《近代物理学的奠基人和革命者》教学设计【高中历史必修3(人民版)】

1、近代物理学的奠基人和革命者 教学设计,教学目标,【知识与能力目标】了解经典力学的主要内容，识记其在近代自然科学理论发展中的历史地位。分析相对论、量子论的主要内容，认识其意义。【过程与方法目标】通过了解经典力学的主要内容， 培养学生从已有的知识中提取有效信息，并充分利用信息对有关问题进行分析论证的能力。通过课堂小组讨论的方法，分析相对论、量子论的主要内容， 认识其意义，培养学生分析概括的能力和训练学生的创新思维的能力。【情感态度价值观目标】通过对本课的学习，了解科学家为科学进步所作出的努力， 学习他们为科学献身的精神； 形成科学的态度。培养学生对科学的热爱之情， 培养学生正确的自我意识， 认识科

2、技发展中 没有绝对权威，培养学生尊重科学的意识。 知道在科学的道路上荆棘遍布， 增强面对挫折的 能力。增强毅力，树立勇往直前、持之以恒的精神。教学重难点、 J【教学重点】伽利略对物理学发展的重大贡献；牛顿经典力学的、量子论、相对论的主要内容。【教学难点】牛顿经典力学的、量子论、相对论的意义。课前准备,本节课运用图片、幻灯、课件、录像、计算机、白板等多媒体教学设备；教师在教学过 程中进行多媒体的演示和示范。教学过程一、导入新课通过多媒体播放伽利略、牛顿、达尔文的人物图像形式 ，导入新课近代物理学的奠基人和革命者。二、新课讲授牛顿力学体系过渡： 通过材料地球中心说：地心说的起源很早， 最初由古希腊

3、学者欧多克斯提出，经亚里斯多德完善，又为托勒密进一步发展成为一个盛行于古代欧洲 1000 多年的宇宙学说体系。地心说认为地球处于宇宙中心位置并静止不动， 太阳、 月亮、 行星和其他卫星都围绕地球运转。引出牛顿力学体系的背景。1. 背景：文艺复兴运动使科学从神学的桎梏中被解放出来，近代科学诞生；伽利略创立自由落体定律， 推翻了亚里士多德的学说， 为经典力学的建立奠定基础， 标志着物理学的真正开端。过渡： “我好像是一个在海边玩耍的孩子，不时为拾到比通常更光滑的石子或更美丽的贝壳而欢欣鼓舞，而展现在我面前的是完全未探明的真理之海。 ”牛顿临终遗言通过材料结合所学知识请同学们思考这样一个问题：牛顿捡

4、到了哪些“光滑的石子”和 “美丽的贝壳”？2. 内容：由机械运动三定律（惯性定律、加速度的比例定律、作用力和反作用力定律 ） 、万有引力定律组成。过渡：长期以来，人们一直认为彗星是神秘的，不吉利的灾星，根本不能用科学来说明。牛顿的好友哈雷用牛顿力学算出了 1682 年出现的彗星的轨道，指出它的回归周期是7576年，由此预言它将在1758 年再次出现。 53 年以后的 1758 年（当时哈雷已去世） ，这颗彗星果然如期出现。哈雷慧星的发现验证了万有引力定律的科学性。英国著名的哲学家休谟曾说： “我们被放在这有如戏院的世界上，每个事件的起源和缘由却完全隐瞒不让我们知道， 我们既没有足够的智慧预见未

5、来， 也没有能力防止那些使我们不断受伤害不幸的事情发生。大国崛起解说词利用史料分析和小组讨论相结合的形式，分析牛顿经典力学的意义。3. 意义： 牛顿力学体系对自然界的力学现象做出了系统、 合理的说明， 从而完成了人类对自然界认识史上的第一次理论大综合， 经典力学体系的建立标志着近代科学的形成； 根据万有引力定律， 人们准确地算出地球的平均密度和扁平率， 正确地解释了潮汐的成因。 根据这一定律，人们还发现了海王星、冥王星。(二)量子力学 过渡： 19 世纪末，面对经典物理学近乎完美的发展，有的物理学家表示： “ 19 世纪已经将物理大厦全部建成，今后物理学家只是修饰和完美这座大厦。 ”根据材料请

6、同学们思考：经典力学体系是最完美的物理学理论吗？1. 背景19 世纪末 20 世纪初，电子和放射性的发现，促进人们 对物质的认识深入到了原子内部。但大量的实验表明， 微观粒子的运动不能用通常的宏观物体的运动规律进行描述。 这就需要人们对微观世界开展研究。过渡：通过阅读课本，概括量子力学的发展过程是怎样的？2. 概况诞生：1900 年，德国物理学家普朗克提出了量子假说。这个假说宣告了量子论的诞生。发展：1905 年，爱因斯坦提出了光具有波粒二象性的结论，1923 年，法国物理学家德布罗意又提出物质波理论。成熟：在这个基础上，奥地利、德国的物理学家建立了量子力学 。3. 意义量子理论弥补了经典物理

7、学在微观的粒子世界方面认识的空缺， 把人类对客观规律的认识从宏观世界推进到微观世界，改变了人们看世界的角 度和方式；量子理论让人们从根本上改变了近代物理学中的传统观念，使物理学乃至整个自然科学的观念都发生了重大变革。(三)相对论过渡： 通过爱因斯坦的小故事： 大学里老师都不大看得起他， 不愿意把他留下来做助教；他几次去请求，人家也不要他；甚至于有几次他几乎要失业了。 几次在中学里面求职，最后在专利局里面找到一个职位。他每个星期要在专利局工作大概40 多个小时。这样一个人为科学界做出了怎样的贡献呢？(1) 狭义相对论创立： 1905 年，爱因斯坦发表了论动体的电动力学 ，创立了狭义相对论。内容：

8、时间和空间都与物质运动有关；时间和空间随着物质运动速度的变化而变化。意义：否认了牛顿力学的绝对时空观；继承和发展了牛顿力学；奠定了利用原子能的理论基础。(2) 广义相对论提出： 1916 年，爱因斯坦又建立了广义相对论。主要内容： 广义相对论认为，物质存在的现实空间不是平坦的，而是弯曲的，空间的结构取决于物质的质量及其分布情况，空间弯曲的程度体现为引力场强度。意义：第一次阐述了四维时空和物质的分布相联系的重要思想。4/ 4过渡：通过小组分析法，请同学们探讨相对论与牛顿力学的关系。(3)相对论与牛顿力学的关系：相对论打破了牛顿以来传统的绝对时空观， 但并非全盘否定牛顿力学。牛顿力学反映的是宏 观

9、物体低速运动的客观规律，而狭义相对论反映的是物体高速运动的客观规律，是对牛顿力学的继承和发展。牛顿力学是相对论的一种特例 (物体低速运动状态)，包括在相对论体系中。过渡：材料：相对论的现实意义举例一一相对论能修正GPS (全球定位系统)全球定位系统GPS勺应用也已普及化了，许多城市的公共汽车、出租车上都安装了它。早期的GPS接收器确定物体位置的误差是在15米范围内，这个误差可以用爱因斯坦相对论来修正。结合所学知识，分析相对论的意义是什么？(4)相对论建立的意义爱因斯坦相对论的建立， 是对近代物理学理论框架的重大突破， 它不仅揭示了空间、 时间的 可变性，时空的变化和时空结构同物质的运动和状态密不可分。这种全新的时空观、运动观和物质观的形成，是人类思想发展史中的一次根本性变革，对整个自然科学和哲学都产生