《改变世界的物理学》课程教学大纲

第3节改变世界的信息技术┃教学过程设计┃二、进行新课1.卫星通信学生活动：学生讨论说出自己了解到的卫星电视的名称，结合阅读教材第30页内容，完成以下问题。

问题1：卫星通信中人造卫星的作用是什么？——利用它作为中继站，转发无线电波，进行通信。

问题2：卫星通信覆盖面广的原因。

让学生用圆规在白纸上画一个圆，代表地球。

再在“地球”表面画一条竖直的短线，代表发射塔。

地球的半径是6400 km，假定发射塔的高度是1 km(相当于300层楼高)，约是地球半径的16400。

从这根竖线的顶端作“地球”球面的切线，所覆盖的面积很小，如果从离地球表面3.6×104km高的同步卫星上发射电磁波，就可以覆盖很广阔的区域。

多媒体展示：播放卫星通信影视图片。

老师引导说明：在地球的周围均匀的配置3颗同步通信卫星，就覆盖了几乎全部地球表面，可以实现全球通信。

现在通过卫星电视，一个地方出现的事件，全世界的人们几乎可以立刻看到现场的画面。

例如我们2008年的奥运会电视直播，很多是依靠卫星传播信号的。

2.光缆通信学生活动：用激光笔和玻璃棒做激光在玻璃棒中传播的小实验。

启发学生总结激光在玻璃棒中传播的路径：激光不能从侧面穿出玻璃，只能从另一端射出。

PPT材料展示光缆通信的发展给人们生活、生产和学习带来的便利，并介绍几件光缆损坏实例，提高学生爱护公共设施的意识。

3.移动通信演示：再演示两部手机相互拨通的实例。

学生活动：让学生阅读讨论教材第32页“移动通信”内容，并讨论其信号传播的过程。

出示：数字蜂窝系统图片。

讨论每个基站工作范围的特点。

4.信息革命与人类文明阅读教材内容，讨论信息技术的发展情况。

古代人传播信息方式：快马、烽火等。

现代人传播信息方式：电磁波(雷达、激光、计算机网络等)。

利用多媒体课件、图片或录像通过海湾战争、英阿(阿根廷)马岛战争中生动的例子，说明信息技术在现代战争中的作用，激发学生的学习兴趣。

卫星通信属于了解内容，以学生自学讨论的方式组织教学，并借助媒体展示，效果较好。

复旦大学通识教育核心课程教学大纲物理与文化课程代码: PHYS119001课程名称:物理与文化 (Physics and cultures )学分数: 2学分周学时: 2学时主讲教师:物理学系马世红教授，现代物理研究所王炎森教授，孔青副教授预修课程:高中物理和数学课程性质:是一门文理交融, 重视科学教育与人文教育融合的通识教育课程。

教学目的:本课程是以物理基础知识为载体, 突出物理学的文化内涵, 展现物理思想和人文精神的融合, 有利学生科学素养和终身学习能力的培养。

基本内容简介: 本课程是在较系统介绍(以定性介绍为主)物理学的一些基本知识(从宏观、微观到宇观)的基础上, 着重通过对物理学发展史上的一些具有里程碑意义的重大发现过程和一些著名物理学家的重大贡献的介绍，向学生展示物理学发展过程中所体现的丰富的科学思想、科学方法和科学精神, 以及著名物理学家的创新思维、高尚道德和人格魅力。

同时也对与物理学有关的一些社会性论题及这些重大发现在高科技中生动、有趣的应用作了适当介绍。

教材和教学参考资料:教材:倪光炯、王炎森《文科物理 --- 物理思想与人文精神的融合》高等教育出版社 2005年主要参考资料:倪光炯、王炎森、钱景华、方小敏《改变世界的物理学》(第二版)复旦大学出版社, 1999年阿特·霍布森《物理学:基本概念及其与方方面面的联系》秦克诚等译上海科学技术出版社, 2001年埃米里奧·赛格雷,《从落体到无线电波 --- 经典物理学家和他们的发现》上海科学技术文献出版社, 1984年《从X射线到夸克 --- 近代物理学家和他们的发现》上海科学技术文献出版社, 1984年基本要求: 要求学生了解: 本课程中所介绍的物理学中一些最基本的知识, 物理学发展史中一些重大发现的内容和意义, 一些著名物理学家的创新思维和突出贡献。

以及自然科学的一些研究方法。

在上述基础上深入思考“科学教育与人文教育融合”的重要意义，人文思想对科学发展的作用,自然科学中的研究方法在人文科学研究中的参考价值, 体会对真、善、美的追求是科学文化和人文文化的共同目标, 消除两种文化隔阂的重要性。

《文科物理》教学大纲一、课程基本信息课程编号：12204 课程英文名称：《Physics Literacy for Non-Science Students》课程所属单位：数理系大学物理教研室课程面向专业：全院工科本、专科学生课程类型：选修课先修课程：《高等数学》或《经济数学》学分：2学分总学时：42学时二．课程性质与目的文科物理是为高等工科院校文科专业开设的一门选修课。

主要介绍20世纪物理学的重大成就及物理学在现代高新技术中的应用。

结合物理学在航天、激光、材料、信息、能源、医学、生命科学和宇宙学等方面的应用，介绍物理学基本知识，融物理知识和前沿应用为一体。

通过本课程的学习，使学生获得物理学基本知识，拓展学生的知识面，培养学生的科学思维方法和研究方法，提高文科学生的自然科学素质。

三．课程教学内容与要求（一）第一章导论1、教学内容与要求（1）了解经典物理学产生的条件和建立过程；（2）了解19世纪物理学的成就和危机；（3）了解20世纪物理学的发展及其特点；（4）了解物理学的社会教育和思想文化功能。

2、教学重点了解物理学的建立和发展过程，理解物理学的发展对人类世界观形成所起的重要作用3、教学难点物理学的社会教育和思想文化功能（二）第二章航天与力学1、教学内容与要求（1）了解万有引力定律的发现；（2）掌握宇宙速度与动量及机械能守恒；（3）掌握卫星运动与角动量守恒；（4）了解人造地球卫星的应用。

2、教学重点理解万有引力定律、动量守恒定律、机械能守恒定律、角动量守恒定律的建立及应用3、教学难点角动量守恒定律概念的建立（三）第三章波动1、教学内容与要求（1）掌握机械振动、机械波的基本概念及其声波的多普勒效应；（2）了解电磁波的产生及电磁波谱；（3）理解光的反射、折射、干涉、衍射和偏振；（4）了解无线电波和微波的应用。

2、教学重点声波的多普勒效应，光的干涉现象3、教学难点声波的多普勒效应。

（四）第四章光与物质的相互作用1、教学内容与要求（1）了解光的量子性的实验基础——黑体辐射、光电效应、康普顿效应；（2）理解光的“波粒二象性”；（3）理解量子能级间的跃迁和辐射谱；（4）了解红外线、紫外线的产生、性质及应用。

教案：教科版八年级物理下册 11.5 改变世界的机械一、教学内容1. 了解机械的基本概念，掌握机械的分类和特点。

2. 掌握杠杆的平衡条件，理解力臂和力的作用点对杠杆平衡的影响。

3. 学习滑轮组的原理，了解滑轮组的特点和应用。

4. 学习斜面的原理，了解斜面的特点和应用。

二、教学目标1. 让学生了解机械的基本概念，掌握机械的分类和特点。

2. 使学生掌握杠杆的平衡条件，理解力臂和力的作用点对杠杆平衡的影响。

3. 培养学生学习滑轮组的原理，了解滑轮组的特点和应用。

4. 让学生学习斜面的原理，了解斜面的特点和应用。

5. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。

三、教学难点与重点1. 教学难点：杠杆平衡条件的理解和应用，滑轮组和斜面的原理及其应用。

2. 教学重点：杠杆平衡条件的掌握，滑轮组和斜面的原理及其应用。

四、教具与学具准备1. 教具：杠杆模型、滑轮组模型、斜面模型、多媒体教学设备。

2. 学具：学生实验器材、笔记本、彩色笔。

五、教学过程1. 实践情景引入：让学生观察生活中常见的机械，如撬棍、剪刀、钳子等，引导学生思考这些机械的原理和作用。

2. 知识讲解：讲解机械的基本概念，介绍杠杆、滑轮组和斜面的原理及其特点。

3. 例题讲解：通过具体例题，讲解杠杆平衡条件的应用，分析滑轮组和斜面的原理及其在实际中的应用。

4. 随堂练习：让学生运用所学的知识解决实际问题，如计算杠杆的平衡点，设计滑轮组等。

5. 课堂讨论：让学生分组讨论，分享各自在练习中的心得体会，互相学习和交流。

7. 板书设计：板书重点知识点，如杠杆平衡条件、滑轮组原理和斜面原理。

8. 作业设计：布置相关作业，巩固所学知识，包括计算题、设计题等。

六、作业设计1. 计算题：已知一杠杆长度为1米，一端施加10N的力，另一端施加15N的力，求杠杆的平衡点。

2. 设计题：设计一个滑轮组，使物体在提升过程中所需力最小。

3. 应用题：一箱子重200N，放在地上，请你设计一个斜面，使箱子能够滑到桌上（桌高0.8米）。

10.3改变世界的信息技术
教学目标
知识与技能
①常识性了解：卫星通信、光纤通信、网络通信。

②通过教学使学生了解：为什么要用微波通信？如何实现微波通信？了解微波性质接近于光波，大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射的特性，了解微波传播过程中的一些缺陷以及这些缺陷如何通过卫星通信来弥补。

③了解光纤通信的原理和优点。

④了解网络通信的发展过程和优点，掌握发电子邮件的方法。

过程与方法
通过师生共同交流来探讨现代信息的变化，用大量的多媒体图片、影视画面使学生掌握和了解卫星通信、光纤通信、网络通信的特点和粗略的原理。

情感、态度与价值观
通过学习现代通信知识，了解科技为人类带来的便利，提高学生学习科学的兴趣，使学生养成关注科学发展前沿的习惯，树立正确的科学观，培养振兴中华、用科学服务于人类的使命感和责任感。

重点与难点
卫星通信、光纤通信、网络通信的优点和原理。

教学准备
光纤小灯具、演示光在光导纤维中传播的装有水和有小孔的塑料瓶、不透光的纸、水、光的全反射演示仪器、微波通信、卫星通信影视图片、能上网的计算机一台（有条件的话让学生人手一台）。

教学过程。

【教学目标】【教学目标】一、知识与技能1. 认识到电磁波是一种波动；2. 知道光是电磁波, 知道电磁波在真空中的传播速度二、过程与方法1. 通过动手做, 体会探究过程和科学方法的重要性；2. 通过观察, 体会人类对电磁波的利用.三、情感、态度和价值观1. 在实际操作过程中, 培养学生观察与尝试操作的科学学习兴趣；2. 通过观察与动手做, 使学生认识到物理世界的神奇, 进一步了解物理应用于社会生产与生活的壮观图景, 初步形成应用意识.【教学重点】电磁波的概念、分类【教学难点】电磁波的波长、频率与波速的关系【教具准备】多媒体【教学课时】1课时【稳固复习】教师引导学生复习上一节内容, 并讲解学生所做的课后作业〔教师可针对性地挑选局部难题讲解〕, 加强学生对知识的稳固．【新课引入】师：你知道“四川卫视〞的电视节目是怎样被电视接收的吗？教师播放一段视频学生观看并讨论.师：请同学们阅读课本, 然后答复：现代通信的方式主要有哪几种？生：卫星通信、光缆通信、移动通信.【进行新课】教学探究点1 卫星通信通过阅读后, 学生先对卫星通信有个感性认识.然后提示学生, 卫星传送的承载电视信号的电磁波〔微波〕和可见光一样是沿直线传播的.如果利用电视塔来发射电磁波, 传播的距离有限.可以让学生用圆规在白纸上画一个圆, 代表地球；再在“地球〞“地球〞球面的切线, 所覆盖的面积很小, 如果从离地球外表3.6 ×104 km 高的同步卫星上发射电磁波, 就可以覆盖很广阔的区域.这时, 再让学生观察教科书图10-3-3 和图10-3-4, 就很容易理解了.师：介绍通信卫星, 学生观察讨论“中继站〞的作用.2.卫星通信的优点：远距离传送信息、通信容量大、干扰小、质量高.教学探究点2 光缆通信全反射和光纤通信是高中学习的内容, 建议首先用弯曲的玻璃棒做激光在玻璃棒中传播的小实验.让学生观察激光穿过玻璃棒, 只能从另一端射出.启发学生：这一特点有什么作用？然后再引导出“激光在玻璃棒内发生全反射〞和“光在光纤中传播能量损失非常少〞的事实.1.光缆通信：就是应用光的全反射原理, 把光限制在光纤内部, 用光信号取代传统通信方式中的电信号, 从而实现信息的传递.2.光纤通信的优点：通信容量极大、传输距离长、保密性能好、损耗小、不怕雷击, 不受电磁干扰.教学探究点3 移动通信这一板块主要让学生了解两个内容, 一是了解移动通信的组成.知道什么是移动台、基站、移动交换中心；二是了解数字蜂窝系统.1.移动通信:通信双方有一方或两方处于运动中的通信.事实上, 就是一个移动台, 当用一部与另一部的通话时, 发出的信息首先通过电磁波的传播被基站把信息传到移动交换中心, 再转到对方所处区域基站, 通过电磁波的传播, 拨通你所要通话的.2.数字蜂窝系统：主要由移动台、基站和移动交换中心组成.为了增强对数字蜂窝系统的了解, 可以引导学生观看学校附近的基站的视频.教学探究点4 信息革命与人类文明1.这一板块是让学生了解信息技术对促进人类文明的作用.首先可以用提问和讨论的方式, 通过生活中的实例, 让学生知道什么是信息.然后介绍信息技术在现代生活中作用.对雷达、半导体技术、集成电路、网纳米技术等可以利用多媒体课件、图片或录像辅助教学, 海湾战争、英阿〔阿根廷〕马岛战争中生动的例子, 说明在现代战争中的作用, 激发学生的学习兴趣.2.师简单介绍网络通信.师：计算机可以高速处理大量信息, 把计算机联在一起, 可以进行网络通信, 信息资源共享.电子邮件是目前使用最频繁的网络通信形式.【教师结束语】本节主要介绍了卫星、光纤、移动通信, 重点知道光纤通信系统的工作原理.在课余生活中我们可以利用网络学习知识, 但千万别沉迷于网络.【课后作业】完本钱课时对应练习, 并提醒学生预习下一节内容.自我评价当我们在某一网站搜索引擎中输入“漫游〞四个字时, 可以搜索到很多条相关的信息, 应当首先在搜索的提示信息中, 初步判断哪些可能是广告;哪些只是提到这几个字, 实际上与原理无关；哪些是可能介绍漫游的原理.翻开网页后, 挑选有用的资料进行整理和编辑, 最后形成观点明确、层次清楚的小文章.这一活动, 其主要意义不是“结果〞, 而是“过程〞.它不但使学生获得知识, 更能提高自学能力和写作能力.卫星通信教学以阅读为主, 学生画图参与, 这样既形象又客观, 利于学生对卫星通信的了解；光缆通信, 用实验形象的把光的全反射展现出来, 然后启发提问, 引导学生分析, 这种教学方式比直接把结果告诉给学生的效果要强很多, 有利于激发学生的学习兴趣及科学探究习惯的培养.第2节磁场对电流的作用【教学目标】一、知识与能力1.知道磁场对通电直导线有力的作用.2.知道磁场方向、直导线中的电流方向、直导线的受力方向三者之间的关系.3.知道磁场对通电线圈有力的作用.┃教学过程设计┃第1课时┃教学过程设计┃第2课时┃教学小结┃。

改变世界的物理学爱因斯坦以前说过：发展独立思考和独立判断的一般水平，理应始终放在首位，而不应该把专业知识放在首位。

如果一个人掌握了一个学科的基础理论，并且学会了独立思考和工作，他必定会找到自己的道路，而且比起那种主要以获得细节知识为其培养内容的人来，他一定会更好地适合社会的进步和变化。

作为自然科学的基础，物理学是探讨物质结构和运动基本规律的学科，很多人理所当然的将其归纳为枯燥困难的一类。

诚然，其中不乏高深的知识和超出实际经验的科学幻想，但就高中来说，其实，有很多被我们（其中不乏很多物理老师）忽略的魅力！而这些，随着高中课程的新改革，那些掩埋在尘沙下的美丽也逐渐展露出来。

如：描述经验资料，具有最少量的定义和独立假设的模型——最好的理论；如：从整体上把握万物，星星繁多，却个个清晰，万里长城，却由一个个的单块石头组成；如：质点、刚体、黑体、谐振子、理想气体等，小到原子大到太阳能够有同一名称——质点。

如：对称、平衡、和谐是人类共同的审美心态；如：作用力与反作用力、正电荷与负电荷、S极和N极、电流周围的磁场及变化磁场周围的电场、杨振宁和李政道的宇称守恒。

如：整个宇宙（有限）中，质量(能量)守恒、电荷守恒；是，我们高中阶段不会去研究宇宙，不会去研究量子，宏观脱离不了地球，微观即到质点，但是，在新课程的物理教科书上，很多很多的说一说、做一做，很多很多的科学漫步，给喜欢物理的同学们提供了一个有限条件下的无限空间。

比如讲到原子物理部分，会有提到杨氏双缝干涉。

当时我们告诉学生的是，这是典型的揭示了光的奇妙的波粒二象性的著名实验。

屏幕A上的小孔照亮了屏幕B上的两个夹缝。

两个夹缝的影像显示在屏幕C上，显示出来的，并不是两道光，而是一系列明暗条纹（即干涉条纹）。

形成干涉条纹，是因为从两个夹缝发出的光波在某些位置上是同步到达屏幕C的，而在某些位置上是不同步的。

也许知识点到这里就算是完成了，但是后面的做一做想一想，会给学生带来更大的冲击力和思维空间。