内容正文:
行星的运动
教学目标:
通过对托勒密、哥白尼、第谷、开普勒等科学家关于行星运动规律研究的介绍,领略到前辈科学家们对自然奥秘不屈不挠探索的精神和对待科学研究一丝不苟的态度,感悟到科学的结论总是在顽强曲折的科学实践中悄悄地来临。
潜移默化地对学生进行科学文化教育、人文教育,在物理教学中渗透德育教育。
教学过程:
1.让学生谈谈对天体运动的认识
我们生活在地球上,天上有日月星辰,你能说说它们的运动情况吗?(回顾地理课所学)
什么是恒星、行星、卫星?
简介太阳系:
离太阳最近的行星是水星(北方,Mercurial,罗马神话—信息使者墨丘利),向外依次是金星(西方,Venus,美神维纳斯)、地球(Earth,地神该亚)、火星(南方,Mars,战神玛尔斯)、木星(东方,Jupiter,众神之王朱庇特)、土星(中央,Saturn,农神萨木土恩)、天王星(Uranus,天神乌拉诺斯)、海王星(Neptune,海神涅普顿)和冥王星(Pluto,冥王普鲁托)。它们当中,肉眼能看到的只有五颗,对这五颗星,各国命名不同,我国古代有五行学说,因此便用金、木、水、火、土这五行来分别把它们命名为金星、木星、水星、火星和土星。
2.教师介绍天体运动学史
(1)托勒密的地心说(2世纪,我国的东汉时期)
托勒密(约90~168)古希腊天文学家,他总结了希腊古天文学的成就,他利用希腊天文学家们的大量观测与研究成果,把各种解释天体运动的地心学说给以系统化的论证,因而后世常称为托勒密地心体系。
结合图片介绍托勒密的地心说。(为了与观测结果更好地符合,每个行星需要不止一个本轮,总数达80多个“轮上轮”。地心说对当时能够观测到的天文现象基本都能做出解释(如:行星的逆行)。
(2)哥白尼的日心说(16世纪,我国的明代)
哥白尼(1473~1543),波兰天文学家,日心说的创立者,近代天文学的奠基人。“哥白尼”名字的原意表示“谦卑”,反映了他的性格。受文艺复兴运动(1453年)影响,哥白尼对天文、数学发生极大兴趣,学习越深入,发现托勒密体系存在的问题越多。
大学教授们所讲的托勒密地心体系,虽然建筑在人们的感官证据之上,又合乎《圣经》的古训,但哥白尼说:“人们总习惯于把自己看作是世界的中心,这是一种偏见”。
他进行了三十年的潜心研究,在1502年~1514年间他就写了一个关于日心假说的拉丁文提纲.为了对付各种非难和困难,他谨慎地经过三次大修改(1512~1516,1525,1540),直到1543年临终前他才看到《天体运行论》的清样。
结合图片介绍哥白尼的日心说。
在教师介绍完两种学说后,让学生比较这两种学说:
(1)两种学说的相同点(采用的都是“完美的”匀速圆周运动模型——人们长期以来视为真理的观念)
(2)两种学说的不同点:
参照系不同,后者更简洁(科学家的追求)。
(3)哥白尼的日心说在科学发展史上的重大意义:
托勒密的地心体系学说,以地球为中心的思想符合基督教义的要求,后来被教会所利用,成为神学的理论支柱,在天文学上统治约1300多年。其实,托勒密本人声称他的体系并不具有物理的真实性,而只是一个计算天体位置的数学方案。至于教会维护和利用地心说,那是在托勒密死后一千多年的事了。
从地心说到日心说,看似只是参考系的改变,其实哥白尼开创了人类在宇宙观上的根本变革,揭开了近代自然科学革命的序幕。
让学生讲讲科学家宣传和捍卫日心说的故事:
布鲁诺——宇宙中心的转变,暗示了宇宙可能根本没有中心。意大利学者布鲁诺将它公开说了出来,为此,被宗教裁判所烧死在罗马的鲜花广场,为科学付出了生命的代价。
伽利略——在1609年发明望远镜,观察天象,根据他的观察成果有力地驳斥地心说,宣传了日心说。教皇下禁令,禁止他以口头或文字的形式传授或宣传日心说。以后伽利略表面上在禁令下生活,实际上写出了《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》一书来为哥白尼辩护,该书出版后,伽利略就遭到严刑下的审讯,伽利略被迫在悔过书上签字,随后被终身软禁.在软禁期间他又写了《关于两门新科学的对话与数学证明对话集》一书。伽利略1642年1月8日病逝.终年78岁。科学的发展早已证实了伽利略的伟大和教会的谬误,1979年梵帝冈教皇保罗二世宣布对这一历史判决平反,只是平反来得过迟了。
让学生谈谈从这两位科学家身上折射出了哪些可贵的精神(追求真理,实事求是,不畏强权)。
(3)第谷:天才观测家(1546~1601)
哥白尼去世后3年,第谷在丹麦出生。第谷从小十分聪明,喜欢大自然,尤其喜欢观看满天的星星。13岁时,观象台预报在某某日可以看见日偏食,第谷用仪器果真看到了日食,“日食可以预见”,这引起了少年第谷极大的兴趣。此后,第谷广泛阅读天文书籍,到了废寝忘食的地步。
30岁的第谷已是世界上知名的天文学家了。先后有丹麦国王、奥地利