人民版高中历史必修三71《近代物理学的奠基人和革命者》教案

1、课题三维目标近代物理学的奠基人和革命者设计者赵燕燕1、知识与能力目标了解牛顿力学体系、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。2、过程与方法目标学生主动参与课堂讨论，注重同学间的合作探究。学会用观察法、比较法、阅读法等学习相关内容。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

2、对权威。学情分析教学策略高二学生经过一年的学习，大致了解了人类政治文明和经济文明史，奠定了学习思想文化史的基础。他们能够把思想文化史的内容和人类政治、经济史的相关内容联系起来， 从而形成对一个时代的整体认识， 也能体会经济、政治、思想文化三者之间的内在联系。同时，高二学生其认知水平、思维水平也有很大的进步，但独立的价值判断 独立思考能力学习方法和能力有待提高。1、问题教学法：不断的设问，能培养学生自主学习和探究创新意识。2、概念教学法：通过对概念的分析提高学生理解能力。3、材料教学法：通过历史材料的分析解读，提高学生的材料分析辨别能力，提升史料实证的学科素养。4、自主学习法：学生通过课前的预习

3、、收集相关资料来进行自主学习。5、合作探究法：通过学生的分组，来讨论解决问题。教学过程第 1页教学流程图开始课件支持激趣导入小组讨论环节一：牛顿力学体课件支持小组讨论系课件支持环节二：量子论材料分析课件支持环节三：相对论学生辩论结束教学环节教师活动学生活动设计意图导入新课1、【展图】亚里士多德、 哥白尼、激发学生学习兴布鲁诺、培根、伽利略、笛卡尔趣，引出本课题等科学家的画像和主要成就。的 核 心 概 念 线2、【过渡】 15 世纪中期以来，体悟科学发展的历程索。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

4、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。环节一（一）：牛顿力学体系牛顿力学诞生的时代背景【展图】 16、17 世纪英国社会变化与牛顿以小组为单位，讨论培养学生的历史1550 年起，英国宗教改革出现清探究牛顿力学产生的第 2页牛顿力学诞生的时代背景教徒运动， 推崇刻苦、 勤奋生活。1616 年，莎士比亚去世，生前将文艺复兴推向高潮。1620 年，剑桥大学成为知识分析骚动的地方。1623 年，英国颁布世界上第一部正式的专利法垄断权条例。1626 年，唯物主义和现代实验科学的始祖培根去世。1640 年，促进“物理

5、数学”发展的皇家学会成立。1640 年，反对专制王权的英国资产阶级革命开始。1642 年，牛顿出生于一个清教徒家庭。1651 年，英国颁布旨在与荷兰争夺海上霸主地位的航海条例 。1687 年，牛顿出版自然哲学的数学原理。【设问 】1、阅读以上年表，指出16、17 世纪的英国社会出现哪些变化？2、在以上所列事件中国任选一点，说说其与牛顿成就的联系。【总结】科学是“社会的科学”,社会中的各个要素如经济、政治、社会意识形态等，在与科学发展相协调时，就会推动科学的发展。时代背景。小组代表发 言 阐 述 本 组 的 观点。时空观。是学生能够知道特定的历史现象是与特定的历史时间和空间相联系的。能在不同的时

6、空架构下理解历史上 的 变 化 与 延续，全面理解特定的时代关系。环节一（二）：牛顿力学体系牛顿力学体系的主要内容和历史影响【活动设计 】物理知识大比拼，牛讲讲这些物理现象中的物理学原问题抢答一、活跃课堂气理。氛，加深对牛顿顿【总结 】运 动 定 律 的 理牛顿第一定律：解，感悟科学家经牛顿第二定律：治 学 为 人 的 精牛顿第三定律：神。第 3页典万有引力定律力【材料展示一 】可以 ，牛 是将 哲学和 法系 地用于分析概括材料，小 学科学研究的开 者。而且，牛 和 述。 法的 度是 的、 事的求是的。 他使用并倡 的科学方法，武装了一代代科学家，至今 在 作用。照主亮宇宙的智慧之光牛 内【

7、】牛 的科学研究方法有容何特点？ 近 代科学 展有何影响？和【 】作用：牛 “ 演绎 ”、 、 数学的精确 量等科影研方法 近 代科学研究具有巨大的指 意 。响【材料展示二 】牛 体系的本 在于，地球和其他天体都按照相同 律运 ， 并且可以量化 算，你可以将太阳系的任何一部分拿出来，根据 律 行 算，从而精确的 知行星的位置和运 方式。大国崛起解 用牛 力学算出了哈雷彗星回 周期和海王星的 道位置。【 】作用： 典力学具有惊人的 性和巨大的理 指 意 。【材料展示三】天空最深 的秘密被揭示，最外面的天球旋 的力不再 藏。如今我 知道彗星陡然 向的运 方式 去曾令我 感到恐惧 在的我 已不再 划

8、 天 的一抹亮迹通 史材料的分析解 ，掌握牛 典力学体系的主要内容和重要影响。提高学生的材料分析辨 能力，提升史料 的学科素养，提升学生的抽象、理性思 能力。第 4页惴惴不安凡夫俗子啊，起来！抛掉俗念；并由此 埃德蒙哈雷【 】 牛 力学 自然界的力学 象作出了系 、 合理的 明， 典力学不但 自然科学 生了很大影响，在社会科学 方面，特 是 哲学和人 思想 展，也 生了重大影响，促 了理性力量的增 ，推 了启蒙运 。【 】科学革命 是 社会革命。科学的理性精神推 人 社会各方面 行广泛的理性探索，促 社会整体 展。 二：量子力学量子力学【 】决 量子之 ：（ 渡） 19 世 末，面 感悟掌握量

9、子力学的典物理学近乎完美的 展，有的基本内容，理解物理学家表示： “ 19 世 已 将科学 展的不 物理大厦全部建成，今后物理学断性，学 科学家只是修 和完美 座大厦。”家献身科学， 可是，随着人 的不断 展，持不懈的 大品 典力学受到了越来越大的挑 。 。 典物理学是以日常生活中常 的低速运 的物体 研究 象的，一旦 入光速运 ， 典物理学的某些 就 得不准确。在 种背景下，相 与量子 运而生。下面我 一起来探 物理学的 展。 ：（代表人物）普朗克，生于基 。 1879 年普朗克在慕尼黑大学 得博士学位后，先后在慕尼黑大学和基 大学任教。由于量子 立，普朗克 得1918 年 物理学 。他的父

10、 是一位杰出的法律教授。普朗克是德国人所具有的最好品 的范例： 第 5页恳、忠于职守，他的业余爱好是音乐，在这方面表现了专业艺术才干；另一项业余爱好是他一直坚持到晚年的登山运动。量子论确实深奥难懂，甚至连量子论奠基人之一的玻尔都说：“如果谁不为量子论而感到困惑，那他就是没有理解量子论。”量子力学标志着人类对客观规律的认识，开始从宏观世界深入到微观世界。环节三：相对论【设问 】问题什么是爱因斯坦的“时空”？相对论的建立有何意义？阅读课本相关材料，掌握相对论的基【总结 】梳理基本知识点。本内容。1狭义相对论相对论（ 1）提出： 1905 年，爱因斯坦发表 论动体的电动力学 ，创立狭义相对论。（ 2

11、）内容：相对性原理和光速不变原理；时间和空间都与物质的运动有关，随着物质运动速度的变化而变化。（ E=:cric2 ）（ 3）认识：否认了牛顿力学的绝对时空观点，是对牛顿力学的继承和发展。2广义相对论（ 1）提出： 1916 年，爱因斯坦把狭义相对论推广到加速运动的参考系中，建立了广义相对论。（ 2）内容： 物质存在的现实空间不是平坦的， 而是弯曲的；空间弯曲的程度体现为引力场强度；时间、空间不是独立的实在，它们是物质存在的形式。（ 3）认识：它第一次阐述了四维时空和物质的分布相联系的重要思想。3相对论建立的意义第 6页（ 1）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

12、了空间、时间的可变性，而且指出时空的变化和时空结构同物质的运动和状态密不可分。（ 2）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深远的影响。（ 3）相对论同量子理论一起，构成了现代物理学的基本理论框架。【合作探究 】相对论与牛顿力学的关系怎样？牛顿力学与爱因斯坦相对论的关系？牛顿力学相对论 和空 具 和空 具有 性。有相 性。 反映宏 物体 反映物体高速低速运 的客运 的客 律。律。继承发展【总结 】爱因斯坦相对论对牛顿力学体系有否定之处，也有继承和发展（ 1）否定：根据狭义相对论，牛顿所说的绝对时间和空间都不存在了，从而，作为绝

13、对静止参考系的“以太”概念也就不再需要。根据广义相对论，牛顿力学中的“空虚空间”这个概念就失去了它的意义。（ 2）继承和发展： 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。分析概括，小组讨论培养学生“历史和阐述。比较”的学科能力。使学生能够客观客观论述历史现象，有理有据的表达自己的看法。学会从历史中发现问题，以全面、客观、辩证、发展的眼光看待和评判历史。第 7页小结课堂练习教学反思小结成就近代物理学奠基人近代物理学的革命者培养学生对知识科学家伽利略牛顿普朗克爱因斯坦进行总结归纳的牛顿运动三狭义相对论梳理回顾知识点，完能力。（

14、 1905）和科学自由落体定律科大定学律发；万展量子概念成小结表格。成果律。广义相对论（ 1916）有引力定对自然界力学做了系统合理的标志着人类对客观是对近代物理学理论框架的重大突的说明，完成了人类对自然界意义思想进步 规律的 认识，开始 破，是人类 思想发认识史上的第一次理论大综合从宏观世界 深入到 展史 中的一次 根本人类 认识史上的飞跃 促进了理微观世界性变革 。性时代 的到来科学的灵魂科学 是一种 有力的工具，如何使用感悟科学发展的力量，思想人类它，它是 人 福 是将 ， 取决于人的本身， 而不是取决于工具与科学的相互关 一个民族而言系。缺失人文的科学是麻木的缺失科学的人文是 弱的双重

15、缺失 是愚昧的选择题达到对知识的巩固并灵活应用1、 本节课设计多个 教学活动 来突破重点和难点， 可以充分调动学生的学习积极性，激发学生兴趣。但有些 教学活动 因为学生的知识储备量有限，要教师予以有效引导，或者在课前提供相关材料让学生准备。在教学活动中教师要善于并及时总结，肯定学生的精彩发言。2、 本节课突出学生的主体性，把时间还给学生，把课堂变成真正的“学堂”。但教师要注意基础知识的巩固落实，可以采取多种形式多样的方法落实基础知识。3、 本节课的有些内容学生在物理课和初中已经学过。教师在认真学习研读课程标准的基础上，大胆取舍教材内容，课程标准规定的内容要讲解清楚，让学生理解透彻，课程标准以外的内容可以让学生自主学习或课外阅读；学生看得懂的教师就不要讲，否则就是浪费时间，学生能发现的，教师就不要点明，否则就是限制了学生的发展。在本节课学习中要善于引导学生养成自主、合作、探究学习的习