高中物理 第五章 经典力学与物理学的革命 第1节 经典力学的成就与局限性教案2 粤教版必修2.doc

第1节 经典力学的成就与局限性一、新课教学1.明确力学发展的三个阶段。 第一阶段是在伽利略、牛顿时代之前，人们对力学现象的研究大多直接反映在技术之中或完全融合在哲学之内，物理学就整体而言还没有成为独立的科学在这个阶段对力学作出突出贡献的是阿基米德，在本节“实践和拓展”第l题中要求收集、整理阿基米德在力学方面取得的成就以及有关他的故事(可参见课程资源阿基米德)，并在班上和同学交流或展示。合作、交流在科学探究中有助于对科学过程的理解，当今科学的发展都是人们合作探索的结果，教学中要利用这类交流活动培养学生善于合作的意识和沟通、交往的能力，懂得尊重他人的成果。 第二阶段是从伽利略到牛顿，是经典力学从基本要领、基本定律到建成理论体系的阶段，在这一阶段有一系列的科学家为经典力学打下重要基础要让学生知道伽利略、笛卡儿、惠更斯、开普勒、牛顿各自有怎样的发现，他们对科学的杰出贡献与意义所在，可查询中国科普网站“科学人物”网页例如法国物理学家笛卡儿(15961650)补充和完善了伽利略的观点；强调了伽利略没有明确表述的惯性运动的直线性他在哲学原理一书中这样描述：“所有的运动，其本身都是沿直线的”笛卡儿认为惯性运动不仅仅局限于水平面上的运动，而且包括一切方向上的运动又如荷兰物理学家惠更斯(hristiaan huygens 1629一1695)，全面细致地解决完全弹性碰撞问题，则为牛顿第三定律的表述奠定了基础相关内容教材作了简要介绍，但最好能让学生查询和收集更多的这些科学家进行科学研究的故事，并相互交流，使学生在了解物理学史的过程中更深地体会科学家们忘我的献身精神和刻意追求的严谨作风，而了解科学家是如何在前人的基础上进行求索的，可以让学生更好地把握科学探究的本质。 第三个阶段是牛顿之后，经典力学又有新的发展，这一阶段主要是后人对经典力学的表述形式和应用对象进行了拓展和完善(可参见课程资源三大守恒原理的确立) 2.分析科学研究方法的发展。 在本节“实践和拓展”第2题中要求比较亚里士多德、伽利略、牛顿所采用的科学研究方法的特点和区别以及对科学发展的意义实际上他们所采用的科学方法也是科学研究方法发展的三个阶段可建议学生列表来进行对比。 这里是学生在课余自学、收集和查询资料之后一个进行相互交流的机会，也是学生在教材内容指引下进一步了解经典力学的发展历程的一个小结，在进行成果交流当中，注意使学生在归纳问题、表述、口头表达、交往、自信心、宽容心等一系列方面得到充分的锻炼。 学生在了解这些科学家的故事和贡献时，也完全可能了解到对某些科学家有褒有贬的评价，对此应指导学生看待科学家的成果要放在特定的历史背景下去评说，应用历史的观点进行科学教育例如在力学发展历程中，以往人们容易把亚里士多德看成是阻碍科学进步的反动或落后势力的代表而进行批判，而实际上亚里士多德是世界古代史上最伟大的哲学家、科学家和教育家在人类科学史上，亚里士多德是第一个阐明各学科研究对象和基本概念的人，他对混沌一团的科学进行了分类，为科学的发展奠定了基础虽然亚里士多德对很多问题处理是错误的，但每个人的认识均受其所处时代科技水平的影响，和所有科学家一样，亚里士多德的一些观点存在错误是难免的我们应该在历史背景下客观评价科学家的贡献和科学的发展，要知道历史的发展有承接，科学的发展也一样包括认识经典力学的成就和局限性也要联系当时的历史和科学背景，以史为镜，更好地认识科学事业的前景。 3经典力学的伟大成就 首先要引导学生从教材中提炼经典力学的伟大成就体现在哪些方面： (1)把人类对整个自然界的认识推进到一个新水平，牛顿把天上运动和地上运动统一起来，实现了天上力学和地上力学的综合，从力学上证明了自然界的统一性这是人类认识自然历史的第一次大飞跃和理论大综合它开辟了一个新时代，并对科学发展的进程以及后代科学家们的思维方式产生了极其深刻的影响这里可结合学生学习运动学与动力学的情况对经典力学的成就做简单补充介绍(参见课程资源经典力学在科学史上的成就)。 (2)经典力学的建立首次明确了一切自然科学理论应有的基本特征，这标志着近代理论自然科学的诞生，也成为其他各门自然科学的典范牛顿运用归纳与演绎、综合与分析的方法极其明晰地得出了完美的力学体系，被后人称为科学美的典范，显示出物理学家在研究物理时，都倾向于选择和谐与自洽的体系，追求最简洁、最理想的形式教学中应有意识地引导学生去领会在物理学揭示的自然规律中所蕴藏的和谐、有序、简单、统一的科学美，培养学生对科学的审美能力，领悟自然界的内在秩序与和谐，陶冶学生的情操，达到认识和情感的完美统一。 (3)经典力学的建立对自然科学和科技的发展、社会进步具有深远影响这部分的教学思路应突出以下三个层面：一是经典力学形成的科学研究方法推广应用到物理学的各个分支学科上，对经典物理学的建立意义重大二是经典力学与其他基础科学相结合产生了许多交叉学科，促进了自然科学的进一步发展三是经典力学在科学技术上有广泛的应用，促进社会文明的发展。 教材此处设置的“讨论与交流”栏目意在结合具体实例使学生体会经典力学的伟大成就，可以在学生收集资料和例证的基础上在课堂让学生讨论与交流，也可以分小组讨论交流，将小组成果制作成手抄报或其他作品在班内展示。 4经典力学的局限性和适用范围 这部分内容可以结合本节“实践与拓展”第3题展开教学，组织学生在班内相互交流自己撰写的小论文在认识经典力学的局限性和适用范围时建议了解19世纪末经典物理学与实验发现的矛盾，由理论与实验的矛盾去联系经典力学的局限性和适用范围，也是为第二、第三节的新物理学革命作铺垫(可参见课程资源经典力学的局限性)。（二）小结1 经典力学的发展历程（建立原因、三个阶段、思想方法）2 经典力学的伟大成就（理论体系