走进奇妙的物理世界
本讲是靠着苏科版八年级上册物理教材的“引言”部分来开展的, 教材一开头是从自然、历史以及现代科技着手的, 引领学生去认识“这全部都和物理学存在关联”, 且把关乎本讲的内容划分成了“奇妙的物理现象、物理学跟科技强国、体验科学探究”这三个部分。
一、上课之前的导入环节: 当下今天, 我们鉴于何种因由而去学习物理这门学科呢? 时间范围设定为: 从起始的零分钟直至第十分钟。
同学们, 你们好呀, 热烈欢迎来到赵老师所开设的小课堂。自今日起始, 我们从而正式开启八年级物理学习进程了。
在上课之前，老师想先问大家几个问题。
每天早晨，太阳为什么会从东方升起？
夜晚抬头看月亮，为什么有时候是圆的，有时候是弯的？
夏天的天空为什么会出现彩虹？
冬天屋檐下为什么会挂冰凌？
我们坐高铁为什么能跑得那么快？
手机为什么可以把声音、文字、图片传到很远的地方？
中国空间站为什么能够在太空中长期运行？
这些问题, 看上去显得极为分散, 其中一部分属于自然现象范畴, 一部分归为生活经验类别, 还有一部分源自现代科技领域。然而, 它们背后都存在着一个共同称谓 —— 物理。
教材开端存在有几句话是极具趣味的: 去瞧那自然, 太阳有着从东边升起往西边落下的现象, 月亮存有阴晴圆缺的变化；回忆过往历史, 蒸汽机的被发明象征着工业化时代的迎面到来, 电力的运用促使人类社会踏入到一个全新纪元里头；观当下现今的状况, “到高空中去采摘月亮”“去海底里捕获鳖”皆是通通不曾再仅仅单纯地只是梦想了。最后一句话把主题给明确指出来了: 这整个的一切都是存在和物理学有着关联的。
因此, 当下这堂课并非要求大家即刻背诵公式, 也不是从一开始就去做难题。该讲首要的任务是三个词汇:
看见，提问，探究。
我们需学会于身边现象里看见物理, 自看见现象起始提出问题, 接着运用观察、实验以及证据去寻觅答案。
今天这节课的题目是：
走进奇妙的物理世界。
二、本讲学习目标 时间：10—15分钟
这节课结束以后，老师希望大家能够做到三件事。
首先, 能够讲出: 物理学并非是那种遥不可及的知识, 它实实在在地存在于自然现象以及日常生活当中。举例来说, 有彩虹, 有云雾, 有冰雪, 有声音，有影子, 有高铁, 有手机, 还有空间站, 这些均能够从物理方面去予以认识。
第二, 能够试着把物理问题给提出来, 并非单纯地讲“这个挺好神奇的”, 而是能够作进一步地询问: “为什么它会变成眼前这般模样? ”“究竟是哪一些因素会对于它产生影响? ”“凭借怎样的方式才可以把我的想法给验证出来? ”。
第三，能够初步理解科学探究的基本思路：
问题—证据—解释—交流。
这四个词，将会贯穿我们今后整个物理学习过程。
三、第一部分, 从自然之现象当中, 去发现物理方面的问题, 时间是15至35分钟。
同学们，我们先看几组自然现象。
第一组，是天空。
时而天空呈现出阳光灿烂的明媚状态, 时而傍晚又展现出霞光满布的恢弘景象, 时而雨后会涌现出七组各色组成的彩虹样景观。教材之中它同样提出来了这般的问题: 阳光所照耀之下的天空, 为何一会儿是阳光特别明亮的样子, 一会儿拥有霞光极为绚烂强盛的模样, 而另一些时候还将会产生七色彩虹的现象呢?
大家伙儿来思索思索, 为啥彩虹老是在雨后现身, 或者在喷泉周边出现? 为啥彩虹有着不一样的颜色? 为啥我们所见到的彩虹一般是弯的?
这里面牵涉光的传播, 牵涉光的反射, 牵涉光的折射, 牵涉光的色散 , 尽管这些知识我们往后会于第二章、第三章进行系统的学习 , 然而现在我们首先知悉: 一个美妙的自然现象 , 背后常常隐匿着物理规律。
第二组，是水。
云彩、雨水、露珠、雾气、霜花、雪花、冰块, 自然界里的水为何会呈现出这些各异的形态呢? 教材把与此相关的这个问题当作开篇部分的内容, 引领我们借助身边的现象开启物态变化方面知识的学习。
同学们请想一想：
水为什么有时是液体，有时变成冰？
为什么早晨草叶上会有露珠？
为什么冬天窗户上会有霜？
为什么烧开水时会看到白气？
这些问题在未来的时间里, 将会进入名为第四章的“物态变化”这一章节之中的后续对应部分。在那个特定的时刻到来之前, 当前我们要做的是, 先不着急去背诵那些相关概念。而是首先要记住这样的一句话:
物理学习不是从概念开始，而是从真实现象开始。
第三组，是星空。
天色渐暗, 我们抬头望向那点点闪烁、格外明亮的星空, 会情不自禁去思考, 地球之外之地究竟是以怎样全新的容貌展示于人前的样子? 书本里面讲述此的文字图片让那些学生开始对宇宙不停地抛出连续不断有关疑惑。
究星空, 人类缘何要为之? 因星空中存在着运动, 存在着光, 存在着引力, 存在着能量。卫星导航与物理紧密相联, 天气预报和物理密切相关着, 通信技术是与物理紧紧关联, 空间站建设它和物理有着密切关联。
因此, 同学们, 物理并非是一本没有丝毫温度的书, 而它实际上是一副眼镜。当把这副眼镜戴上之后, 我们再次去看这个世界, 就会发觉:
彩虹不是单纯的颜色，
云雾不是单纯的水汽，
星空不是单纯的夜景，
高铁不是单纯的交通工具，
手机不是单纯的娱乐设备。
它们背后都有规律。
四、课堂互动其一, 将“看见”转换成“问题”, 时间范围是35分钟至45分钟。
现在老师给大家一个小任务。
请你们把下面这些现象改写成问题：
现象一：雨后天空出现彩虹。 可以改成什么问题？
学生可能回答：
“为什么会出现彩虹？”
“彩虹为什么有七种颜色？”
“为什么彩虹是弯的？”
很出色。我们发觉了, 同一类现象能够给出多个疑问。疑问愈是具体的话, 愈是易于探究。
现象二：冬天屋檐下有冰挂。 可以改成什么问题？
学生可能回答：
“水为什么会变成冰？”
“冰挂为什么是从上往下长？”
“为什么有的地方结冰，有的地方不结冰？”
很好。这里就出现了温度、物态变化、环境条件等因素。
现象三：仰望星空，会看到很多星星。 可以改成什么问题？
学生可能回答：
“星星为什么会发光？”
“为什么有的星星亮，有的星星暗？”
“星星离我们有多远？”
非常好。大家已经开始像物理学习者一样思考了。
老师要强调一句话：
良好良好的物理学习, 并非是等老师告知你答案, 而是自己首先能够提出一个值得去做研究的问题, , 。
教材有提及, 探索世界奥秘起始于提出问题, 提出问题又离不开观察以及实验的支撑。于观察和实验里, 我们能够发觉诸多意料之外饶有趣味的现象。
五、第二部分：观察有趣的实验现象 时间：45—65分钟
下面我们进入第一个实验活动。
活动一：摩擦高脚杯杯口
老师拿出了一个高脚杯, 高脚杯里面先放了少量水, 之后手指蘸了水, 手指沿着杯口慢慢摩擦。
同学们听一听234范文网，有没有声音？
要是能听到声音, 那就请各位留意一下声音所具备的特点, 它会不会是尖的? 是低的可能性大吗? 是不是那种连续不断的? 会不会是断断续续的?
接下来，老师向杯中加一些水，再次摩擦杯口。请大家比较：
声音有没有变化？
变高了还是变低了？
声音大小有没有变化？
教材里头的活动0.1, 同样要求学生, 将手指蘸上一些水, 之后沿着高脚杯的杯口去摩擦, 并且要观察, 往杯中加入水以后, 声音会出现什么样不同的情况。
这个实验, 我们今天不会深入去讲声音的原理, 因为下一讲名为“声音是什么”会专门进行学习。不过, 大家能够先去形成一个猜想:
发出的声响或许跟物体的震动存在关联, 杯子里头水量出现变化, 这有可能会影响杯子震动采用的方式, 故而声音相应地也会产生变化。
请大家记住，今天我们不急着下结论，我们更重视过程：
观察到了什么？
你提出了什么问题？
你有什么猜想？
你准备怎么验证？
活动二：回形针能悬在空中吗？
接下来做第二个小实验。
老师这儿有一块条形磁体, 另外还有一个铁质回形针。我们使磁体朝着回形针靠近, 大家都瞧见了, 回形针被吸引起来了。
现在老师在磁体和回形针之间分别放入不同材料：
玻璃板、教科书、铁板、铝板、塑料板。
请同学们观察：
每一次回形针都能悬在空中吗？
不同材料放进去以后，现象有没有变化？
教材活动0.1里也有这个实验的安排, 把玻璃板放置了, 将教科书放置了, 把铁板放置了, 把铝板放置了, 把塑料板放置了, 分别放在条形磁体与铁质回形针之间, 瞅瞅回形针是不是每次都能悬在空中。
这个实验非常适合训练大家提出问题。比如：
磁体为什么能吸引回形针？
磁体的作用能不能隔着物体发生？
不同材料会不会影响磁体的作用？
为什么有的材料影响明显，有的材料影响不明显？
在电与磁相关学习后续进程里, 这些问题将会持续出现。于今日我们首次感受一点: 物理实验常常并非旨在即刻获取标准答案, 而是意在促使我们发觉更为优质的问题。
六、在第三部分, 也就是问题池这里, 要将“好玩”转化成“可探究”, 时间跨度是65分钟至75分钟。
诸位同学, 适才咱们开展了两项小型实验。众多同学会这般认为: “蛮有趣味。”然而于物理课程当中, 仅仅言及有趣味是不充分的。我们需进一步予以询问:
它为什么好玩？它背后有什么规律？我能不能设计实验验证？
现在我们来建立一个“问题池”。
教材之中还给出了好些实践活动, 像是用金属框架去拉出个头很大的肥皂泡, 留意肥皂泡形成的过程、形状以及颜色之变化。把生鸡蛋放到清水中, 而后逐步朝着水里添加食盐。把彩虹糖挨着圆形容器的内壁去排放, 接着从中央注入少许清水, 观察所发生的现象。
我们一个一个来看。
现象一：肥皂泡为什么有彩色？
你们小时候或许吹过泡泡, 肥皂泡于阳光下会呈现出由多种颜色构成的条纹, 那我们能够提出什么样的问题呢?
为什么肥皂泡有颜色？
为什么颜色会变化？
为什么肥皂泡通常是球形？
为什么大的肥皂泡容易破？
当中这些问题, 存在一部分是关联到光的, 存在一部分是关联到液体表面的, 存在一部分是关联到力的。在一个肥皂泡里面呢, 实际上蕴含着许多的物理。
现象二：鸡蛋为什么会在盐水中浮起来？
把一个生鸡蛋放置与清水里时, 常规状况之下常会出现下沉的情况。然而要是朝着水里添加盐, 并且进行搅拌之后, 鸡蛋就存在着有可能渐渐上浮飘起的情形。
我们能提出什么问题？
盐水浓度会不会影响鸡蛋浮沉？
为什么加盐以后水的“托举能力”增强了？
鸡蛋浮起来和鸡蛋大小有没有关系？
同样的方法能不能让土豆块、橡皮泥浮起来？
这些问题以后和浮力有关。今天我们只要学会：从现象提出问题。
现象三：彩虹糖为什么会形成彩色图案？
把彩虹糖环绕着摆成一圈, 朝着中间倒入水, 等过一会儿就会瞧见颜色朝着中间散开, 进而形成好看的图案。
可以提出哪些问题？
颜色为什么会向中间扩散？
不同颜色扩散速度一样吗？
水温会不会影响扩散速度？
糖的数量会不会影响图案？
这就从“好看”变成了“可研究”。
老师要提醒大家： 一个好问题通常有三个特点。
第一，它来自真实现象。
第二，它比较具体。
第三，它可以通过观察或实验寻找证据。
例如, “彩虹为什么好看”, 这并非是一个特别适宜于物理实验的问题, 原因在于, “好看”这种表述相对较为主观。
但“彩虹为什么有不同颜色”就是物理问题。
“鸡蛋为什么神奇”不够具体。
但“盐水浓度是否影响鸡蛋浮沉”就很适合探究。
七、第四部分：物理学与日常生活 时间：75—90分钟
各位同学, 适才咱们是从自然现象以及小实验进而步入了物理领域。此刻咱们转换至另一个视角, 即物理到底具备何种作用呢?
教材陈述, 物理学属于自然科学范畴, 是其中一门基础学科, 它跟日常生活以及社会发展紧密连系, 关系密切。
劳烦每个人都去思索一番, 自清晨起身直至夜晚入眠, 你所触碰过的, 是哪些与物理存在关联的事物呢?
早晨，闹钟响了，这是声音。
打开灯，这是电和光。
刷牙用水，这是流体和压强。
坐公交、地铁或汽车上学，这是运动和力。
教室里的空调调节温度，这是热学。
用手机、电脑、网络，这是电磁技术和信息技术。
体育课跑步、跳远、投篮，也离不开运动和力。
很多例子被教材列举了出来, 电灯使得黑暗之夜晚拥有了明亮, 空调让人们于夏日之感清凉被享受起来而冬天享受到是温暖, 高速列车致使人们“跑”得更为快速, 手机、计算机将通信、购物、娱乐等生活方式改变了, 互联网也是如此。
所以, 物理并非仅仅存在于实验室之中, 也并非仅仅存在于考试卷之上。它实实在在地存在于我们的生活方式里面。
老师想请大家记住一句话：
物理学理论为技术发明提供原理依据，技术发明又改变人类生活。
比如，没有对电的认识，就不会有现代照明和电子设备。
没有对热的认识，就不会有空调、冰箱和发动机。
没有对运动和力的认识，就不会有高铁、飞机和航天器。
没有对光的认识，就不会有眼镜、相机、显微镜、光纤通信。
物理学不是离生活很远，它恰恰是现代生活的底层支撑。
八、第五部分：物理学与科技强国 时间：90—100分钟
同学们，物理不仅改变个人生活，也支撑国家发展。
在教材之中有所说到, 当今之时的中国, 于现代农业领域、能源范畴、航天板块等诸多方面均有着为数众多的物理学以及工程技术的运用实例。就像农业机械, 有着北斗卫星导航系统予以指引的无人机, 还有现代电网, 水电、风电、光电、核电这些能源形式, 另外还有中国空间站、“嫦娥”系列月球探测器、“天问一号”火星探测器等等。
我们来看几个例子。
例子一：高铁
致使高铁能够快速行驶的缘由是什么呢? 并非仅是发动机具备较大的功率, 还关联到空气所形成的阻力、轨道的设计状况、材料本身的强度、制动运作的系统、电力的供应情形、信号的控制环节。高铁的背后是一套完整的物理以及工程系统！
例子二：风力发电
风使叶片受到吹动力量, 叶片的转动进而带动发电机进行发电, 这里存在从空气的运动, 到机械的转动, 再到电磁感应, 最后实现能量转化, 表面看上去是一座风车, 但其背后实际上是能量科学。
例子三：中国空间站
空间站为什么能绕地球运行？
航天器如何发射？
太阳能电池板如何供电？
宇航员怎样在微重力环境中工作？
这些问题背后都有物理。
教材之中尚讲述了钱学森、郭永怀、邓稼先等诸位科学家的事迹, 着重突出他们爱国奉献、求真创新的精神风貌。钱学森在1955年返回国内之后投身于火箭、导弹的研究开发工作, 为中国航天事业给予了卓越贡献；郭永怀、邓稼先等科学家同样有为国家重大工程奉献自身青春乃至生命的经历。
同学们, 学习物理并非仅仅是为了那分数。往更深的层面来讲, 那是为了培育我们去认识世界的能力, 以便能够解决问题, 进而具备服务社会的能力。
会有那么一部分人, 在未来的时候将会成为工程师, 还有一部分人会成为医生, 另外一些人将会钻研人工智能, 又有一些人会投身于材料科学领域, 更有一些人会奉献于航天、能源、交通、通信这些范畴。不管最终是迈进哪一个方向, 物理都肯定会给予你一种关键且至关重要的能力:
用证据说话，用规律思考，用方法解决问题。
九、第六部分：体验科学探究 时间：100—112分钟
现在我们进入今天最重要的思想：科学探究。
于教材之中表明，自然界存有无限奥秘, 科学家恰似侦探的模样, 凭借从事科学探究来寻觅证据, 借此揭示真相, 终而获取科学结论。
注意这个比喻：科学家像侦探。
不能仅凭借想象来实现侦探破案, 而是需要去寻觅证据, 科学家在研究问题之时, , 杜绝只是靠着去进行猜想行事, 而是务必要去寻得证据。
我们来瞧一瞧教材里头的例子, 人于路灯之下行走, 地面之上影子的长度会产生改变。这样影子长度的变化跟哪些因素存在关联呢? 有人进行猜测, 或许跟人和路灯的距离有关系, 还有部分人猜测, 也许跟灯光照射的角度有关系。
这就是科学探究的第一步： 提出问题和猜想。
问题是：影子长度与哪些因素有关？
猜想一：可能与人和路灯的距离有关。
猜想二：可能与灯光照射角度有关。
接下来怎么办？不能只争论“我觉得是这样”。要设计实验。
教材里给出的实验办法是这样子的哈: 把手电筒跟墙壁维持一定间距, 将橡皮擦放置于手电筒前方的不同地方, 去观察影子的变化情况并且检测影子长度；之后变更手电筒和墙壁的距离, 再次开展实验；还能够让橡皮擦与墙壁的距离保持恒定, 变换灯光的照射角度, 进而仔细观察影子的变化哟。
这就是第二步： 收集证据。
在物理学习中，证据往往来自实验观察和测量数据。
比如影子长了还是短了？
长度是多少厘米？
改变了哪个条件？
其他条件有没有保持不变？
然后进入第三步： 作出解释。
实验显示得出来, 影子的长度, 是跟物体到光源之地的距离存在关联的, 同时, 还是跟物体到影子生成落点的距离有着关系的；当灯光所照射的角度发生改变之际, 影子的落点以及长度, 都是会产生变化的。人在路灯之下行走的时候, 要是靠近路灯, 彼时影子是比较短的 , 要是远离路灯开来, 影子则是比较长的。
最后还有第四步： 交流反思。
于交流之际, 同学兴许会持续抛出新问题, 影子的边缘缘何其比较模糊呢, 影子的大小是不是跟光源大小存在关联哩, 而这些新问题又会致使更进一步的探究, 教材归纳称, 科学探究主要涵盖问题、证据、解释、交流等要素。
所以今天我们要把这四个词写进笔记本：
问题：我想研究什么？
证据：我用什么事实支持？
解释：这些证据说明了什么？
交流：我的结论是否可靠，还能提出什么新问题？
十、于课堂之上发起挑战, 所涉内容为装满水的杯子里头究竟还能够放置多少数量的回形针, 而给定的时间范围是112分钟至118分钟。
下面做一个小挑战。
老师预备一个透明的玻璃杯, 朝着那杯中添加水, 直到看上去已然没办法再添为止, 此刻老师发问:
如果把一枚回形针轻轻放入水中，水会马上溢出来吗？
请同学们先猜一猜。
有人可能说：会，因为杯子已经满了。
有人可能说：不会，因为水面可能还能鼓起来一点。
这两种回答都很好。关键是：我们要用实验验证。
取一只是透明的玻璃杯呐, 或者是塑料杯, 往这个杯子里头加水, 一直加到没办法再添加为止, 然后猜测一下放入一枚回形针此后水会不会溢出, 接着继续放进回形针, 数一数一直到水开始溢出的时候总共放入了多少枚。
老师现在一枚一枚轻轻放入回形针。大家观察水面。
注意，不要把回形针扔进去，要轻轻放。
记录：放到第几枚时，水还没有溢出？
放到第几枚时，水开始溢出？
做完以后，老师问：
为何水已然满了, 却还能够继续放入回形针? 最多能够放入多少枚, 这说不定与哪些因素存在关联?
可能有关的因素有：
杯口大小；
水面原来是否真正装满；
回形针大小；
回形针放入方式；
水是否干净；
杯子形状；
操作是否轻柔。
我们今天并非一定要把表面张力完全解释清楚, 不过能够先晓得, 这个实验向我们表明, 生活里一种极为简单的现象, 也能够转化为科学探究。
教材在最后, 引导着学生进行思考, 提出这样的问题: “活动0.3”放置回形针时候, 所涉及的最大数量, 究竟会和哪些因素之间存在关联呢? 并且要求学生设计相应实验, 用以验证自身作出的猜想。
十一、本讲总结 时间：118—120分钟
同学们，今天我们完成了第一讲。
这节课不存在复杂公式, 这节课不包含大量计算, 然而这节课万分重要, 这是由于这节课关乎我们开启物理学习的方式。
今天我们学到了三件事。
其一, 物理源于自然以及生活, 彩虹、晚霞、云雾、冰挂、星空、声音、影子、磁体、肥皂泡、鸡蛋沉浮、彩虹糖扩散, 均能够作为物理学习的起始点。
其次, 科技以及国家的发展是由物理提供支撑的。电灯泡、空调设备、高速列车、移动电话、互联网技术、风力用来发电、无人驾驶飞机、太空站、月球探测工程, 这些都和物理有着紧密关联。把物理学好, 不单单是出于考试考量, 更是为了能够理解当下的世界。
第三, 对于物理学习而言, 科学探究必须予以重视。我们需要学会, 将问题从现象当中提取提出, 凭借实验去收集相关证据, 依据所收集的证据来作出全面解释, 接着通过交流反思, 从而对自身的认识予以完善。
教材末尾讲, 科学探究乃是科学家钻研问题的主导路径, 与此同时, 还是我们研习物理、应对日常里问题的关键方式。借助这一科学探究, 我们能够经历知识成型的进程, 学习科学的方法, 拓展科学思维, 提升探究能力, , 领略科学极具的神奇与美妙。
请大家记住今天最后一句话：
物理不是从背答案开始的物理大师初中物理发电机物理大师初中物理发电机，而是从发现问题开始的。
往后的下一讲当中, 我们会步入第一章“声现象”, 去研习一种每天都在陪伴着我们的现象。
声音是什么？
十二、课后任务 必做任务：我的物理问题卡
请每位同学完成一张“我的物理问题卡”，内容包括：
我观察到的一个现象；
我提出的一个物理问题；
我的一个猜想；
我准备怎样验证这个猜想。
例如：
现象：纸飞机有的飞得远，有的飞得近。
问题：纸飞机飞行距离与纸飞机形状有关吗？
猜想：机翼较平整的纸飞机可能飞得更远。
验证的办法如下, 取同样大小的纸张, 折成不一样形状的纸飞机, 所处地点保持同一, 然后以相同力度来投掷, 最后测量其飞行的距离。
选做任务
任选一个小实验完成观察记录：
盐水浮鸡蛋；
彩虹糖扩散；
纸飞机飞行距离比较；
肥皂泡颜色观察；
装满水的杯子放回形针。
记录时不要只写“成功了”或“很好玩”，要写清楚：
我看到了什么；
我提出了什么问题；
我猜想原因是什么；
我还想继续研究什么。