高中物理教师备课资料卡-物理学与人类社会.doc

高中物理教师备课资料卡 物理学与人类社会
（沪科K）对任何人来说，不关心科学就是甘受奴役。
——右朗诺夫靳基
【导语引入】
（沪科K）物理学的理论成果，为技本创新打下了基础，从而催生了琳琅满目的高新技术成裹。而技术的进步，也时时为轴理学提供着先进的设备和手段，促进了物理学的发展。
在人类文明的进程中，物理学有力地推动着科学技术的发展和社会的进步，深刻地影响着人们的思想观念和生活方式。

【知识点讲解】
（沪科J）本节分三个自然段，分别介绍了物理学与技术发展、物理学对人类的思想观念以及物理学与艺术的关系。由于理解这三段内容的思维要求不同，教学中也应采用不同的方法。
（沪科K）物理与技术——交相辉映
（沪科K）人类迈过刀耕火种时代，发明了简单机械，有效地提高了劳动效率。
（沪科K）经典力学的建立、蒸汽机的发明促进了热力学的发展，奠定了第一次工业革命的基础，人类进入了蒸汽时代，实现了从手工业生产向大规模机器生产的转化。电磁现象的深入探究，导致了以电力应用为标志的第二次工业革命。20世纪以来现代物理学的惊人成果，更以雷霆万钧之势推动着社会经济向前发展，使世界发生着日新月异的变化。
（沪科K）古代中国四大发明中的“司南”，传人西方后演变成导航的罗盘，意义深远的大航海时代就此开始。物理世界中的磋现象，不但写就了人类文明中如此重要的篇章，而且随着物理学中磁学研究的持续深入，不断地造福于人类的生活。当我们将远古的司南．跟当今的核磁共振仪、计算机磁盘、信用卡、磁悬浮列车等放在一起时，怎不让人惊叹物理学与技术结合的伟大与神奇!
（沪科K）从1609年伽利略的第一台天文望远镜到如今的哈勃太空望远镜，从1590年的第一台显微镜到现代的扫描隧道显徽镜 (STM)，为人类探索广袤宇宙的奥秘和微观粒子的机理提供了强有力的武器。
（沪科K）人类不但已经实现了在天空中像鸟儿一样自由翱翔的梦想，而且令人惊奇地让一个个航天器冲天而起，按照事先计算好的轨道在太空中遨游人类登上火星等遥远行星已指日可待。然而导致这种惊奇的最基本原理却同样地令人惊奇——那就是物理学关于运动和力的研究。
（沪科K）现代社会中，从日常生活中的CD、VCD、DVD、MP3，到生产、科研中的核电站、粒子高能加速器、智能机器人等，哪一样不是物理学带给人类的丰硕成果?雷达为什么能探测到千里之遥的目标?隐形飞机真的能隐“形”吗?数百千米高空中的遥感卫星为什么能裸知地球各处的隐秘?人们在地球上为什么能指挥1亿多千米以外在火星上的机器人?……所有这些，都可在物理学中找到答案。
（沪科K）科学是一种强有力的工具，怎样用它，究竟是给人带来幸福还是灾难，全取决于人自己，而不取决于工具。
——爱因斯坦
（沪科K）现在，请你思考一下：
1．你能不能列举现代社会生活中的一些事实，说明物理学与技术、技术与社会的互动关系?
2．物理学推动了技术的发展，但技术发展的影响总是正面的吗?请列举事实说明你的观点。
（沪科J）物理学与技术的关系，内容较为显性，学生经过初中的学习以及平时从电视、报刊和网上能获得许多信息，不少学生能对现代科技成就作绘声绘色的描述，甚至还有着一些“畅想”。教学中可充分发挥学生的主动性，通 过学生的讨论交流，认识物理学与技术、技术与社会的互动关系。

（沪科K）物理学——人类文明的思想宝库
（沪科K）古往今来，物理学的贡献不仅仅在于加深了人类对物质世界规律性的认识，也不仅仅在于用物理学激发了技术的创新，而且在于物理学的观念丰富了人类的思想宝库。物理学的每一个进步，往往会对人类思想观念产生深远的影响。
物理学中最基本的观念是“世界是由物质组成的，物质是不断运动变化着的，物质运动变化是有规律的，规律是可被人们认识的”。这也正是自古以来许多哲学家所持有的朴素唯物主义思想的渊源。
（沪科K）当伽利略等人抛弃古希腊哲学家们千余年来崇尚清谈的遗风，开创了实验物理的先河之后，“实践是检验真理的标准”最先在物理学中成为共识。
（沪科K） 物理学的牛顿时代带来了社会文化的深刻变革：人们越来越相信，整个宇宙都遵循着统一的规律。于是，一次物理学的革命也同时带来了文化观念的革命，机械决定论的思想在很长的时间里统治着社会观念的主流。在牛顿的《自然哲学的数学原理》发表60年以后的1748年，法国哲学家拉美特利大声宣称：“人是机器!”这种观念，促使人们不断探索人这架“机器”的运作和结构，带来了医学和生理学的发展。
（沪科K） 随着物理学的发展，机械决定论的思想不再被认为是放诸四海面皆准的惟一真理。“统计”、“概率”开始在物理学领域中登堂入室。时至今日，我们已经相当习惯于使用“可能性”而非“必然性”对事物的进程进行描述，尤其在一些影响因素十分复杂的情景下。例如，面对汇总的市场信息，管理人员做决策时，往往会用概率的估计来代替原先非此即彼的结论。
在现代社会中，物理学中关于模型理论的思想，已广泛地渗透到自然科学、社会科学和哲学的各个领域。例如，在社会学、经济学、市场管理学中，已运用物理学中的模型理论成功地对环境、市场等社会和经济问题进行量化研究和测控。物理学中“熵”的概念，已不仅仅是用来描述物理过程的变化规律，而且广泛应用于社会生活的多个领域，并激发了现代社会的共同呼声——追求人类社会的可持续发展。
科学的发展，尤其是物理学的发展，使人们悟出了“人和自然”必须“和谐共处”。科学技术是一把“双刃剑”。核能既为人类提供了巨大的能源，也使人类受到毁灭性的核威胁。全球变暖、环境污染、物种灭绝……面对这些危害人类生存的全球性问题，物理学比过去任何时候都更加急切地呼唤着全社会关注科学的价值观和责任感。因为在科学的丰碑上，镌刻着两个闪光的大字——“良知”!
（沪科J）物理学观念对人类思想的影响，内容较为隐性，有一些概念较为艰深，可采用以教师讲解为主的方法，并且可侧重于对唯物主义基本观点的介绍和对科学技术是一把“双刃剑”的认识。

（沪科K）物理与艺术——智慧与情感的结晶

（沪科K）著名物理学家李政道说过：“科学和艺术源于人类活动最崇高的部分．都追求着深刻性、普遍性、永恒和富有意义。”对科学的理解智慧，随后的感受升华，与情感又是分不开的。”
（沪科K）自然界的对称美，曾使无数人为之赞叹不已。艺术常常以对称作为它表现美的形式；而在整个物理学领域中，同样充满着对称的现象、对称的规律和对称的结构。
（沪科K）法拉第受到奥斯特实验的启发后提出，既然“电能产生磁”，那么“磁能否产生电”呢?通过艰苦的实验，他终于发现了电磁感应规律；麦克斯韦用一组被誉为诗一般优美的对称方程组概括了电磁场理论；电子是带负电的，狄拉克却预言了正电子的存在……

（沪科K）对称的破缺和杨振宁、李政道提出的宇称不守恒，使人们感受到另一种理性的美。正如我国古代的太极图“白中有黑，黑中有白”，对称中蕴藏着不对称，让人引发无穷的遐想。
（沪科K）每一座大型音乐厅和影剧院，都要经过物理学模型的仔细验证，才能达到最佳的艺术与音响效果。每一款最新的轿车，也必须按照物理学的原理对它的外观与造型等进行设计。可以这么说，大至摩天大楼，小至微型电子产品，无一不是物理原理、工程技术和艺术灵感的巧妙结合。
（沪科K）当物理学第一次揭开了物质与能量的秘密时，公式E=mc2就激发了无数的艺术灵感，引发了文学作品对未来的无穷遐想。
当物理学刚刚揭示激光的独特性质时，电影《星球大战》就已经把它作为科学幻想中的武器。
当物理学开始讨论时间的本质时，艺术家们就迫不及待地写下时间旅行的故事。
（沪科K）19世纪法国的文学家福楼拜说过：“艺术越来越科学化，科学越来越艺术化。两者在山麓分开，有朝一日，将会在山顶重逢。”科学和艺术都为着同样的目标——使人类更好地实现自身的价值——而并肩前进!

（沪科K）著名画家吴作人先生为“二维强维关联电子系统”国际学术会议所作的主题画
（沪科K）著名物理学家玻尔被封爵后，他选太极图为盾形纹章图案，并在图案下铭文“对立即互补”
（沪科K）请阅读下面的资料，并说说你的看法。
中国高等科学技术中心每年在举办重大国际学术研讨会时有一个惯例：邀请著名画家按照会议的主题作画。每次作画都由著名物理学家李政道根据科学主题提出一个初步的艺术构想，并分别约请艺术大师与物理学家磋商以沟通科学与艺术的创意，再邀请画家泼墨挥毫。此举受到了国内外科学界的普遍赞扬。
（沪科K）科学家邀请画家作画，纯粹是出于个人的艺术爱好吗?你对这项活动是怎样评价的
（沪科K）如果你想了解这项活动的进一步情况，可参考大型画册《科学与艺术》(上海科学技术出版社2000年出版)。
该书汇集了近20年来各次国际学术研讨会上所作的主题画。
（沪科J）关于科学与艺术，由于内涵较为深刻，可侧重于通过一些具体事物，使学生领悟物理与技术、艺术的互相渗透和巧妙结合。
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