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自然界中的科学现象范文1
教学目的
了解各种形式的能可以相互转化,了解能量守恒定律。对学生进行节约能源的教育。
教学过程
(一)能的转化和守恒定律
我们知道,在机械能的范围内,动能和势能之间可以相互转化。
通过学习改变物体内能的方法有做功和热传递,我们又知道了机械能和内能之间也可以相互转化。这样,能的转化的范围便由机械能的狭小范围扩大到机械能和内能的较大范围。
过去我们还学习过电能可以转化为热能(即内能),例如电灯和电热器。电能也可以转化为机械能,例如电风扇。电池能提供电流,说明化学能可以转变成电能。这些事例都说明了自然界中的现象相联系,电现象和热现象相联系,化学现象和电现象相联系。今后我们还要学习电现象和机械运动现象相联系等等。这些错综复杂的联系之中,都伴随着能的转化。也可以说,能的转化的规律将自然界中的各种现象联系在一起。在19世纪确立了自然界的一个最普遍的定律棗能的转化和守恒定律。
在外界对物体做功的情况下,机械能转化为内能。外界对物体做了多少功,就有多少机械能转化为等量的内能。
物体对外做功,内能转化为机械能。物体对外做了多少功,就有多少内能转化为等量的机械能。
电流做功时,电流做了多少功,就有多少电能转化为等量的其他形式的能。电流通过电热器,完成了电能向热闹能的转化;电流通过电动机,完成了电能向机械能的转化。
所以说,做功才实现了能的转化,能的转化是通过做功才实现的。
能的转化是十分普遍的。
大量的实验事实证明,任何一种形式的能在转化为其他形式的能的过程中,消耗了多少某种形式的能,就得到多少其他形式的能,而能的总量保持不变。
能量既不能消灭,也不能创生,它只能从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而能的总量保持不变。
这个规律叫能的转化和守恒定律,是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。从物理、化学到地质、生物,大到天体宇宙,小到原子核内部,只要有能的转化,就一定遵从能量守恒定律。在工程技术、科学研究究中,这一规律都发挥着重要的作用。
(二)注意按客观规律办事
人们利用各种能源,都是通过能的转化来实现的。利用,全国公务员共同天地电能是把电能转化为机械能带动各种机器工作;把电能转化为热能,炼钢、烧饭;把电能转化为化学能对金属进行电镀等等。我们只有掌握了规律,按规律办事,而规律是不能随人们的意志转移的。过去,曾有人试图制造一种所谓“永动机”,这种机器一经推动,便可以不再继续补充能量就可以做功,而且永远做功。这种违背科学规律的设想始终没有成功,原因是机器做功时,机械能要传化为其他形式的能,消耗的机械能必须时时需要补充,应由其他物体的能量转化而来。只消耗能量,没有得到其他形式的能量补充,就不能永远工作。
我们掌握能的转化和守恒定律,应该懂得我们所做工作是将一种形式的能转化为其他形式的能,或是使用能由一个物体转移到另一个物体,利用能的转化或转移的过程做功,而不是创造能。
但是自然界还蕴藏着大量的能源尚待我们开发,人们不仅应该注意合理地使用能,开发新的能源,也同时应该注意节约能源。
说明:
一、能的转化和守恒定律是自然界中的基本定律,也是物理学中的一个重要定律。但是能的概念比较抽象,这就为教学增加了难度,建议教师除课本内容外,努力补充大量的实例。使学生能了解这一定律。
二、能的转化只有通过做功才能完成,做功实现了能的转化。能是表示物体状态的,做功是物体的状态发生改变的过程。这个思想贯穿物理学的始终,教师应在教学中有意识地进行渗透,但是要求不宜过高。
三、本节课内容不多,还可以安排部分时间进行全章的总结或复习。
(盛重光),全国公务员共同天地
自然界中的科学现象范文2
在自然界中科学利用大自然创造了自己的“作品”,通过简单形式建立自己的语言――规律,然后反作用于自然界,从而实现了自然界博大精深的美学内涵。同艺术美一样,科学美来源于社会,被人们赋予了特殊的含义。艺术家用色彩、音乐或用语言描绘自然美,科学家则用形象的原理表现自然美。那么,物理学中蕴含着怎样的美呢?
一、和谐统一的美
和谐建立在矛盾的同一性上。因此,科学家们都注意到对各种物理规律的探求,以达到和谐美的标准。物理学的最高目标是把物理现象错综复杂的多元性综合到一个统一的体系中来。假设可能,把它综合到一个标准的答案中,而人类的最高目标就是达到这样一种统一的标准。
物理学首先体现在概念的统一。力学中有两种力。一种是引力,即地球内部的一种吸引力;一种是浮力,使浸在水中的物体不会自然下沉,而是在不断上升。牛顿对力进行了统一,把天体运动和地上的运动统一起来,给人以“天上就是人间,人间就是天上”的美感。其他物理概念也是如此,人们对光的认识,首先是反射、折射和色散,然后到电磁波,再到光量子概念,最后统一到物质波中。
物理世界的统一,是物理学发展的必然趋势。许多物理学家都致力于这方面的工作。其和谐的统一呈现出了一种独特的美。
二、 简单深沉的美
物理规律来源于纷繁复杂的自然界,又被用来描述自然界遵循的自然法则。这就使得物理规律表现出一种简单而深沉的科学美。
牛顿机械运动的三大规律,以清晰而简单的形式描述自然界遵守的法则。牛顿力学“用位置的移动来说明一切,用量的差异来说明一切质的差异”,虽然带有形而上学的观点,但给人们认识自然和研究物理学带来了方便。万有引力是宇宙世界一种内在的力,我们不能用简单的形式描绘这种作用力,应让人们对天体运动的探索不断升华。
如果说牛顿力学具有小家碧玉般优雅静态美,那么爱因斯坦的相对论及统一思想具有“大江东去”那种豪迈博大的气势,把人们的思维引向更为广阔的时空,给人们展示了更为深远而空旷的壮丽图景;质能方程E=mc2形式简单,但是显示了原子能遵循的规律,为人类开发利用原子能打开了大门。物理规律简单而深沉,是一种美的表现,也是这种追求的结果。
三、 对称的美
对称是自然组合的一种基本形式,艺术中强调对称美,而在科学领域里,对称美也是一种常见的形式。
在物理学中,有大量对称的概念和规律,如正电荷和负电荷,南极和北极;在物理规律的描述上也有着对称的表述:电荷相互作用同磁极相互作用遵守规律的对称性,杠杆平衡的对称原则。电学中和磁学中都可通过高斯方程描述相应的物理规律。物理规律的对称原则在物理研究中具有重要的指导意义。奥斯特于1820年发现了电流周围存在磁场,实现了“电生磁”,法拉第受到对称原则的启发,想到了“磁也一定能生电”,经过多年的艰辛探索,发现了电磁感应定律,实现了与“电生磁”对称的一面。英国物理学家狄拉克于1928年在研究电子运动时,论证了电子的运动规律,必须符合相对论的要求。在他建立的方程中,粒子和反粒子具有平等的对称关系。于是他预言“反电子”的存在。几年后,即1932年,卡尔戴维德・安德森在实验室中证实了“正电子”的存在。后来,科学家们发现了反质子等反物质。人们在研究中发现,正反粒子相遇时释放巨大的能量,这就给人们开发新能源带来新的前景。自然创造了美的环境,人类创造了美的生活,科学蕴含的美是充满神奇色彩的。
生活的丰富多彩让人们感受到了无尽的美,自然的异彩纷呈令科学闪现出无边的美,自然科学的每一次飞跃都为人类展示了一种美,科学在不断进步中不断发现美。
自然界中的科学现象范文3
又是一个新学期的开始,这个学期我担任初二1-3三个班的生物教学任务,为顺利完成本学期的教学工作,并取得良好的成绩,我根据初二年级生物学科的特点,特制订计划如下
一、教学目标
通过本学期的学习,学生将在以下几方面得到发展:
知识目标:1)认识动物的主要类群及其对环境的适应性特征。
2)知道动物的行为大多是通过运动来完成的,了解动物在自然界中的作用及其与人类的关系,它们的 行为有密切的联系
3)获得关于细菌和真菌的主要特征以及与人类的关系的知识。
4)通过活动体验生物的分类是根据不同生物的特征上的相似程度来进行的。
能力目标:
1)增强动手能力和实验设计能力。
2)培养学生的实践能力:如进行“饲养和观察蚯蚓”、“调查动物在人们生活中的作用”、“检测不同环境中的细菌和真菌”、“制作甜酒”等实践性较强的活动。
3)培养学生收集和处理信息的能力。
情感态度与价值观:
认识生物多样性的价值,更好地树立人与自然和谐发展的观点。
认识科学通过技术转化为人们改进生产和生活方式的手段,发展生产力,促进社会物质文明的进步,又具有实践价值。科学技术在促进人类进步的同时,往往带来人们预想不到的负面影响,因此,其实践价值就相当于一枚硬币的正反两面,具有两面性。此外,尽管社会在走向科技化,科技也在社会化,但是,科学始终不是万能的,人类社会面临的所有问题,并非都能依*科学来解决。
二、学情分析
通过初一的学习,多数学生对生物这门课比较有兴趣,其中也存在着问题:班中成绩差别悬殊,存在两极分化现象,有的班级后进生比较多。针对以上问题,我要对学生加以鼓励和引导,争取再上一个新台阶,以期待能取得更好的成绩,做好学生的工作,因材施教,使他们在各自原有的基础上不断发展进步。
三、教材分析
本学期中学习的第五单元,是整个初中二年级生物所要掌握的一个重要单元。其中涉及的内容广,需要掌握的知识点多。
第一章至第三章内容,主要涉及动物的分类,让学生区别那些是水中生活的动物·陆地上生活的动物·空中飞行的动物,以及这些动物的运动和行为。其中重点在第三章动物在生物圈中的作用,这一章节强调了动物在自然界中的作用,重点阐述了动物与人类生活得关系。第四章和第五章主要讲解了在生物圈中扮演了分解者的细菌和真菌在生物圈中的作用。通过这两个章节的学习,使学生对我们生存的环境更加熟悉,同时也更加了解在我们生存的环境中很多渺小的东西往往在生活中起着重要的作用。
第六单元认识生物的多样性,是中学生必备的生物学基础知识,是其行为的基础之一,保护生物的多样性,是其认识和行动的必然结果。作为一个现代公民,应当理解每种生物都有其存在的价值,保护生物多样性就是保护人类自己,并且应当身体力行。因此,第六单元生物的多样性及其保护,在本册教材中占有相当重要的地位,他既是对前面所学知识的总结、回顾和发展,是学生生物科学素养的重要的组成部分,也是现代公民必备的基础知识和基本行为,同时,为学生的持续发展,由自然人转变为社会人打下了一定的基础。
四、教材重点、难点
重点:1、各种动物的适应性特征
2、细菌和真菌的主要特征以及与人类的关系
3、生物多样性的内涵
难点:1、运动的结构基础和形成机制
2、细菌和真菌在自然界的作用
3、根据生物特征进行分类
五、教学措施
1、认真钻研教村和新课程标准。
2、转变传统的教育教学观念。
3、优化教学方法,运用好现代化的教学手段。
4、认真组织好各次探究活动,注重学法指导。
5、认真做好培优辅差工作,面向全体学生。
6、加强训练,达到及时巩固的目的。
7、成立好合作学习小组,并加强合作学习指导。
六:教学进度与重大活动安排
周次日期工作要点
第1周9.3-9.7分析上期期末质量监测试卷,查漏补缺。
第2周9.10-9.14生活的动物
第3周9.17-9.21陆地生活的动物
第4周9.24-9.28空中飞行的动物
第5周10.1-10.7国庆长假
第6周10.8-10.12动物的运动
第7周10.15-10.19先天性行为和学习行为
第8周10.22-10.26社会行为
第9周10.29-11.2动物在自然界中的作用
第10周11.5-11.9动物与人类生活的关系新|课|标|第|一|网
第11周11.12-11.16细菌和真菌的分布
第12周11.19-11.23细菌
第13周11.26-11.30真菌
第14周12.3-12.7细菌和真菌在自然界中的作用
第15周12.10-12.14人类对细菌和真菌的利用
第16周12.17-12.21尝试对生物进行分类
第17周12.24-12.28从种到界
第18周12.31-1.4认识生物的多样性
自然界中的科学现象范文4
结合教学经验,浅谈化学中的几点特殊美。
一、静态的外观美
化学物质的形态和颜色是化学物质自身美的外在表现,也是最容易感知的美。如:美如蓝玉的胆矾、晶莹剔透的明矾、翠绿清澈的镍溶液、粉红如脂的钴溶液,等等。正因为它们以绚丽的色彩、美妙的形态展现于人们面前,所以给人以美的享受。
二、动态的变化美
化学的变化美是化学物质的动态美。化学变化之美表现在化学变化中的物质变化中的颜色,形态变化以及一些声光产生时的外在美。如节日里大家燃放的烟花、能将漆黑的夜晚照得亮如白昼的照明弹、气体验纯时有时尖锐刺耳,有时轻如叹息……
三、物质的结构美
微观物质我们肉眼看不见,但其结构是客观存在的,而化学结构美是化学物质内在美的表现。化学物质的结构是多种多样的,正因为它的这一特点,决定了结构美的多种多样。如:许多有机物存在几何对称美(如苯的正六边形结构),有一些则存在空间对称美(如金刚烷的结构),有一些则存在象形美(如乙醇的比例模型像小狗的形态)……无机物中同是碳原子构成的同素异形体金刚石和石墨,由于二者结构的差异,决定了它们不同的外在表现:前者坚硬无比,无色透明,晶莹华贵;后者却质地柔软,灰色不透明,朴实无华,而还有许多物质存在协调平衡美(如金属原子的紧密堆积等等)。
四、化学用语美
化学用语是化学科学特有的语言,因为有化学语言,化学科学才如此生动多彩,化学用语又是传递化学信息的一种超级符号。化学本是具体存在的或理论存在的物体或物质,而我们用化学用语将其称谓,从而能很好地记住化学中的物质、变化,等等。它主要有化学符号、化学式、化学方程式以及一些定理和名称,等等。正因为有了化学用语,我们才能描述化学的物质及其变化的微妙,故而它有化繁为简的魅力。
五、理论美
化学理论从本质上体现了自然界的“真”――自然界的内在规律,是化学教学中的真。在与善美的统一下,更表现出化学的魅力。化学广泛存在于自然界中,除了我们已知的,我们探究自然界的化学大多是基于理论上的。比如我们用化学理论推理出一些不存在的化学变化,一些还不能存在于自然界的物质,等等。在复杂的自然界中,理论是复杂的自然现象的本质、特征、发展规律及其相互之间的内在联系的总结,是客观世界在审美主体意识中的一种高级的反映形式。
六、实验美
化学离不开实验设计,可以说化学的发展是基于理论而存在于实验设计上的,故有实验设计美。化学实验是化学中最综合、最丰富的环节。可以从各个方面获得审美体验:既存在化学实验仪器及其装备的直观美,又有实验操作的动态美;既有实验中化学反应现象美,又有实验装置设计与实验原理美。尤其是那些具有创造性的装置设计美及与其相关的实验方法设计美。
七、实用美
在现代化生活中,化学与社会生产及人类生活息息相关,人们的衣、食、住、行都离不开化学。比如人们选用的医疗保健药物,在强身健体、延年益寿方面建立功勋……哪里有生活,哪里就有化学。这一切的一切,无不是化学带来的实用美。
化学科学家是化学真理的探究者,化学科学的发展离不开化学科学家对美的追求,他们一直执著追求科学的“真”,在其科学发明创造中体现其人生价值美。他们乐于奉献的光辉思想对学生心灵的震撼、意志品质的培养、爱国热情的激发以及全面成长有着不可低估的作用,是榜样教育的发光点。故我认为化学是美丽而极具魅力的。我们认识和使用化学的过程也可算是一个审美的过程,相信化学中还有许多美的因素需要大家来挖掘。
自然界中的科学现象范文5
【关键词】分形 简单性 复杂性
【中图分类号】C05 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2013)15-0189-02
世界是丰富多彩、绚丽缤纷的,如千姿百态的云彩、弯弯曲曲的海岸线、绵延不绝的山脉、郁郁葱葱的森林、一泻千里的江河等。人们可以从多种角度去看复杂的世界,本文将用分形的新视角来看世界的简单性与复杂性,去发现复杂世界背后隐藏的奥秘,对世界进行一个新的理解。
一 对分形的理解
在运用分形的视角对世界的简单性与复杂性进行分析前,我们首先要对分析工具——分形,进行定义和理解。
分形是从意思为“不规则的或者断裂的”拉丁语派生出来的。分形的原意是不规则的、分数的、支离破碎的,它是一种具有自相似特性的图形、现象或者物理过程等,来自于几何学的研究。它与传统的欧氏几何有很大的差异和区别,欧氏几何研究的对象是规则的、连续的、光滑的形体,而分形几何研究的对象则是不规则的、不连续的、粗糙的形体。对于什么是分形,许多科学家都尝试去理解和定义。
1.分形理论创始人Mandelbrot的定义
Mandelbrot在1982年曾试图给分形下过一个数学定义,即如果一个集合在欧式空间中的豪斯多夫维数严格大于其拓扑维数,则该集合为方形集,简称为分形。一般说来,豪斯多夫维数不是整数,而是分数。1986年,他又提出了另一个比较实用的定义,即组成部分以某种方式与整体相似的形,称为分形。
分形创始人Mandelbrot的两个定义在一定程度上对分形进行了较好的描述和理解,也涉及了分形维数,但是也有一定的局限性,因为它把某些分形排除在外,难以概括分形的丰富性。
2.数学家Falconer的定义
Falconer参照生物学家的做法,通过列出分形的具体特性来给分形下定义。他从特性的角度将分形(分形集F)描述如下:(1)它具有精细的结构,即在任意小的尺度下,它可以有更小的细节;(2)它是如此的不规则,无论从局部还是从整体看,它都无法用微积分或传统的几何语言来描述;(3)它本身的结构通常在大小尺度上有着某种自相似的性质;(4)它的分形维数大于它的拓扑维数;(5)在许多情况下,它可以由迭代方法产生;(6)它通常具有“自然”的外貌。Falconer指出,如果集合F具有上述所有或大部分性质,它就是分形。
Falconer对分形的定义非常详细和具体,让人们能很直观地了解分形所具有的性质和特点。但其对分形的定义缺乏抽象性和精炼性概括,没能很好地对分形的本质进行阐述。
由此,可以看出要对分形下一个明确而严格的定义不是容易的事,但从中我们能获取一些对分形的理解,分形具有自相似性,分形图案是通过对其自身进行成比例缩小复制而构成的,局部与整体相似。分形几何的理论为人类看世界提供了新的理论依据和新的方法视角。
二 由分形看世界的简单性与复杂性的奥秘
为什么几何学常常被说成是“冷酷无情”和“枯燥乏味”的?原因之一在于它无力描写云彩、山岭、海岸线或树木的形状。云彩不是球体,山岭不是锥体,海岸线不是圆周,树皮并不光滑,闪电更不是沿着直线传播的。
面对复杂多样的世界,从分形的角度来分析,能更好地揭示世界简单性和复杂性的奥秘。下面将运用具体的例子进行分析。
1.自然界复杂性中的简单性
自然界是奇妙无穷的,它蕴含着多样性和复杂性。如森林、河流、云朵等。但就在这复杂性的背后却隐藏着许多神秘的维度,许多分形现象。
首先,来看看自然界中普遍存在的树。当人们在一棵大
树下乘凉时,会觉得树的生长是毫无规律的,因为它的枝干看起来是向各个方向生长,大小和长短不一,这容易让人们觉得它的生长只取决于阳光、水分等条件。但如果用分形理论去分析其,人们会惊奇地发现,其实树的每一节枝干,看起来都与整棵树惊人地相似。沿着树根向上看,看到母支,接着再到更小的分支。如果注意这些分支或节点,然后再观察更高的分支或节点,会发现分支的模式是相似的,并且这种分支的模式是贯穿整棵树的。这是树的分形现象,看似复杂的树实际上是由简单的模式不断重复而形成的。
除了树之外,云朵也是一种分形现象。看似变幻莫测的云朵,也存在着自相似性。云朵边界形状的形成,常常被认为是随机的,没有规律可循的。但从分形的角度去分析,会发现其自相似性。如果在一个规模上去观察云朵,然后选择一小块放大,它看起来与之前选定的规模是相似的。对整片云彩不断进行缩放观察,可以发现,选择的小部分就像之前更大的部分,它们具有不断重复模式的相似性,复杂结构的背后是由许多简单的结构重复组合而成的。这让我们再次感受到了分形的魅力——复杂中蕴含着简单性。
其实自然界中存在着许多这样的分形结构,自相似性也普遍存在,并且多具有随机自相似的性质。如海岸线的轮廓、地球的形貌、河流水系的分布、星系与星团的分布、月球的表面、动物的花纹、植物的叶脉、岩石的裂缝、下雨天的闪电等。当我们放大和缩小,物体看起来都是非常相似的。
但要注意,自然界中存在的分形现象多是近似自相似或统计自相似,它们的自相似性存在于一定的尺度范围内,当对其进行缩小或放大到一定倍数时,其自相似性就不复存在了。
2.人类社会复杂性中的简单性
简单性构成了自然界中的复杂性。从分形的角度去分析,复杂的人类社会中也蕴含着简单性,是由许多的简单性构成。
例如,股民们关心的股票价格曲线。在很多人看来,它是非常复杂、变化莫测的。但如果将许多天的股票价格交易曲线进行观察和分析,人们会发现,这些难以预测的股票价格曲线,从长期来说是有一定规律的、具有自相似性的,符合分形的规律。再如,人类自身的身体构造也是巨大的分形结构。人每分钟的心跳频率曲线、小肠血管的分布状况等都是具有自相似性的。貌似复杂的、杂乱无章的曲线或血管分布,其实都是由许多简单的具有自相似性的结构所构成。另外,可以把社会中的家庭看做是复杂社会中简单的单位。复杂的社会就是由一个个简单的单位构成,社会中的每个家庭虽然不完全相同,但都具有一定的自相似性,它们成为社会整体的再现和缩影。社会分形表征了社会生活和社会现象中一些不规则的非线性特征,有着广泛的应用价值。
在生活中,因为简单性构成了复杂性,使越简单的反而是越接近最本质的、最真实的。例如,在理工科领域,我们常常可以发现,公式越简单的、才是越正确的、越接近真理的;越复杂的,往往不是最后的和最终的结果。
从分形这一观点来重新审视人类社会,我们可以发现许多人类社会的事物都具有分形结构。复杂的人类社会也是由简单性构成的,复杂性中蕴含着简单性。
3.小结
从以上多个例子的分析,我们可以得出结论:世界上存在着许多的分形现象,无论是自然界还是人类社会,许多看似复杂的事物背后隐藏着简单性。因此,从分形的角度说,世界是简单性与复杂性的统一,许多的简单性构成了复杂的世界。延伸开来,简单的过程可以构成复杂的结果。这拓宽了人类的视野,改变了人类理解世界的方式,对于人类重新审视世界有着非常重要的意义。
三 由分形看世界的意义及应用
1.由分形看世界的意义
欧式几何的研究对象都是规则的形体,而人类赖以生存的世界却是不规则的。分形抓住了世界现象的本质,从而研究世界上不规则现象存在的规律性。从分形的角度去看世界,我们发现了世界具有的另一种奥秘,世界的复杂性是由简单性构成的。这对人类的认识发展有重要意义,同时分形几何理论对许多学科中的复杂问题研究也起到了重要的推动作用。也正因为如此,分形已经广泛地应用到了人类社会的各个领域。
2.由分形看世界的应用
运用分形理论,人类可以测量出一片森林二氧化碳的吸收量,帮助人类进行环境保护,没有分形,则无法测量。再如,利用分形理论可能有助于癌症的早期诊断。在医疗成像领域,血液首先通过正常的血管,然后通过有肿瘤的血管,因为两种血管网络有不同的分形维数,不是整齐分岔,所以可以判断出该部位是否处于癌变状态。还有,由于断层与裂缝系统具有分形分布结构,因此人类利用地下深部岩石裂缝发育带与地表的自相似性,能较好地对碳酸盐地区的油气资源进行勘探,克服地质资源勘探难的问题。
分形科学不仅广泛地应用在自然科学领域,其在社会科学中也有广泛应用。
分形理论已成为经济学家解释复杂经济现象的重要工具。例如,价格变化的分维测算、国民收入的分形与分维、经济混沌及奇异吸引子的分维测度等新成果的研究为经济学的发展注入了新的活力。同时,可以用分形方法在计算机上实现模拟自然景物、动画制作、建筑物配景等。如电影《星球大战3:武士复仇》就是利用分形来生成星球表面的地势和死亡之星的轮廓等魔幻特效。另外分形天线、分形服装、分形首饰、分形建筑等都是在不同尺度层次上的自相似结构应用。
综上分析,我们可以看出分形的重要意义和应用,让我们对分形理论有美好的展望,同时也相信分形理论今后的发展能够更好地促进人类的进步!
参考文献
[1]伯努瓦·B.曼德布罗特.大自然的分形几何学(陈守吉、凌复华译)[M].上海:上海远东出版社,1998:1
[2]朱华、姬翠翠编著.分形理论及其应用[M].北京:科学出版社,2011:10
[3]肯尼思·法尔科内.分形几何中的技巧(曾文曲、王向阳、陆夷译)[M].沈阳:东北大学出版社,1999
自然界中的科学现象范文6
⒈知识与技能
⑴认识二氧化碳的用途,了解二氧化碳在自然界碳循环中的作用。
⑵认识二氧化碳的物理性质和化学性质。
⑶培养学生的观察能力、表达能力和实验设计能力。
⑷初步学会用归纳、概括等方法对获取的信息进行加工。
⒉过程与方法
⑴初步学会运用观察和实验的方法获取信息并验证信息。
⑵通过设计实验提高学生解决实际问题的能力。
⒊情感态度和价值观
通过亲身经历和体验科学探究活动,提高学习化学的兴趣,增进对科学的理解,并有意识的运用科学探究的方法解决遇到的问题。
二、重点和难点
学习重点:认识二氧化碳的主要物理性质和化学性质
学习难点:运用观察、实验等方法获取信息,并对获取的信息进行加工
三、 教学过程
[教师活动]在空气中二氧化碳的体积分数仅为0.03%,自然界中如果没有二氧化碳会怎样呢?展示图片“二氧化碳在自然界中的循环图”。
[设计意图]在自然课和生物课里学到的植物的光合作用、动植物的呼吸作用等知识基础上,启迪学生的思路,引导他们充分认识二氧化碳对自然生命活动的重要性,调动学生学氧化碳性质的愿望。
[学生活动]看图,简述二氧化碳对自然界中生命活动的重要性。
[设计意图]培养学生准确、清楚的表达自己观点的能力。 [创设情境]请同学们观看一段录像:二氧化碳灭火、植物的光合作用、温室肥料、碳酸饮料等。
[设计意图]通过二氧化碳的用途,为学氧化碳具有哪些性质制造悬念。
1、制取二氧化碳并观察现象
[师生互动]完成实验6-3,提醒学生注意观察现象。
[学生活动]根据现象总结二氧化碳的性质。
[教师活动] 演示实验6-4,提醒学生注意观察现象。
[学生活动]叙述观察到的现象,总结获取的信息:二氧化碳的密度比空气的密度大,也能说明一般条件下,二氧化碳不燃烧也不支持燃烧。
[设计意图]提高学生学习的兴趣,培养观察能力和获取信息的能力。
[思考问题]大家想一想还有哪些方法可以证明二氧化碳的密度比空气密度大呢?
2、二氧化碳与水反应
[师生活动]指导学生完成实验6-5。
[学生活动] ①观察实验现象,分析产生该现象的原因。②通过实验6-3、6-4、6-5和所学知识完成下表:
[教师活动]取一朵用石蕊溶液染成的紫色的干燥小花,喷上实验6-5中溶有二氧化碳的水。
[师生互动]观察现象,提出疑问:让石蕊试液变红的物质是什么呢?
[教师活动]另取两朵用石蕊溶液染成的紫色的干燥小花,第一朵喷上稀醋酸,第二朵喷上稀盐酸,
[学生活动]观察现象,分析得出结论:酸溶液能使紫色的石蕊变成红色。
[问题情景] 溶有二氧化碳的水也能使紫色的石蕊变成红色,对此你有哪些猜想呢?
[汇总猜测]水也能使紫色的石蕊试液变色;溶有二氧化碳的水中含有酸;溶有二氧化碳的水中含有酸和二氧化碳;二氧化碳能和水发生反应能生成酸……
[教师活动]请大家针对自己的观点,设计实验进行证明。
[学生活动]学生分组讨论,设计解决方案。
[设计意图]培养学生分析问题、解决问题的能力。
[教师活动]为学生提供几朵用石蕊溶液染成的紫色的干燥小花(或干燥的紫色石蕊试纸)、干燥的二氧化碳气体、水、紫色石蕊试液、胶头滴管等。
[师生活动]设计方案: ①向装有干燥的紫色石蕊试纸的集气瓶中通入干燥的二氧化碳;②向装有干燥的紫色石蕊试纸的集气瓶中通入纯净水;师生共同完成上述实验。
[学生活动]分析每个实验的条件,得出结论:①纯净的水和干燥的二氧化碳都不能使紫色的石蕊变成红色。②二氧化碳和水常温反应生成碳酸,碳酸能使紫色的石蕊变成红色。
[设计意图]使学生明白科学探究不是科学家的专利,学生也可以针对一定的问题,按照科学的方法来展开探究活动。科学探究是人们获取科学知识、认识客观世界的重要途径;科学探究的主要步骤:提出问题、猜想或假设、设计实验、进行实验、收集证据、得出结论等。
[教师活动]将变成红色的小花小心的加热。
[学生活动]观察现象,思考原因。(碳酸不稳定,易分解成二氧化碳和水,所以红色的石蕊试纸又变成紫色。)
3、二氧化碳和石灰水的反应
[师生活动]取少量澄清石灰水,请学生向石灰水中吹气,观察现象。
[教师活动]写出反应的方程式,指出该反应是鉴定二氧化碳的重要反应。
4、二氧化碳不能供给呼吸
[学生活动]阅读教材第115-116页。
5、课后小结
三、教后反思
本课教学中,通过演示实验和设计探究问题,充分调动了学生参与教学的积极性,突出了学生在教学中的主体地位,收到了良好的教学效果。锻炼了学生观察、表达的能力和分析问题、解决问题的能力。在实验操作和探究设计的过程中,培养了学生认真严谨的科学态度和进行探究学习的基本方法,较好的实现了本课的教学目标。