人民版必修3 近代物理学的奠基人和革命者 教案1.docx

一 近代物理学的奠基人和革命者教学目标：1、知识与能力:了解伽利略、牛顿对经典力学建立的主要贡献;认识经典力学在近代自然科学理论发展中的历史地位。知道爱因斯坦相对论、普朗克量子论的主要内容;认识相对论、量子论的意义。 2、过程与方法 :通过阅读教材中提供的有关经典力学、量子论、相对论资料,获得信息,提高获取信息的能力。查阅和收集有关伽利略、牛顿、普朗克、爱因斯坦进行科学研究、得出科学结论过程的资料,感受科学探索的精神。3、情感、态度与价值观:感受牛顿、爱因斯坦等科学家不迷信权威、为科学而不断探索创新的进取精神。教学重难点：重点:理解经典力学的建立以及重大意义;相对论的提出。难点:牛顿经典力学与爱因斯坦相对论之间的关系;近代科学产生的背景。教学过程：(一)导入新课:创设情境,激发情趣,引发探究欲望展示美国超级英雄电影x战警:逆转未来和哈利波特与阿兹卡班的囚徒电影海报,从感性出发,了解到“穿越”在文学影视作品的常见。而这种常见的文学影视创作手法是有理论依据,老师提问:这个理论依据是什么?以此激发学生的探究欲望,并引出爱因斯坦的相对论。【设计意图】:从学生熟悉的电影出发,感性地了解到物理学对现代文学影视的深刻影响。(二)、挖掘教材资源,开展课堂探究活动。在刚才设问的基础之上,紧接着老师继续提问:从近代以来,物理学界出现了众多的的“超级英雄”而这些英雄提出自己发现的世界运行的理论,并改变着人类的生活。通过浏览课本,找到你心目中的物理学界的“超级英雄”,并解释你的选择。【设计意图】:挖掘教材资源,通过对课本的浏览,熟悉基本的知识,掌握伽利略、牛顿、普朗克和爱因斯坦等人的基本成就。为接下来的课堂探究,奠定基础。(三)、群体互动,提倡合作探究。在浏览课本的基础上,找到自己心中的物理学界的“超级英雄”的基础上,以四人合作探究的方式,交流各自的想法,产生思想的火花。【设计意图】:通过群体互动式的合作探究,在交流中展示自身观点,提出各自的论据,并展开一定的交流辩论,在互动中加深对伽利略、牛顿、普朗克和爱因斯坦等人的贡献的理解。(四)、师生互动,深入探究1、说一说。通过举手调查学生的选择,请同学说一说他们各自心中的物理学界的超级英雄们的成就并作一定点评。其中一般是人气最旺的爱因斯坦开始。【设计意图】:鼓励学生发言,学会清晰地表达自身观点,做到史论结合。同时强化伽利略、牛顿、普朗克和爱因斯坦的成就。(板书伽利略 牛 顿 普朗克 爱因斯坦) 经典物理学 相对论2、理一理。在学生表达观点的基础之上,理一理四位物理学家的成就。按着时间顺序来,首先是伽利略。在学生找到的“质疑”、 “观察、实验和推理”和“自由落体定律”重要词基础之上,深化理解。“质疑”一词中可见其科学的精神敢于挑战和质疑权威;“观察、实验和推理”可见其科学的方法;“自由落体定律”可见其科学成就。综上所述,其不愧为近代物理学之父。而牛顿是本课的重点,学生在初高中的学习中已经对其的理论成就有所了解,因而学生们很容易知道其物理学上的贡献是:运动的三大定律以及万有引力,即经典物理学。并讲述牛顿的生平。【设计意图】:通过讲解牛顿的生平,激发学生的兴趣,增加探究牛顿经典物理学所产生的意义的课堂气氛。3、想一想。本课的重难点在于牛顿经典物理学对物理学和人类文明的重要影响,因而通过展示四则材料创设情景,展示材料帮助学生理解。材料一:中世纪笔下的上帝和18世纪艺术家笔下的牛顿设问:对比第一幅画,18世纪笔下的牛顿处于什么位置。【设计意图】:通过对比,学生不难看出18世纪人们的眼中牛顿取代了上帝的位置。紧接着设问:为什么?学生不难回答到因为发现了世界的规律。再次基础上接着设问:这个规律是什么呢?【设计意图】:层层递进,深入探究。展示材料二科学的历程中牛顿成就的概括,完成填空。从伽利略时代以来的一个世纪的物理学工作,在牛顿手里得到了综合。在数学上,他发明了微积分;在天文学上,他发现了 定律,开辟了天文学的新纪元;在物理学中,他系统总结了 ,创造了完成的新物理学体系;在光学中,他发现了太阳光的光谱,发明了发射式望远镜。 学生不难得出是万有引力和运动三大规律。【设计意图】:留有空白,激发学生主动性,营造氛围。接着抛出第三个问题:牛顿找到世界秘密的钥匙写在哪本书上呢?展示材料三:自然哲学的数学原理1687年第一版的封面。通过展示并解释4个拉丁词,特别是“mathematics”以及展示经典力学体系,体会牛顿的重大贡献在于将用数学表达方式,把零散的理论加以科学整理,构成一个完整的力学理论体系。实现了数与理的结合,运动学和力学的联系,天与地的统一,是人类对自然界认识史上的第一次理论大综合。【设计意图】:激发学生探究的主动性,以便更好地理解牛顿经典物理学的重要意义。最后展示材料:运用这三个定律的数学操作,19世纪的物理学家们可以解释行星绕太阳的轨道,卫星绕行星的轨道,海洋的潮汐和岩石的崩落。他们甚至知道怎么去称太阳和地球的质量。瓦特通过牛顿热定律的数学运算,提出如何将别人设计的原始蒸汽机改造为实用的机器,那就是后来以他名字命名的蒸汽机。物理学家跟发明家一样,都为了他们能完美地理解宇宙而感到自豪。天地间万物似乎都遵从牛顿的物理学定律。人类征服了这些定律,他们也正引导人类去征服他们的环境也许某一天,还会去征服整个宇宙。基普s索恩黑洞和时间的弯曲牛顿以他对天地万物的寥寥数条规律的精美绝伦的概括,彰显了人的理性的伟大,暴露了宗教非理性主义的荒谬。伏尔泰设问:从材料中概括出牛顿的理论对物理学、人类社会生产、思想等方面产生深远影响。【设计意图】:锻炼学生中材料中提取信息的能力,激发学生探究的主动性,以便更好地理解牛顿经典物理学的重要意义。4、问一问。18世纪被称为科学的世纪,物理学在牛顿的经典力学的基础上不断发展,是否完美无缺了呢?有人说了抱歉。当我们对宇宙万物有了更深入的了解以后,这些观念将会被一些更抽象的新观念所取代。”设问:爱因斯坦他们提出了哪些“更抽象的新观念”?学生不难回答出:普朗克提出量子概念,开启微观世纪的研究新方法,是整个物理学观念发生了重大的变革。而爱因斯坦通过“相对论”,提出了全新的时空观。【设计意图】:通过对课本相对论的知识整合以及简单的示意图,理解爱因斯坦的相对论全新的时空观运动观和物质观对物理学界和人类社会的重要影响。(五)留有空白,放手让学生自主探究。1、提升环节:近代科学家伽利略、牛顿和现代科学家爱因斯坦、普朗克的成就中,不难看出,作为科学家,对学术权威的敢于质疑的科学精神,对于前人成果的继承发展,对科学事业孜孜不倦的现身精神,是他们自身获得成果的重要原因。设问:是否成功还有什么其他原因呢?以牛顿生活的近代英国为例,展示材料三则,材料1:1623年,英国议会通过了世界专利史上第一部完整的成文法。该法反映了现代专利法的基本内容,正是这样一部朴素的法律在很大程度上刺激了技术的发明,使英国在古代文明的基础上极其迅速地建立起了一个技术世界。 岳麓版历史必修教师教学用书材料2:1662年,英王查理二世颁发特许状,成立促进自然知识的皇家学会,鼓励并协调全国各专业成果。1754年,“技艺、制造业及商业奖励会”成立,该会为已被确定的成就提供金钱、奖章和其他报酬。 摘编自斯塔夫里阿诺斯全球通史材料3:英国现代民主政治创新试验方面的最大成就,是创造了一种全新的政体立宪君主制,并以此淘汰了已成为社会发展桎梏的绝对君主制。 马克主编世界文明史【设计意图】体会科学进步除了科学家本身的努力之外,也需要一定的政治制度、立法规章,政府激励机制和市场经济运作机制等对催生科学发明的作用,说明科学技术的发明总是在适合它们的环境里得到生长发展。2、拓展延伸:来看今天的科学技术,现在物理学从宏观到微观,似乎是一个循环,似乎还有很多谜题未解决,比如上帝是否存在呢?以牛顿和爱因斯坦的话语,探究宗教与科学的关系。展示材料两则:“毫无疑问,我们所看到的这个世界,其中各种形式是如此绚丽多彩,各种运动是如此错综复杂,它不是别的,而只能出于指导和主宰万物的上帝的自由意志。”