部优教案-《现代科学革命》

第25课现代科学革命教学目标1.知识与能力目标:(1)经典物理学的创立及其危机;相对论的提出、基本原理与重大意义;量子假说的提出、发展和意义;量子理论和相对论的共同影响(2)了解在经典物理学危机的基础上现代科学革命产生的必然性,明白现代科学的两大支柱的基本观点。(3)认识到爱因斯坦在相对论、普朗克在量子理论的形成和创立过程中的重大作用。2.过程与方法:结合相对论和量子论各自的理论基础和研究方向,阐明两者对人类历史和现代生活的重大意义。3.情感、态度和价值观目标:让学生领会科学发展的过程和意义,正确对待科学的发展。2学情分析1.对学生心理特点分析:经过一年多的高中学习与生活,学生逐步适应了高中段学习要求,具有一定的思辨能力和抽象概念能力,但仍需一个由感性认识逐渐上升到理性的过程。部分学生善于追根溯源、刨根问底,为问题探究的开展提供了基础。2.分析学生的知识能力现状:高二阶段的学生对相对论等内容有一定的接触,同时也有一定的自主学习能力。但作为文科班的学生是很难理解教材中的抽象概念的。3重点难点教学重点:依据课标和教学要求,本课的重点内容应为“相对论和量子论的主要内容及意义”。学生须重点掌握相对论的两个基本原理,即相对性原理和光速不变原理。量子理论的主要内容这是本课的另一个重点,但是这是一个极其抽象的概念,所以只能简单一笔带过重点强调量子理论的提出和发展。对于重点内容在课文中要求同学标志出来。教学难点:相对论、量子理论等是抽象的概念,学生要理解是不容易的,是本节课的难点。教师利用一些课本有、学生也比较熟悉的、容易理解的实例来解释,以此让学生有所收获。4教学过程.4.1第一学时4.1.1教学目标1.知识与能力目标:(1)经典物理学的创立及其危机;相对论的提出、基本原理与重大意义;量子假说的提出、发展和意义;量子理论和相对论的共同影响(2)了解在经典物理学危机的基础上现代科学革命产生的必然性,明白现代科学的两大支柱的基本观点。(3)认识到爱因斯坦在相对论、普朗克在量子理论的形成和创立过程中的重大作用。2.过程与方法:结合相对论和量子论各自的理论基础和研究方向,阐明两者对人类历史和现代生活的重大意义。3.情感、态度和价值观目标:让学生领会科学发展的过程和意义,正确对待科学的发展。4.1.2学时重点依据课标和教学要求,本课的重点内容应为“相对论和量子论的主要内容及意义”。学生须重点掌握相对论的两个基本原理,即相对性原理和光速不变原理。量子理论的主要内容这是本课的另一个重点,但是这是一个极其抽象的概念,所以只能简单一笔带过重点强调量子理论的提出和发展。对于重点内容在课文中要求同学标志出来。4.1.3学时难点教学难点:相对论、量子理论等是抽象的概念,学生要理解是不容易的,是本节课的难点。教师利用一些课本有、学生也比较熟悉的、容易理解的实例来解释,以此让学生有所收获。4.1.4教学活动活动1【导入】第25课现代科学革命【音乐欣赏】《来自星星的你》主题曲(MyDestiny)【提问】伴着这抒情的音乐,有谁能给我们大家简单的介绍一下有关这部电视剧的相关内容吗?【过渡】对于这类作品,它们的出现有没有科学依据,是不是空穴来风呢?今天就让我们一起走进第25课,现代科学革命。活动2【讲授】第25课现代科学革命第一部分牛顿经典力学的危机【名言】如果说我比别人看得略为远些,那是因为我是站在巨人们肩膀上的缘故——牛顿。【提问】对于牛顿,你们都了解多少?【过渡】牛顿在很多领域都有着非常重大的成就,然而在他众多的研究领域中,有一项研究成果对后世影响最为突出的——那就是牛顿经典力学【概念】牛顿经典力学牛顿经典力学体系的基本内容:牛顿经典力学是20世纪以前的力学,它提出了两个基本假设:其一是假设时间和空间是绝对的;其二是假设一切可观测的物理量在原则上可以无限精确地加以测定。【过渡】在当时,对牛顿经典力学冲击最大的有两个无法解释的难题,一是一部分科学家否定了以太的存在,而第二个是在热辐射问题上物理学界产生了分歧。【视频】物理老师的相关名词解释。【总结】对于这两个问题的解释已经远远超过了经典物理学的范围。因为它已经涉及到了微观和高速运动的物质。可以说这在一定程度上是对经典物理学绝对地位的撼动,也可以说此时经典物理学正面临着一个巨大的危机,时间是19世纪末。(板书)第二部分爱因斯坦与相对论【过渡】中国有句古话说的好:时势造英雄。面对这样的危机,面对这样的挑战,敢于向物理学作出反击的第一人是谁呢?(爱因斯坦)他提出的理论叫做相对论。【概念】相对论包含两个基本原理:相对性原理和光速不变原理。【视频】爱因斯坦相对论【总结】相对论如果把它细分的话既可以分为狭义相对论和广义相对论。而对于相对论而言,既涉及到了宏观低速运动的状态,又触及到了微观高速的运动状态。如果把它与我们之前所说的牛顿经典力学相比,用四个字来概括的话,它们之间究竟存在着怎样的关系?第三部分量子理论中的微观世界【过渡】同学们注意的是爱因斯坦的相对论在研究的微观和宏观世界的问题上,其实它仍旧侧重的是宏观世界,而真正侧重对微观世界研究的是我们将要讲的下一部分内容——量子理论。【概念】量子理论是德国物理学家普朗克在1900年提出的。量子是一种辐射能量。【总结】量子力学在生活中应用【过渡】一位伟大的科学家可以代表一个时代,但一个伟大的时代的缔造绝不可能仅仅是一位科学家的成果。列举相关的科学家。强调有趣的是爱因斯坦最终因量子理论获得了诺贝尔奖,而不是以最为后人熟知的相对论,这也成了诺贝尔奖颁奖史上最大的缺憾。【课堂活动】其实类似的问题在我们日常生活中也比比皆是,比方说:你认为一根筷子可以提起一个装满米的杯子吗?【问题】当革命性理论与我们固有常识背道而驰。那么针对这一问题,给你带来的启示是什么呢?第四部分课堂小结【总结】以上问题说明了相对论的发现和量子理论的提出,从自然科学的角度,它的确促进了科学的发展,改变了人们的生活方式,但与此同时,它对人们的意识也有着重大的影响,因为它正在无形之中改变着人们的思维,我想这也是我们学习本课的最大意义。我们常说,历史与现实总是密不可分,历史是以往的现实,而现实又是历史的延续,面对科学的发展,从历史的角度,我想对同学们说的是,高山仰止,景行行止,虽不能至,然心向往之!活动3【活动】第25课现代科学革命活动一:观看物理老师相关视频,并分组讨论。活动二:学生分组做实验,并随后观看相关视频,让学生发现实验成功的关键因素。活动三:分组讨论问题,即当常识与革命性理论发生冲突时,我们对此应该保持一个什么态度?活动4【练习】第25课现代科学革命一、选择题1.1933年希特勒上台后,犹太科学家爱因斯坦选择移民美国,放弃愿意为他提供避难所的欧洲国家。悉知该消息时,法国物理学家保罗·朗之万评价道:“这是一个重大事件,其重要程度就如同把梵蒂冈从罗马搬到新大陆一样。”在此,朗之万()A.谴责纳粹德国迫害犹太科学家B.担心欧洲大陆的战争威胁日益临近C.意识到世界科学中心即将转移D.觉察到科学家全球流动为大势所趋【答案】C2.“根据这一理论,将时间和空间说成是绝对的是没有意义的,因为对这两种范畴的测量通常随着观察者的运动而改变。……对于门外汉来说,这些观点——通常用不能理解的数学公式解释——表明科学已经达到了能被人类所知的界限。”上述“理论”的主要意义是()A.开创了以实验为基础的近代科学B.预见海王星存在的准确性C.弥补经典力学对时空认识的不足D.发现能量辐射的运动原则【答案】C3.第三次科技革命的浪潮汹涌澎湃,蔚为壮观。它与前两次技术革命相比,既有不同的特点,又呈现出新的发展趋势。这具体表现为()A.新的技术和发明超出一国范围B.科学和技术之间开始走向结合C.学科越来越少且分工越来越细D.科学研究朝着综合性方向发展【答案】D4.1919年英国《泰晤士报》曾刊登标题文章——“科学革命”,两个副标题是“宇宙新理论”、“牛顿观念的破产”。具有“科学革命”意义的理论是()A.日心说B.量子论C.经典力学D.相对论【答案】D5.哥白尼、牛顿和爱因斯坦被称为近代以来最伟大的科学家,其理论的共同之处是()A.得到了科学实验的验证B.改变了人类对自然世界的认识C.推动了技术的重大突破D.科学地概括出物质运动的定律【答案】B6.菲利普·费尔南德兹一阿迈斯托在评价某科学家时指出:在他的宇宙里,“每一种现象都带有欺骗性。物质和能量可以相互转换。双胞胎以不同的速度衰老。平行线可以交叉。光线弯曲的径迹其实缠绕宇宙。”这位科学家是()A.伽利略B.达尔文C.牛顿D.爱因斯坦【答案】D7.20世纪初,提出光量子假说,解决经典物理学无法解释的光电效应问题的科学家是()A.普朗克B.麦克斯韦C.玻尔D.爱因斯坦【答案】D8.“把能量的变化看成是跳跃式的进行,成功地解释了经典理论无法解释的某些现象,打破了经典物理学中一切过程都是连续变化的观念。”这一理论的诞生主要是由下列哪一问题引起的?()A.研究热辐射B.揭示时空本质属性C.解释光电效应D.预测未知行星方位【答案】A活动5【作业】第25课现代科学革命一、非选择题1.(25分)阅读材料,完成下列要求。材料一第一次世界大战前,有不少学者对爱因斯坦的学说持怀疑态度。1919年,英国科学家爱丁顿对日全食的观测结果证实了爱因斯坦的理论,引起巨大轰动,世界范围的爱因斯坦热接踵而至。荷兰、捷克斯洛伐克、奥地利、美国、英国、法国、日本等国先后邀请他前往讲学。在中国,梁启超发起成立的讲学社曾拟邀请爱因斯坦来华讲学。北京大学校长蔡元培亦发出邀请,并得到其本人应允。虽然爱因斯