2022年《現(xiàn)代科學革命》教案講課

1、第 25 課現(xiàn)代科學革命教案【課標要求】知道相對論、量子論的主要觀點,熟悉其意義；一、教學目標1學問與才能知道相對論、量子論的提出者及其基本內(nèi)容；能夠分析它們對現(xiàn)代物理學進步的意義以及對人類思維方式的影響；2過程與方法閱讀明白相對論的基本內(nèi)容,然后將之與牛頓的經(jīng)典力學進行比較,從而熟悉相對論等提出的重要意義3情感態(tài)度價值觀熟悉在科學上沒有肯定的權威,科學會不斷的進步,進而樹立創(chuàng)新的意識和精神；熟悉科技進步也是一把雙刃劍,應用不好會給人類社會帶來災難；二、教學重點、難點重點：相對論、量子論的基本內(nèi)容難點：分析、評判科技進步的影響三、教學內(nèi)容支配（1 課時多媒體）四 、教材分析本課是岳麓版必修 3

2、 第六單元現(xiàn)代世界的科技與文化的第一課；在 20 世紀,相對論和量子理論的產(chǎn)生不僅標志著現(xiàn)代物理學的革命性變革,而且標志著人類熟悉才能的提升；人類對自然界的熟悉攀升了新的高峰,擴展到宏觀宇宙和粒子世界；是現(xiàn)代高科技的開端,推動世界歷史的進程；第一目：經(jīng)典物理學的危機教學要點： 19 世紀末牛頓經(jīng)典物理學面臨危機的主要表現(xiàn)其次目：愛因斯坦與相對論教學要點：相對論的基本原理、相對論提出的意義和影響第三目：量子理論中的微觀世界教學要點：量子理論的基本原理、量子理論提出的意義和影響五、學情分析與學法指導針對同學基礎一般,懂得才能不夠強；借助教輔書的教材梳理,重點詮釋及核心點撥練習,幫忙同學更好懂得并記

3、憶學問點,本課教材內(nèi)有比較多材料（如學問鏈接 、閱讀與摸索和解析與探究）,所以多媒體課件不用增加其他歷史材料,就可以逐步提高同學分析材料的才能,充分利用好我們的歷史教材；最終同學可做得學以致用；六：講授新課 一 愛因斯坦與相對論同學們看一下這個公式 Axy z,大家知道這是一個什么公式嗎？這就” 是聞名的勝利要領 ,“ A 代表勝利, x 代表艱苦的勞動,y 代表正確的方法 ” 大家說一下“z 代表什么”代表少說話； 大家知道這個要領的提出者嗎？那就是本世紀最宏大的物理學家之一,也是我們這節(jié)課內(nèi)容的男主角-愛因斯坦；這節(jié)課就我們就來學習一下愛因斯坦和他的相對論！回憶上節(jié)課的內(nèi)容即相對論提出的背

4、景：1、1719 世紀牛頓經(jīng)典力學日趨完善、成熟；2、19 世紀末以牛頓力學為基礎的經(jīng)典物理學無法用經(jīng)典物理學來說明,而陷入危機相對論和量子理論顯現(xiàn)的背景 1、簡介愛因斯坦請同學們看教材 P107 第一自然段,明白愛因斯坦的生平；講一些愛因斯坦的故事和牛頓一樣,愛因斯坦年幼時也未顯出智力超群,相反,到了四歲多仍不會說話,家里人甚至擔憂他是個低能兒；在整個中學校時代卻經(jīng)常被斥為“ 生性孤僻、智力遲鈍” , “ 不守紀律、心不在焉；想入非非” ；中學畢業(yè)前夕,校方甚至斷言他將來將“ 一事無成” ,勒令他退了學； 16 歲那年,他以同等學歷報考高校,盡管物理、數(shù)學成果很好,但由于需要死記硬背的科目考

5、砸了鍋,只得名落孫山； 其次年進入高校后,他仍舊不情愿強迫自己去適應那種被動的、 刻板的、 純粹按部就班的學習生活,他擅自“ 刷掉了” 許多課程,只以“ 極大的愛好” 去聽某些課和在家里自學；在四年高校生活中,他仍舊不是“ 好同學” ：曾被數(shù)學教授稱為“ 懶狗” ,曾因做試驗出事故受處處分, 仍曾被物理教授認為不相宜學物理而應當改行；高校畢業(yè)時他卻因得不到教授們的賞識而遭到了“ 畢業(yè)即失業(yè)” 的命運；年僅二十六歲愛因斯坦,幾次在中學里面求職,最終在一個瑞士專利局里面找到一個職位,小時； 但盡管如此, 這一年是他最輝煌的時期,他每個星期要在專利局工作大致要四十幾個 由于他做出了二十世紀物理學史上

6、最輝煌的幾項奉獻；在這其中就有最為聞名的相對論；（設計意圖：閱讀教材,激發(fā)同學學習愛好,擴充學問,引出相對論）2 簡介相對論的內(nèi)容及意義相對論的提出：1905 年狹義相對論論動體的電動力學；1916 年廣義相對論狹義相對論：一卷錄音帶,假如在地面上播放需要一個小時；在快速飛行的宇宙飛船里 播放,宇宙飛船里的人測定也是一個小時；但是由地面上的人員,來測定在宇宙飛船中 播放的時間呢？依據(jù)牛頓的理論,由于時間是肯定的,所以也是一小時；但是愛因斯坦 的理論就認為應當是一個多小時,由于時間是相對的,在不同速度下測量時間,長度是 不一樣的在廣義相對論中,愛因斯坦將相對性原理由慣參考系進一步擴大到任意參考系

7、,并把牛頓的引力理論作為其中的一部分內(nèi)容；相對論的基本原理：相對性原理和光速不變原理 相對性原理和光速不變原理的懂得 內(nèi)容：相對性原理：時間、運動、質(zhì)量不是肯定的,而是相對的；較典型的現(xiàn)象是運動的物體長度變短 （尺縮效應） 、運動的鐘比靜止的鐘走得慢 大；（鐘慢效應） 、運動的物體重量變光速不變原理：光的傳播速度在任何條件下都是不變的相對論的妙解： 有一次, 群眾包圍了從德國移居美國的科學家愛因斯坦的住宅,要他用“ 最簡潔的話” 說明清晰他的“ 相對論” ；當時,據(jù)說全世界只有幾個高明的科學家看得懂他關于“ 相對論” 的著作；愛因斯坦走出住宅,對大家說： “ 比方這么說你同你最親的人坐在火爐邊

8、, 一個鐘頭過去了,你覺得似乎只過了5 分鐘！ 反過來, 你一個人孤孤獨單地坐在熱氣逼人的火爐邊,只過了 5 分鐘,但你卻像坐了一個小時；唔,這就是相對論！ ”相對論與我們的生活常識有著龐大的差距,但卻被科學試驗所證明,這就給我們提出了一個問題：常識總是正確的嗎？常識和正確的理論起沖突的時候,應當怎樣辨論呢？常識是我們在生活的體會和過程中所具備的,甚至可以說, 是構成我們正常生活的基礎,所以常識是根深蒂固的；這種根深蒂固、 雷打不動的熟悉, 往往構成了我們查找真理和本質(zhì),在探詢?nèi)粘Ｉ钪獾氖挛锏囊?guī)律時,我們熟悉的障礙；日常生活中, 常識是必要的, 但是科學進展和人類進步不是只靠常識和直覺就可

9、以的；因此, 從這個角度來懂得,科學家們通過精確、 奇妙的物理學試驗得出的理論,也是經(jīng)過了同常識的反復斗爭而做出的,這更加體現(xiàn)出科學探究之路的艱巨；相對論是人類精神寶庫中璀爛的明珠,而相對論的創(chuàng)造者愛因斯坦也因此名垂青史；關于相對論的評判,是教材 P107 本目內(nèi)容的最終一個自然段：相對論的提出是物理學領域最宏大的革命；它在很大程度上解決了19 世紀末顯現(xiàn)的經(jīng)典物理學的危機,可以廣泛地說明不同運動狀態(tài)的物質(zhì),創(chuàng)立了一個全新的物理學世界,極大地擴展了物理學應用的領域；同時,相對論也打破了經(jīng)典物理學肯定化的思維模式,為人們供應了辯證地看待世界的途徑；（設計意圖：加深對重點內(nèi)容的懂得熟悉相對論對人們

10、思維方式的影響；）才能提升：愛因斯坦相對論與牛頓經(jīng)典力學的關系：部分否定：否定了牛頓肯定時空觀,提出時間和空間不是肯定不變的,是相對的；題）繼承進展：牛頓力學是相對論力學低速狀態(tài)時的一個特例；（設計意圖：便利同學們做 6 月, 聯(lián)合國第 58 次大會通過決議 , 確定 為“ 世界物理年”右圖是“ 世界物理年” 的徽標；紅色代表過去,藍色代表將來,黃綠代表連結過去到將來； 對物理學家而言, 這個標識象征的是光錐；對一般大眾而言常被看成是沙漏,象征著愛因斯坦在時間相對性上淵博的見解及洞悉力；觀看這個徽標 , 提出一個問題 , 并寫在下面的橫線上 . 例: 為什么把 確定為世界物理年？由于 是愛因斯

11、坦相對論發(fā)表100 周年, 逝世 50 周年, 因此聯(lián)合國教科文組織將此年定為物理年, 有的國家將其定為愛因斯坦年；而愛因斯坦能夠取得宏大的成就條件有哪些哪？請同學們摸索并回答；老師歸納的答案：愛因斯坦能夠取得宏大成就有哪些條件 . （1）科學的進展供應了基礎（2）科學進展的需要供應了動力（4）科學的工作和討論方法（3）個人堅持不懈勤奮追求真理的優(yōu)秀品質(zhì)（設計意圖：情感態(tài)度價值觀的加強）解析與探究：同學們看教材109 頁的解析與探究,并回答下面問題從故事中,我們能得到什么啟示？我們應如何對待科學的進展？科學理論對科學技術的進展有龐大的推動作用,但科學技術本身是一把雙刃劍；科技能造福人類,推動生

12、產(chǎn)力水平的提高,但假如運用不當,也能危害人類；要敢于質(zhì)疑,勇于創(chuàng)新、實踐出真知（由于即使生活中習以為常、看起來無懈可擊的規(guī) 律都有可能是不科學的）同學們, 這節(jié)課我們學了愛因斯坦和相對論的內(nèi)容,學到這假如你只認為愛因斯坦是一 位宏大的物理學家那么就片面了,他仍是一位音樂愛好者和和平捍衛(wèi)者；多媒體展現(xiàn)（設計意圖：豐富同學們的學問）二、量子理論中的微觀世界量子理論的提出,同樣是源于試驗和公式之間的不合；教材 P107 本目內(nèi)容的第一、二自然段,教材 量子理論的創(chuàng)立過程,請同學們閱讀；量子理論的創(chuàng)始人是誰？德國科學家普朗克；P108 第一、二、三、四、五自然段介紹了板書： 1普朗克量子理論的創(chuàng)立過程

13、是一個不斷懷疑和不斷假設的過程,普朗克于 1900 年提出量子假說是“ 不得不” 的結果；由于作為一位嚴謹?shù)目茖W家,其最基本的態(tài)度就必需是敬重事實,歷史上由于墨守成規(guī)和不敬重事實而失去重大發(fā)覺的實例舉不勝舉；但是量子理論本身和物理學中早已流行了很久的思維方式相差甚遠,與一般人的常識更是有天壤之別,所以即便是在物理學界反應也非常冷淡；普朗克本人也曾經(jīng)顯現(xiàn)過反復和動搖,并最終導致他沒有做出更加宏大的理論創(chuàng)新；這也反映了人類熟悉事物本質(zhì)的反復性和曲折性；量子理論的進展過程和相對論不同,相對論基本是愛因斯坦靠著一己之力創(chuàng)立的,而量子理論的進展就凝結了許多科學家的聰慧才智；就是量子理論中微觀世界的進展；

14、教材仍提到了哪些科學家的哪些奉獻呢？也愛因斯坦的光量子理論,玻爾的原子的量子理論；板書： 1普朗克,愛因斯坦,玻爾在人類對微觀世界的熟悉上,量子理論是一座里程碑,從當前的實踐來看,量子理論對人類物質(zhì)生活的轉(zhuǎn)變作用更大一些,請同學們看教材 理論的現(xiàn)實意義；找同學閱讀教材 P108 明白量子理論的意義：P108 倒數(shù)其次、四自然段,這是量子（1）20 世紀最深刻、最有成就科學理論之一,人類對微觀世界的基本熟悉有了革命性 的進步（2）量子力學對化學、生物學、醫(yī)學、考古學、古生物學和地質(zhì)學等科學領域產(chǎn)生重 大影響,帶來劃時代的技術創(chuàng)新；這直接推動社會生產(chǎn)力進展,根本上轉(zhuǎn)變?nèi)祟愇镔|(zhì)生活相對論和量子理論的

15、顯現(xiàn),掀起了物理學革命,構成了現(xiàn)代物理學的兩大支柱,并對其他學科產(chǎn)生了歷史性的影響；請看教材 總體評判；P108 最終一個自然段,這是對相對論和量子理論的板書： 2相對論和量子理論的評判：找同學閱讀教材 P108 最終一個自然段：量子理論和相對論一起,構成了現(xiàn)代物理學的基礎, 補償了經(jīng)典物理學的不足,描畫了一個嶄新的宏觀宇宙世界和微觀粒子世界,大大開闊了人們的視野, 轉(zhuǎn)變了人們看世界的角度和方式；它們不僅對物理科學本身,對自然科學,而且對整個人類的思維都產(chǎn)生了不行磨滅的影響；量子理論和相對論突破了經(jīng)典物理學理論,對傳統(tǒng)科學的錯誤觀念和狹隘觀念也進行了否定, 豐富了人類的學問寶庫；其探究和創(chuàng)新精

16、神,也是人類熟悉世界、明白世界的歷程在曲折中前進的規(guī)律的生動說明；小結：量子理論和相對論進展了經(jīng)典物理學,補償了經(jīng)典物理學在宏觀宇宙世界和微觀的粒子世界面前的空缺,為人類描畫了一個嶄新的世界,對整個人類的思維都產(chǎn)生了不行磨滅的影響；但是理論的進展是無限的,人類的熟悉過程也是沒有止境的；作業(yè)：閱讀以下材料：19 世紀末,物理學的討論一方面深化到物質(zhì)內(nèi)部的微觀世界,放射線和原子被發(fā)覺,另一方面擴展到整個宇宙；隨著光學等學科的深化進展,人們對在光速或接近光速運動狀態(tài)下的物質(zhì)的討論,也超出了經(jīng)典物理學的范疇；物理學被稱為“ 晴空上漂浮著兩朵烏云” 的兩個無法說明的難題,其一就是以太的不存在；這使得經(jīng)典

17、物理學賴以建立的肯定時空觀受到了嚴肅的挑戰(zhàn)；（1）經(jīng)典物理學形成的基礎是什么？這一基礎建立的理論是什么？提示： 17 世紀牛頓創(chuàng)立的經(jīng)典力學；它是建立在肯定時空觀的理論之上的；（2）到 19 世紀時,經(jīng)典物理學進展到何種程度？他所適用的范疇主要是什么？提示：到 19 世紀,在經(jīng)典力學的基礎上,光學、熱力學、電磁學、天體物理學等新興學科取得了長足的進步,把人類對自然界的熟悉推動到前所未有的深度和廣度；它所適用的范疇主要是我們?nèi)粘Ｉ钪械奈锢憩F(xiàn)象；（3）19 世紀末,物理學的進展對經(jīng)典物理學提出了怎樣的挑戰(zhàn)？提示： 19 世紀末,物理學的討論一方面深化到物質(zhì)內(nèi)部的微觀世界,另一方面擴展到 整個宇宙

18、,超出了經(jīng)典物理學的范疇,經(jīng)典物理學賴以建立的肯定時空觀受到嚴肅挑戰(zhàn)；（4）20 世紀物理學的進展取得的兩項最重大的成就是什么？它們與經(jīng)典物理學的關系是什么？提示： 量子理論和相對論；它們進展了經(jīng)典物理學,補償了經(jīng)典物理學在宏觀宇宙世界和微觀的粒子世界面前的空缺,為人類描畫了一個嶄新的世界,對整個人類的思維都產(chǎn)生了不行磨滅的影響；課中摸索：量子力學的產(chǎn)生和相對論的產(chǎn)生有什么共同點？這說明白什么？共同點：從背景上看,19 世紀末,物理學得到了極大的進展,物理學的討論一方面深入到物質(zhì)內(nèi)部的微觀世界,另一方面擴展到整個宇宙；但是, 一系列新的發(fā)覺無法用經(jīng)典物理學說明,這使得經(jīng)典物理學陷入了危機,面臨

19、著挑戰(zhàn)；從產(chǎn)生過程看,第一,都是科學大師們敢于向權威挑戰(zhàn),追求真理的結果；其次,都經(jīng)受了一個產(chǎn)生進展完善的過程；說明：社會意識是肯定的社會存在的反映；過程；七、學問梳理（小結）現(xiàn)代科學革命任何事物的產(chǎn)生和進展都要經(jīng)受一個曲折的一背景 ：經(jīng)典物理學的危機；以牛頓力學為代表的經(jīng)典物理學無法說明 末以來的物理學新發(fā)覺19 世紀二現(xiàn)代物理學的兩大支（一）相對論 內(nèi)容：相對性原理與和光速不變原理；時間、空間、運動、質(zhì)量是相對的；意義：擴展了物理學的討論空間和應用領域（從日常范疇到宏觀宇宙空間）；開 闊了人們的思維（二）量子理論 過程：普朗克的量子假說；玻爾提出原子的量子理論；愛因斯坦提出光電效應；意義：

20、對化學、生物學、醫(yī)學等多門學科產(chǎn)生重大影響,直接推動了生產(chǎn)力的發(fā) 展,從根本上轉(zhuǎn)變了人類的物質(zhì)生活影響：構成了現(xiàn)代物理學的基礎,轉(zhuǎn)變了人們看世界的角度和方式,對人類的思維產(chǎn)生了影響八、鞏固練習：1、以下表述不正確選項：C A、牛頓創(chuàng)立的經(jīng)典力學是經(jīng)典物理學的基礎 B、經(jīng)典物理學適用的主要是日常生活中的物理現(xiàn)象 C、相對論的提出證明經(jīng)典的物理學是完全錯誤的 D、量子理論使人類對微觀世界的基本熟悉有了革命性的進步 2、打破了經(jīng)典物理學的肯定化思維,為人們供應了辨證地看待世界的途徑的成就是 A A 、相對論的提出 B、量子理論 C 、量子假說 D、萬有引力定律 3、19 世紀末,以牛頓力學為基礎的經(jīng)

21、典物理學顯現(xiàn)危機的根本緣由是 B 、經(jīng)典物理學不夠完善 、經(jīng)典物理學自身的局限性、物理學顯現(xiàn)一系列新發(fā)覺 、經(jīng)典物理學僅能說明地球上的物理現(xiàn)象4、“ 運動的尺縮短” ,“ 運動的鐘變慢” 的含義是 C A 運動具有破壞性 B 運動回產(chǎn)生奇跡 C 時間、空間隨著物質(zhì)的運動而變化 D 這是相對論的簡要概括說明5、（2022 海南單科） 20 世紀初,愛因斯坦相對論的提出是物理學的一場變革；它 B A.否定了經(jīng)典力學體系B.打破了肯定時空觀C.完全解決了 19 世紀以來物理學面臨的危機D.標志著對物質(zhì)世界的熟悉開頭進入微觀粒子世界（設計意圖：考察同學們對學問點的懂得）九、備選問題愛因斯坦說,在牛立刻代,牛頓的道路是一位具有最高思維才能和制造力的人所能