7.1 近代物理学的奠基人和革命者 教学设计
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1、一一 近代物理学的奠基人和革命者近代物理学的奠基人和革命者 学习内容分析学习内容分析 1.1.课标要求课标要求 了解经典力学的主要内容, 认识其在近代自然科学理论发展中的历史地位。 知道相对论、 量子论的主要内容,认识其意义。 2.学科内以及学科间的相互关联及衔接学科内以及学科间的相互关联及衔接 这一课的内容涉及物理学,高中物理对伽利略、牛顿、普朗克、爱因斯坦的理论都有讲 述,尤其是牛顿力学三大定律和万有引力定律。作为历史老师,讲述某一科学家的事迹或某 一重大科技发明时宜粗不宜细。 我们可以把重点放在评述它们在历史上的地位、 作用和影响。 对于本课的教学,建议联系以前所学内容,补充经典力学体系
2、的创立的历史因素。影响经典 力学体系的创立的历史因素有:文艺复兴、宗教改革、地理大发现等,可以联系必修三专题 六第二课“人性的复苏” 、 “人性的启蒙” 、 “与上帝的直接对话” ,必修二专题五第一课“开 辟文明交往的航线” 、 “文明的链接” 。也可以增加一些科学家的具体事迹,让学生感悟他们 历尽艰辛、不断探索、孜孜以求的科学精神。通过这些实际的例子,使同学们了解到个人想 取得成功,对人类做出较大贡献,必须有刻苦的精神、强烈的求知欲和对真理的执着追求。 教学目标设定教学目标设定 (1)知识与能力知识与能力 了解牛顿力学体系、量子力学、相对论的基本内容。了解物理学发展的基本线索,认识 其发展的
3、阶段特征和在自然科学发展中的地位。认识科学进步是在前人科技成果的基础上, 从理论上进行创新,构建新的理论、概念体系。 (1) 过程与方法过程与方法 本科内容理论性强,教师的引导和指导至关重要。但也要避免讲授式的教学,教师要尽 可能激活学生的知识储备,发挥学生的能动性,通过小组合作探究、情景模拟、文字和图片 材料分析比较法等,让学生听、看、讲、想、做、动、静等要素组合式教学防止教学过程教学过程中 的疲劳,保证教学的有效性。 (3)情感、态度与价值观情感、态度与价值观 通过本课的学习,培养学生对科学的热爱之情,了解科学创新的基本条件。通过对物理 学不断发展的学习,培养学生关注科技进步的习惯,培养学
4、生尊重科学的意识。通过本课的 学习,培养自己正确的自我意识,认识到科技发展中没有绝对权威。 教学策略设计教学策略设计 本课的重点是了解经典力学的主要内容, 认识到科学家的理论在近代自然科学发展历史 中的历史地位和贡献。 认识人类认识的发展过程。 难点是认识物理学理论创新的思想源泉和 方法,了解科学技术与社会发展之间的关系。 授课设计几个教学活动教学活动突破重点和难点。1、展现近现代四位物理学家的头像,让学生 合作讨论这四位科学家分别是谁,他们各有什么贡献?2、请学生设计有关牛顿和爱因斯坦 的对话。3、通过让学生说科学伟人的故事、名言等形式归纳出科学家成功的共同因素。4、 2005 年是世界物理
5、年,让学生畅所欲言,谈谈物理学的未来:21 世纪物理学还会有重大的 发现吗? 教学过程设计教学过程设计 导入新课导入新课 :(多媒体课件打出庄子的名言) 。 古代, 中国哲人庄子曾提出“判天地之美, 析万物之理”的人生追求,今天,这一追求演化成了一门具体的学科物理。物理是现代 工业的基础,没有物理,就没有高度发达的物质文明。 16 世纪中期以来,受文艺复兴的影响,科学逐渐从神学的桎梏中解放出来,人类开始 进入一个前所未有的实验科学的时代,物理学的新时期从此开始了。经过几个世纪的发展, 物理学已经成为一门有众多分支的、 令人尊敬和热爱的基础科学。 今天我们要学习的就是从 17 世纪到 20 世纪
6、初物理学的重大进展。 (多媒体课件打出近现代四位物理学家的头像)(多媒体课件打出近现代四位物理学家的头像)问:这四位科学家分别是谁,他们各有 什么贡献?(由(由 4 4 至至 6 6 人合作小组通过阅读教材、交流探讨、梳理知识脉络、概括要点完人合作小组通过阅读教材、交流探讨、梳理知识脉络、概括要点完 成表格。同时教师用多媒体打出物理学重大进展的主要成就及意义表。 )成表格。同时教师用多媒体打出物理学重大进展的主要成就及意义表。 ) (设计思路:通过此表让学生对近代物理学的发展脉络有个大概的理解,使学生形成(设计思路:通过此表让学生对近代物理学的发展脉络有个大概的理解,使学生形成 整体认识。 )
7、整体认识。 ) 在学生阅读、讨论、交流的基础上,教师强调指出(多媒体打出)(多媒体打出)四位科学家在物理学 发展史上的地位:伽利略是经典力学的奠基者,牛顿是经典力学的创立者,普朗克的量子论 和爱因斯坦的的相对论则构成了现代物理学的基本理论框架。 (多媒体打出文字材料)(多媒体打出文字材料)一位法国物理学家曾经这样评价爱因斯坦:“在我们这一时代 的物理学家中,爱因斯坦将位于最前列。他现在是、将来也还是人类宇宙中最光辉的巨星之 一。”“他也许比牛顿更伟大,因为他于科学的贡献,更加深入的进入了人类思想要领的结 构中”。 学生讨论:说说爱因斯坦的相对论和牛顿的力学体系的关系。从中你得到什么启示? 教师
8、总结: 爱因斯坦的相对论否定了牛顿的绝对时空观, 指出时间和空间不是绝对不变 的,而是随物质运动而变化。但狭义相对论并非全盘否定牛顿力学。牛顿力学反映的是宏观 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。牛顿所创立的概念,至今仍然是指导物理学的重要思想 。启示:科学理论 在不断完善和创新。人类对客观规律的认识不断深入。 (多媒体打出:讲一讲(多媒体打出:讲一讲请学生设计有关牛顿和爱因斯坦的对话) 教师: “牛顿和爱因斯坦,一个是经典时代的灵魂,一个是以量子力学和相对论为核心的 现代物理学的化身。 ”我们假设时空差距如此之大的两位巨人邂逅,
9、进行对话。请你根据所 学知识合理设计对话内容和结果。 (提示:牛顿起先对自己的绝对时空充满信心,但是随着 讨论的深入,他逐渐接受了相对论。 ) (说明:此设计意在通过学生自己的探究而不是教师的讲授来加深他们对牛顿的经典力 学和爱因斯坦的相对论理论的理解。 在此过程中允许学生对问题有自己特殊的见解。 教师要 尊重学生的个性化表现,为学生个性发展留出充分的发展空间,鼓励学生的批判性思维,独 立思考与感悟。但估计因学生的知识储备有限,难以进行合理的设计,所以教师最好在课前 提供相关材料让学生有所准备并借助同学之间的互助来完成) (多媒体打出“论一论” )(多媒体打出“论一论” )如果有人问你爱因斯坦
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