物理教学中科学素养的培养ppt课件.ppt
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1、物理教学中科学素养的培养ppt课件 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望 目前对科学素养的研究尚处于研究完善阶段,还没有形成统一、广泛认可的表述,以下为几个代表性的表述:1.国际经济合作组织(OECD)认为,科学素养是运用科学知识,确定问题和作出具有证据的结论,以便对自然世界和通过人类活动对自然世界的改变进行理解和作出决定的能力;2.国际学生科学素养测试大纲(PISA)中提出,科学素养的测试应该有三个方面组成:科学基本观念、科学实践过程、科学场景,在测试
2、范围上由科学知识、科学研究的过程和科学对社会的作用三个方面组成;3 3.美国学者米勒认为,公众科学素养由相互美国学者米勒认为,公众科学素养由相互关联的三部分组成:科学知识、科学方法和科学关联的三部分组成:科学知识、科学方法和科学对社会的作用,具体说就是,具有足够的可以阅对社会的作用,具体说就是,具有足够的可以阅读报刊上各种不同科学观点的词汇量和理解科学读报刊上各种不同科学观点的词汇量和理解科学技术术语的能力,理解科学探究过程的能力,关技术术语的能力,理解科学探究过程的能力,关于科学技术对人类生活和工作所产生的影响的认于科学技术对人类生活和工作所产生的影响的认识能力;识能力;4.4.欧盟国家科学
3、素质调查的领导人欧盟国家科学素质调查的领导人JJ杜兰特杜兰特认为,科学素养由三部分组成:理解基本科学观认为,科学素养由三部分组成:理解基本科学观点、理解科学方法、理解科学研究机构的功能。点、理解科学方法、理解科学研究机构的功能。虽然世界各国学者对科学素养内涵的见解各虽然世界各国学者对科学素养内涵的见解各异,但又不乏相互共同之处。综合学者们的观异,但又不乏相互共同之处。综合学者们的观点,科学素养的内涵主要涉及以下三个部分:点,科学素养的内涵主要涉及以下三个部分:科学术语和科学基本观点;科学的探究过程;科学术语和科学基本观点;科学的探究过程;科学对个人和社会的影响。科学对个人和社会的影响。科学的组
4、成科学的组成科学知识科学知识科学方法科学方法科学思想科学思想科学精神科学精神在科学活动中所在科学活动中所运用的具有系统运用的具有系统性的思想观念性的思想观念长期的科学活动中形长期的科学活动中形成和不断发展的一种成和不断发展的一种体现文化价值体现文化价值的的主观主观精神状态,精神状态,人类对于客观规人类对于客观规律的认识和总结律的认识和总结揭示客观世界奥秘、获得揭示客观世界奥秘、获得新知识和探索真理的工具新知识和探索真理的工具 科学思想对于科科学思想对于科学知识的作用是提学知识的作用是提供一种具有认识论供一种具有认识论意义的总体性理论意义的总体性理论框架;对于科学方框架;对于科学方法的作用是提供
5、有法的作用是提供有方法论意义的大思方法论意义的大思路。路。自然辨证法概论自然辨证法概论刘大樁主编刘大樁主编科学素养的基本内容科学素养的基本内容以科学知识为基础的科学观点以科学知识为基础的科学观点以科学方法为基础的科学活动能力以科学方法为基础的科学活动能力以科学价值观为基础的科学态度以科学价值观为基础的科学态度 一百多年前,中国的先进知识分子曾提出料技救一百多年前,中国的先进知识分子曾提出料技救国的口号,国的口号,3030多年前,中国的政冶家提出料技兴国的多年前,中国的政冶家提出料技兴国的口号。但时至今日,我感到人类面临着的最大危险,口号。但时至今日,我感到人类面临着的最大危险,就是日益先进的科
6、技与日益膨胀的人类贪欲的结合。就是日益先进的科技与日益膨胀的人类贪欲的结合。在人类贪婪欲望的刺激下,科技的发展已经背离了为在人类贪婪欲望的刺激下,科技的发展已经背离了为人的健康需求服务的正常轨道,而且在利润的驱动下人的健康需求服务的正常轨道,而且在利润的驱动下疯狂发展以满足人类的疯狂发展以满足人类的其实是少数富贵的病态需其实是少数富贵的病态需求。求。在这样的时代,我们的文学其实担当着重大责任,在这样的时代,我们的文学其实担当着重大责任,这就是拯救地球拯救人类的责任,这就是拯救地球拯救人类的责任,莫言在东亚文学论坛上的演讲莫言在东亚文学论坛上的演讲 二十世纪物理学家在多层次变化无常而又二十世纪物
7、理学家在多层次变化无常而又丰富多彩的现象中间,去寻求宇宙所表现的真丰富多彩的现象中间,去寻求宇宙所表现的真善美,寻求万物运动内在的统一规律和理解外善美,寻求万物运动内在的统一规律和理解外在显现的多样性,对人类的思维方式和世界观在显现的多样性,对人类的思维方式和世界观的进步做出了多方面的重要贡献。的进步做出了多方面的重要贡献。物理学的发展不断开辟新的先进生产力,物理学的发展不断开辟新的先进生产力,在外是受到社会经济需求的大力牵引。它又是在外是受到社会经济需求的大力牵引。它又是人类先进文化的重要组成部分,在内部一直为人类先进文化的重要组成部分,在内部一直为人类强烈追求对宇宙运动规律的认识所推动。人
8、类强烈追求对宇宙运动规律的认识所推动。这两种动力都不会停止,在本世纪将继续推动这两种动力都不会停止,在本世纪将继续推动物理学向前发展。物理学向前发展。周光召周光召美国启动了一项面向21世纪、致力于科学知识普及的中小学课程改革工程“2061计划”,并相继出版了一系列关于科学教育改革的文献科学教育改革的蓝本、面向全体美国人的科学、科学素养的基准、科学素养的导航图等。美国启动了一项面向21世纪、致力于科学知识普及的中小学课程改革工程“2061计划”,并相继出版了一系列关于科学教育改革的文献科学教育改革的蓝本、面向全体美国人的科学、科学素养的基准、科学素养的导航图等。目目 录录第一章第一章 科学的性质
9、科学的性质第二章第二章 数学的性质数学的性质第三章第三章 技术的性质技术的性质第四章第四章 自然环境自然环境第五章第五章 生存环境生存环境第六章第六章 人类机体人类机体第七章第七章 人类社会人类社会第八章第八章 被改造了的世界被改造了的世界第九章第九章 数学世界数学世界第十章第十章 历史展望历史展望第十一章第十一章 通用概念通用概念第十二章第十二章 思维习惯思维习惯对科学证据进行分析对科学证据进行分析用不同的方法来解释用不同的方法来解释理论修正理论修正科学理论科学理论提出有关他们周围世界的问题,并愿意通过仔细的提出有关他们周围世界的问题,并愿意通过仔细的观察和试验来寻求其中一些问题的答案观察和
10、试验来寻求其中一些问题的答案科学家们对世界上发生的事所做的解释,一部分来科学家们对世界上发生的事所做的解释,一部分来自于他们的观察,一部分来自他们的思考自于他们的观察,一部分来自他们的思考保存纪述观察结果的笔记,并将真实的观察结果同保存纪述观察结果的笔记,并将真实的观察结果同个人的想法和猜测严格区别开,这些想法和猜测是个人的想法和猜测严格区别开,这些想法和猜测是在几周或几个月之后由于对观察结果有所理解而形在几周或几个月之后由于对观察结果有所理解而形成的。成的。科学研究工作通常包括以下内容:搜索相关事例,科学研究工作通常包括以下内容:搜索相关事例,运用逻辑推理和想象提出假设,对所收到的事例进运用
11、逻辑推理和想象提出假设,对所收到的事例进行解释和判断。行解释和判断。尽管假说并不一正确,但如果它们导致富有成果尽管假说并不一正确,但如果它们导致富有成果的调查,它们还是有价值的。的调查,它们还是有价值的。在科学研究中,可以广泛地应用假设来确定需要在科学研究中,可以广泛地应用假设来确定需要重视的的资料和需要寻找的新资料,并引导人们重视的的资料和需要寻找的新资料,并引导人们对资料(包括新的和已有的数据)作出解释。对资料(包括新的和已有的数据)作出解释。在较长的时期内,判断新理论是从以下几个方面进行的:它在较长的时期内,判断新理论是从以下几个方面进行的:它与其他理论相适应的情况;它所解释现象的范围;
12、它对观察与其他理论相适应的情况;它所解释现象的范围;它对观察结果所作解释的可信度;以及它预测新发现的有效程度。结果所作解释的可信度;以及它预测新发现的有效程度。例例.人在放置于光人在放置于光滑地的小车加速行走滑地的小车加速行走(如图如图)的过程中,小的过程中,小车对人车对人 A.做正功做正功 B.做负功做负功 C.不做功不做功v一、关于概念一、关于概念小车对人做正功,使人的动能增加小车对人做正功,使人的动能增加人对小车做正功人对小车做正功(使小车动使小车动能增加能增加),小车对人做负功,小车对人做负功功功功是能量变化的量度功是能量变化的量度 力对物体所做的功,等于力的大小、位移的力对物体所做的
13、功,等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦这三者的乘积大小、力与位移夹角的余弦这三者的乘积。物体的位移物体的位移力作用点的位移力作用点的位移vFSLvFSL(2)(1)FF 例例2.人在小车上加速行走的过程中,人在小车上加速行走的过程中,车子对人车子对人A.做正功做正功 B.做负功做负功 C.不做功不做功vF Ff fV V 例例3.蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目一蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目一个质量为个质量为60kg的运动员,从离水平网面的运动员,从离水平网面3.2m高处自由下落,着网后沿竖直方向蹦回到离水高
14、处自由下落,着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面平网面5.0m高处已知运动员与网接触时间为高处已知运动员与网接触时间为为为1.2s若把在这段时间内网对运动员的作用若把在这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理,求此力的大小力当作恒力处理,求此力的大小二、关于规律二、关于规律六种解法六种解法:1.用牛顿第二定律求解用牛顿第二定律求解(参考答案解法参考答案解法)将运动员看作质量为将运动员看作质量为m的质点,从的质点,从h1高处高处下落,刚接触网时速度的大小下落,刚接触网时速度的大小 弹跳后到达高度为弹跳后到达高度为h2,刚离网时速度大小刚离网时速度大小 速度改变量为速度改变量为以以a表示加速度,表示加
15、速度,表示接触时间,则表示接触时间,则 接触过程中运动员受到向上的弹力接触过程中运动员受到向上的弹力F和向下的和向下的重力重力mg。由牛顿第二定律,由牛顿第二定律,由以上五式解得由以上五式解得代入数据得代入数据得V V1 1V V2 2S=0S=0质点在蹦床上运动模型质点在蹦床上运动模型人人(质点系质点系)在蹦床上的运动模型在蹦床上的运动模型t1t2tS=0S=0质点动能定理质点动能定理质点系动能定理质点系动能定理质点动量定理质点动量定理质点系动量定理质点系动量定理2.用动量定理求解用动量定理求解3.用动能定理求解用动能定理求解4.用功能原理求解用功能原理求解5.用竖直上抛模型求解用竖直上抛模
16、型求解6.全过程应用动量定理全过程应用动量定理关于机械能守恒定律的表述关于机械能守恒定律的表述 “一个物体系,如果只有系统内部的重力一个物体系,如果只有系统内部的重力和弹力做功,其它内力和外力都不做功,那么和弹力做功,其它内力和外力都不做功,那么物体系的动能和势能物体系的动能和势能(重力势能、弹性势能重力势能、弹性势能)可可以互相转化,而总的机械能保持不变这个结以互相转化,而总的机械能保持不变这个结论叫做机械能守恒定律论叫做机械能守恒定律”高中物理试用本高中物理试用本上册上册 “在只有重力做功的情形下,物体的动能和在只有重力做功的情形下,物体的动能和重力势能发生相互转化,但机械能的总量保持重力
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