可以说，物理学的发展→科学技术的发展→生产力的发展→人民生活水平的提高。

（二）为什么要学好高中物理

使人能适应现代社会的需要：今天的社会，科学技术已经成了生活与生产的基本要素。科学技术在各个领域全面普及，并且以前所未有的速度飞速发展，人要想适应现代社会，必须学习科学技术。普通劳动者对物理知识的需求已经远远超出了高中物理知识的范围。物理的学习还使人们能以合格公民的身份对与科学技术相关的社会重大政治、经济问题发表自己的意见，发挥自己的作用。物理学的发展也直接影响人们的家庭生活，使衣食住行的方式不断趋于现代化。家用电器的品种越来越多，城市家庭电视与电话已经普及，电脑开始进入家庭，有的还上了网。使人能够进一步学***多数专业的学习都要以一定的物理知识作为基础，这是因为物理学的研究内容最为广泛，应用范围最为普遍。物理学习是人们从事进一步学习的必要准备。一个人的物理学***决定了他在什么层次上开始某门科学技术的学习，也会显著影响到他今后学***。使人的素质得到显著提高：学习的根本目的在于提高人的素质。通过物理学习，人的文化素质、心理素质和思想素质都会有显著的提高。

物理学是人类文化的重要组成部分：它的观念、理论和方法，已经渗透到人类文化的各个方面。学习物理将大大增加人们头脑中的知识总量，促进大脑提高认识世界的广度和深度，这样就提高了人的文化素质。物理学是一门十分吸引人而又比较难学的学科，它既使学习者感到极大的乐趣，又需要学习者付出艰苦的努力。学习物理能使人的智力因素和非智力因素得到发展，增强人的活动效率和自身的调控，这样就提高了人的心理素质。

物理学中充满着活的唯物辩证法：学习物理就必须接受它内含的思想与观念，使学生受到辩证唯物主义的熏陶。学习物理可以培养一丝不苟、精益求精的科学态度，实事求是的科学品质，热爱大自然的积极情感，这样就提高了人的思想素质。

（三）怎样才能学好高中物理

认真阅读，学会自学：学好物理，要认真阅读物理课本。物理知识全在课本中。重要的概念和规律都用黑体字标出，其中每个词语都经过科学家的反复推敲，必须逐字逐句加以理解。阅读课本时，要抓住关键词语，弄清语句间的逻辑顺序和因果关系，领会文章段落所表达的物理内容，掌握课本叙述物理问题的表达方法。学习物理不能满足于阅读课本，还要自学大量的课外读物与科普期刊。自学能力是人的素质的重要组成部分。很多科学家是自学成才的典范，他们大部分知识是经过自学获得的。自学能力表现在自己会认真阅读、会独立思考、会查找资料，自己能解决一些疑难问题。自学能力是一个人能获得知识、能理解与运用知识的基本保证。同学们上高中要增强自学意识，学会自学，对学好高中各门学科都非常有利。

认真听讲，独立思考：学好物理，上课要认真听讲。要在老师的引导下，积极思考问题，主动参与教学过程。教得好不好，主要在老师；学得好不好，主要在自己。俗话说：“师傅领进门，修行在个人。”这个“修行”的功夫要下在“独立思考”上。独立思考就是要善于发现问题和解决问题。不会提问的学生，不是学习好的学生。

做好实验，做好练习：学习物理，要认真做实验、认真做练习。实验（演示实验和学生实验）是学习物理的出发点；练习（测验和作业）是学习物理的落脚点。两者是认识过程的两个阶段。前者是从生动直观到抽象思维的第一个飞跃；后者是从抽象思维到实践的第二个飞跃。学好物理，两个飞跃缺一不可，这样就提高了人的文化素质。

今天的绪论课，谈了三个问题。第一，介绍高中物理的主要内容；第二，为什么要学习高中物理；第三，怎样才能学好高中物理。今后随着学习的深入，还要结合典型问题，讲解解决物理问题的思考方法，如分析、综合、联想、比较、发散、收敛、辩证思维等。同学们不但要认识世界，将来还要去改造世界。今天有一个好的开始，祝同学们在明天的学习征途上，克服一个个困难，取得一个个胜利！

附：微电子技术与新的技术革命

［参考资料］

微电子技术与新的技术革命

自五十年代以来，在一些发达国家中，一组高技术产业群正在兴起，并高速向前发展。这组高技术产业包括：微电子、电子计算机、光导纤维通信、生物工程、海洋工程、机器人、航天技术、核技术和新材料。其中渗透性最强和影响面最大的是以微电子、计算机和光纤通信组成的信息技术产业，它已成为高技术产业的主导。

近几十年来，较多的国家对科学技术的发展，投入了大量的人力、物力和财力。科学技术的研究，形成了大规模的产业化方式。研究和生产更加紧密结合。从科学研究、技术开发、产品设计到形成产业之间的周期越来越短。国民经济的发展从过去主要靠资金的情况转化为主要靠科学技术的进步。在发达国家里，科学技术知识，已成为发展生产力的主要因素，成为竞争力和经济发展的关键。在促进工农业发展的因素中，科学技术进步因素一般在50%以上。而对于高技术群的发展而言，科学技术进步的因素竟达80%。据统计，人类有史以来90%的科学技术知识是近几十年积累的。科学技术的进步加速了国民经济的发展，而高技术产业的兴起又促进了科学技术的加速发展，这就是现代社会出现的新情况。

电子技术的发展从利用电子器件开始。1906年发明了电子管，从而出现了无线电通信、雷达、导航、广播、电视、电子计算机、各种电子仪器等电子设备。电子器件是各种电子设备的技术基础。1947年发明半导体晶体管，电子技术从真空转为固体，从而电子设备进入小型化、轻量化和省能源化。1958年由于半导体表面技术的发展，可以在半导体表面形成晶体管，经过导线连结形成集成电路。集成电路的发明，使各种电子设备进一步小型化、轻量化和省能源化。1967年研制成大规模集成电路，1978年研制成超大规模集成电路，从此电子技术进入微电子时代。

微电子技术，是指在几毫米见方的半导体材料上，用微米及亚微米级刻蚀加工技术，制造成10万以上晶体管构成的微缩单元电子电路，并应用这些电路装配成各种微电子设备的总称。近年来把集成电路及其应用技术和生产的产品总称为广义的微电子技术。微电子技术是节约材料、能源、空间和劳动的新技术。

到1985年32位的中小型计算机大部分微型化，汽车及各种动力机械将安装计算机，不但能提高效率，降低能源消耗，减少环境污染，而且具有自诊断功能，对事故预先发出警告。由于微电子技术的发展，工厂自动化和灵活性生产将得到发展。

目前，装有微电子传感器的灵巧机器和智能机器人已研制成功，出现在工厂。办公自动化得到进一步发展，电子邮件、微机医疗辅助诊断系统、银行自动完成转帐等已陆续实现，家庭自动化开始发展，学校也大量使用计算机进行人才培养。有人认为，微电子技术的发明和火的使用、蒸汽机的发明一样，对人类来说具有划时代的意义。微电子技术的应用具有广泛向其他工业技术渗透的性质。

机械电子自动化将引起机械工业的大变革。由于微电子与机械和仪表等技术融合，使传统技术发生了质的变化，例如数控机床、灵活性生产线、智能仪表、机器人、汽车自动化等，它们都是体力和脑力结合的产物，是人类体力和脑力劳动的综合延伸，具有判断、决定、控制、适应等高级功能。这样，不仅可使产品提高质量、降低成本、节约材料和能耗，而且易于更换品种，使之转为多品种、少批量生产，以适应多样化、可选择性的需求。于是，微电子技术将大量进入工业部门。

商品的结构也发生了变化。近年来电子手表已占世界手表市场的70%。各种指针式仪表已逐渐为数字式仪表所代替，更不用说那些以微电子技术为基础的产品，如袖珍计算器、收录机、电视机、录像机、数字电话机等。某些传统耐用消费品采用微电子技术后，产品自动化了，价格性能比提高，本来已饱和的产品开始有了新的需求。于是，微电子技术将大量进入家庭。

微电子技术可与各种科学仪器相结合，因此也在往科学研究的各个领域渗透。

微电子技术将与各种高技术结合。它使计算机微型化并以低价格出售，使许多产品具有轻便、多功能的智能和独立工作能力。其他如宇航、原子能、海洋开发、生物工程等等都离不开微电子技术。

微电子技术几乎渗透到了各种医疗仪器中。当前用微电子技术制成的心脏起搏器已植入人体，不久的将来可能用微电子技术制成神经元件植入人体，这将有助于恢复视听和运动功能。

七、教学设计的说明

1、绪论课的教学内容不必拘泥于课本的具体叙述，可以根据教师自己的经验和学生的具体情况，灵活地组织教学。选材既要能说明物理学的发展对人类进步的影响，具体、生动、联系实际，又要能体现编者的意图和课本的精神。

2、绪论课的教学要围绕着让学生明白：“为什么要学习物理”和“怎样学习物理”这两个主题展开，所选的内容要只要能让学生“认识到物理的神奇和博大，体会到学好物理是自身发展的迫切需要。”就行。没有必要面面俱到，这反而会让学生感到茫然、无所适从。

3、本教学设计的内容较多，教师在教学时可根据自己实际情况进行取舍，但最好能够充分利用实验和多媒体课件来汲引学生的注意力，激发学生学习的兴趣，培养学生学习物理的积极性和主动性。课时的内容安排又不一定按照教学设计的要求，可灵活处理。