2015-2016学年人民版历史必修三 专题七 第1课 近代物理学的奠基人和革命者 教案.

1、2015-2016学年人民版历史必修三 专题七 第1课 近代物理学的奠基人和革命者 教案学习内容分析1.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 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，补充经典力学体系的创立的历史因素。影响经典力学体系的创立的历史因

2、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。学习者分析高一学生在初中和高中物理课上对伽利略、牛顿、爱因斯坦、普朗克的理论有所了解，知道一些这些物理学巨匠的名言和事迹。经过高一上学期的历史学习，有了一定的分析材料的能力。教学目标设定（1）知识与能力了解牛顿力学体

3、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中的疲劳，保证教学的有效性。（3）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

4、步的习惯，培养学生尊重科学的意识。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年是世界物理年，让学生畅所欲言，谈谈物理学

5、的未来：21世纪物理学还会有重大的发现吗？教学过程设计导入新课：（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）问：这四位科学家分别是谁，他

6、们各有什么贡献？（由4至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）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）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

7、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：讲一讲请学生设计有关牛顿和爱因斯坦的对话）教师：“牛顿和爱

8、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，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

9、并借助同学之间的互助来完成）（多媒体打出“论一论”）如果有人问你爱因斯坦和牛顿哪一个是更伟大的物理学家，哪一个对人类作出了更大的贡献。你一定会觉得莫名其妙，用句俗语，这就叫关公战秦琼。不过2005年英国皇家学会(Royal Society)刚刚结束了这场争论，并用投票的方式决定了谁更利害，牛顿获得了全面的胜利，不论是专家还是公众都把更多的支持给了牛顿。那么，你会把票投给谁呢？请说明理由 。（说明：此设计可以是学生个别自由回答，也可以分组进行辩论。无论学生支持哪位科学家，只要言之有理，教师都要加以肯定。此环节意在使学生认识两个科学家和他们创立的理论在近代自然科学发展史中的历史地位及贡献。）（多媒

10、体分别打出牛顿和爱因斯坦的贡献）牛顿的主要贡献： 经典力学创建者 微积分的创建者 光学的主要奠基人 教师总结：牛顿是整个物理学及近代自然科学的奠基人，在很多领域都作出了划时代的贡献近代物理可以说是对牛顿经典物理学的重要修正，但我们必须承认，近代物理，不论是量子力学，还是相对论仍然是深深地植根于经典物理学之上。通俗地说，今天我们要学习物理学，第一步仍然是要从牛顿的物理学开始学习，而没有任何其他替代途径。 爱因斯坦的主要贡献： 狭义相对论创建者 广义相对论创建者 量子力学奠基者教师总结：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，而且说明，无论是空间还是

11、时间都不可能单独发生变化，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了及其深远的影响。爱因斯坦是现代物理学(相对论和量子力学)的奠基人 。联合国大会将2005年定为“国际物理年”。正是为了纪念爱因斯坦及其所象征的现代物理学萌芽100周年。（多媒体打出“说一说”）物理学漫长的发展史犹如群山万壑，令无数人仰视并倾倒的巅峰无疑当属牛顿和爱因斯坦。那么他们取得非凡成就的原因是什么呢？让我们追踪他们的成长之路去探寻科学伟人的成功之路。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

12、：好奇心，自信心，坚持不懈，勤奋探索，坚强的意志，开拓创新和献身科学事业精神等。（多媒体打出思考题）有学者认为，从加俐略到爱因斯坦，17世纪到20世纪的物理学经历了三次理论上的革命。分析物理学取得重大进展的原因以及产生的影响。学生交流讨论，教师指出：原因（1）生产力发展和社会发展的需求。（2）人文主义和理性主义的兴起解放了人们的思想。（3）前人的研究成果。（4）科学家们的个人天赋和不懈努力。 影响主要表现在三个方面：一是对其他学科的影响，包括对既有学科的影响，如物理学、生物学、化学向纵深拓展；还包括在它的影响下出现了一些新的学科，如核物理、离子化学、纳米科学、激光科学、高能物理学等。二是理论突

13、破对科学技术和生产力产生巨大的推动作用。理论上的突破创新很快发展为新兴的科学技术，转化为现实的生产力，引发了一次又一次产业革命。三是对思维观念的影响。现代物理学向人们展示了与传统观念完全不同的时空，并大大拓展了人类的认识领域和范围，彻底改变了人们的时空观念和认识论、方法论，打破了同时性等僵化观念。（多媒体打出“各抒己见”）实施载人航天工程有力地推动了我国科技跨越式发展，带动了相关科学技术的整体跃升形成了一批新兴产业，对促进我国经济社会发展具有十分重大的意义。实践告诉我们，高度重视和充分发挥科学技术的重要作用，努力以科技发展的局部跃升带动经济社会发展，是加快发展的一个重要途径。 胡锦涛在庆祝我国

14、首次载人航天飞行圆满成功大会上的讲话阅读上面材料，阐述你对科学技术与社会发展之间的关系。学生回答基础上教师指出：科技是把“双刃剑”，当人类合理而明智地利用技术时，给人类带来许多恩惠；但是如果利用不当，甚至滥用，就会给人类带来诸如生态失衡、资源枯竭等问题。人们有责任避免技术的滥用，既要大力发展和应用先进的科技，还必须细致分析技术的正负效应，让技术更好地服务于人类。（多媒体打出2005年世界物理年的，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？）（多媒体打出物理诺贝尔奖获得者德布罗意在物理学的未来一文中的话“我们的知识越发展，自然就越是以其多种表现证明它拥有无尽的财富；甚至

15、在很先进的科学领域，如物理学，我们也没有理由认为我们已经“耗尽”了自然财富，或者认为我们已经接近完整地掌握了自然界的全部财富。”（多媒体打出）19世纪末，当普朗克还是一个少年要考大学物理系时，物理学界普遍认为：物理学应该没有多少可以发展了，只剩下几朵乌云而已；关于这个世界的物理方面的疑问，物理学家大多能给出相当准确的答案。一位物理老师对普朗克说：孩子！你生不逢时，物理学已经没有多少问题可供你研究了。但是，正是这位少年普朗克在20世纪初研究黑体辐射时提出了量子论，为现代物理学的发展奠立了第一块基石。一种颇具代表性的观点是，目前物理学对宇宙的了解，包括猜想只有4，而完全不知的竟占到了70，例如，我

16、们对宇宙中的神秘能量暗能量和暗物质的了解有多少呢？我们知道的越多，发现我们不知道的也越多。这是人类的进步，时代的发展。物理世界等待着青年人去探索。（多媒体打出2007你物理诺贝尔奖的获得者的图片）教师引导学生联系物理学家霍金的成就，得出：物理学的重大发现此起彼伏，从来没有停止过，也不会停止。“江山代有人才出，各领风骚数百年”，同学们，努力啊！ 形成性练习：【选择题】1“自然界存在着规律，而且规律是能够被发现的。这给人类带来从未有过的自信，人们开始用理性的眼光来打量世界。”下列科学家中做出了这一伟大贡献的是A爱迪生 B爱因斯坦 C牛顿 D瓦特2下列各项中，不属于牛顿提出的物体机械运动定律的是 （

17、 ）A万有引力定律 B加速度定律 C惯性定律 D作用与反作用定律3牛顿力学完成了人类对自然界认识史上的第一次理论大综合，主要是因为（ ）A构成了近代力学体系的基础B第一次否定了亚里士多德的学说C第一次把宇宙间的运动统一起来D使自然科学摆脱了宗教神学的束缚4爱因斯坦相对论的提出，是物理学思想的一场重大革命。因为相对论A否定了牛顿经典力学的原理B是人类认识微观世界的革命C修正了能量、质量互相转化的理论D提示了时间、空间并非绝对不变的属性5现代物理学的基本理论框架包括 （ ）牛顿力学 量子理论 相对论 自由落体定律A B C D 6下列物理学理论提出的先后顺序是 （ ）相对论 牛顿力学 量子理论A

18、B C D719世纪，英国科学家开尔文说：物理学睛朗的天空中还留有“两朵乌云”，一个是热学的黑体研究中出现的与能量均分定律相矛盾的现象，另一个是光学中寻找和证实“以太”的实验。后来正是这“两朵乌云”引来了一场暴风雨般的革命，从而诞生了相对论和量子理论。结合所学知识，回答下列问题：（1）物理学领域“两朵乌云”的出现说明了什么问题？（2）相对论的诞生在当时具有怎样的重大历史意义？（3）量子理论的提出在实践上产生了哪些重大影响？8阅读下列材料：材料一、伽利略发明望远镜观察证实了日心说的正确，其关于两个世界体系的对话使日心说成为摧毁教会教义和传统“科学”框架的理论，因而遭到教会的指控和迫害，1633年

19、伽利略被罗马教廷宗教裁判所判刑入狱，后改为在家监禁。他仍坚持科学研究，并将自由落体方面的研究成果转运到荷兰，1638年出版了两种新科学的对话，此书奠定了伽利略近代力学创始人的地位。1979年罗马教廷承认对伽利略的压制是错误的，并为其“恢复名誉”。但教会对科学的干涉和对伽利略的迫害所造成的严重后果是无法挽回的。伽利略之后，意大利在很长一段时间内，没有再产生重要的科学家。 摘自物理 必修一材料二、牛顿所创造的概念，至今仍指导着我们的物理学思维，谁企图在真理的认识的领域内要人们认为他是不可动摇的权威，那他就要在上帝的哈哈大笑中垮台。 爱因斯坦 材料三、1921年爱因斯坦获得了诺贝尔奖金，但奖来得十分

20、不易。当时不少德国的诺贝尔奖获得者威胁说，如果给相对论授奖，他们就要退回已获奖章，结果评委会找到了一个办法，让爱因斯坦作为光电效应理论的建立者而得奖，相对论始终没有获得诺贝尔奖。 吴国盛科学的历程思考：上述材料中的科学家留给我们哪些启示？答案：1C 2A 3C 4D 5C 6B7（1）暴露了经典物理学理论中的隐患，提示了经典物理学的局限性，反映了经典物理学的危机。（2）相对论是近代物理学理论框架的重大突破，形成了全新的时空观、运动观和物质观，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了极其深远的影响。（3）量子理论成为反映自然界基本规律的理论体系，指导着人们向物质运动的各个层面进行深入探讨，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。8启示：1、体会尊重事实，不迷信权威、勇于探索创新的科学精神。2、认识科学发展并不是一帆风顺的，但科学