《第5课20世纪的科学伟人爱因斯坦》教学设计(湖北省县级优课)-科学教案

选修四第六单元第5课20世纪的科学伟人爱因斯坦[教材分析]本课教材以爱因斯坦生平为线索，介绍了他的主要科学成就即：提出狭义相对论、广义相对论、光量子假说等及爱因斯坦脚踏实地进行科学研究和勇于创新精神和他为世界和平而斗争为世界和平事业做出了贡献。“中外历史人物评论”“模块特点”，侧重于历史人物的教学；本课通过对爱因斯坦的学习，了解爱因斯坦所处的历史环境，文化传统及历史发展趋势。[教学指导意见]基本要求 了解爱因斯坦的成长历程，简述他的主要科学成就：提出狭义相对论、广义相对论、光量子假说等。感受爱因斯坦脚踏实地进行科学研究和勇于科学创新的精神。发展要求认识爱因斯坦对科学和社会发展的巨大推动作用，感悟其成长的人生启迪。说明 教学时可联系必修Ⅲ专题七“近代物理学的奠基人和革命者”一课的有关内容。[学习目标]（一）知识与能力简述爱因斯坦的主要科学成就；了解他的成长历程，感受他对科学的创新精神，理解爱因斯坦的科学成就对科学和人类社会发展的巨大贡献；培养学生阅读材料能力，学会运用历史唯物主义基本观点，认识爱因斯坦取得成功的原因。（二）过程与方法1、整合教材资源引导学生选择，提供情境材料来体验感知历史、理解历史，主动参与合作交流的历史学习过程。2、引导学生运用探究性学习方法，采用合作教学的手段通过对爱因斯坦生平事迹的了解，认识他的主要科学成就及其对社会的责任感。（三）情感态度价值观通过本课学习，使学生认识科学创新精神是人类不断进步的源泉，使学生懂得科技的力量，以及爱因斯坦的科学精神，感受伟大科学家的优秀品质，从而树立对社会历史使命感和责任感。[重点、难点]重点：了解爱因斯坦的成长历程，简述他的主要科学成就，感受他脚踏实地地进行科学研究和勇于科学创新精神。难点：认识爱因斯坦对科学和社会发展的巨大推动作用，感受其成长的人生启迪。[教学理念与方法]1、“历史是人创造的，人是历史的灵魂”关注人侧重于历史人物的教学，结合科学家的事迹，体现科学创新精神及崇高的人生品格。2、紧扣课标补充、提供学习材料，引导学生积极主动地参与学习，体验学习过程的快乐；设计探究问题，加强合作交流。3、“以中外历史人物评说”模块为背景，引导学生注重对整个模块的整体把握。[教学过程]一、爱因斯坦的青少年师：以视频中国原子弹的发明为载体导入新课，再分析爱因斯坦的青少年，归纳总结：爱因斯坦的青少年的成长历程，给学生有哪些启发。接着展示“世界物理年”指出联合国大会将2005年确定为“国际物理年”这是联合国首次为一个学科确定的全球规模的纪念活动，为什么2005年被定为世界物理年而隆重纪念？生：2005年是爱因斯坦逝世50周年，同时也是他提出狭义相对论100周年。师：爱因斯坦，这位在许多国度千年人物（1001－2000年）评选中都居榜首的俊杰，绝不仅仅是因为物理学上的成就，他既是伟大的科学家，现代物理学的开创者和奠基人，更是杰出的思想家，。二、爱因斯坦的主要科学成就引导学生阅读课本并结合必修专题七《近代物理学的奠基人和革命者》师生共同解决下列问题：师：设问爱因斯坦为什么被视为20世纪最伟大的科学家？生：提出狭义相对论、广义相对论、光量子假说等。在学生回答之基础上补充说明。以牛顿力学的代表的经典物理学无法解释19世纪末以来的物理学新发现。如：微观世界、原子、宇宙放射线、高速光学元素的放射性、电子运动、黑体辐射、光电效应等，看来经典物理学的绝对时空观已经不合时宜，这种状况随着20世纪以来科学研究的不断深入而日益显现。如神秘的“以太”一直不能被证明是存在的。高速运动的微观粒子发生的现象非经典力学所能解释等。物理学只有来一番彻底之革命，才能适应科学研究的形势，在这种背景下，相对论光量子论应运而生。师：设问2什么是狭义相对论？有何重要意义？（在学生回答的基础上补充说明）补充：1905年《论物体的电动力学》发表标志着狭义相对论诞生，拓展了物理光的研究空间和应用领域，从日常范围到宏观宇宙空间；开阔了人们的思维。师：设问3：什么是广义相对论和光量子论假说提出有何意义？在学生回答问题的基础上归纳陈述：1915年爱因斯坦又创立了广义相对论，进一步提示了时空结构（四维空间）同物质分布的关系，指出了物质间所存在的有引力，是由于物质的存在和分布使时间和空间的性质不均匀（即时空弯曲）而引起的，爱因斯坦还在宇宙，统一场论等物理学领域也取得了伟大的成就。师：设问4爱因斯坦取得伟大的成就，他是天才吗？（引导学生阅读课本及“历史纵横”罗盘针故事，感受科学家成长的历程），然后指出爱因斯坦取得伟大成就和他小时候的学习态度是分不开的。师：展示下列材料：材料（一）我没有什么特别的才能，不过喜欢寻根刨底地追问问题罢了。――爱因斯坦智慧并不产生于学历，而是来自对于知识的终身不懈的追求。――爱因斯坦一个人只有以他全部的力量和精神致力于某一事业时，才能成为一个真正的大师，因此全力以赴才能精通――爱因斯坦材料（二）有次一个美国记者问爱因斯坦关于他成功的秘诀。他回答：“早在1901年，我还是二十二岁的青年时，我已经发现了成功的公式，我可以把这公式秘密告诉你那就是：A＝X＋Y＋Z，A是成功，X是努力工作，Y是懂得休息，E是少说废话，这公式对我有用，我想对许多人也是一样有用。”问：从以上材料中我们感受到了爱因斯坦哪些科学精神？对我们有何启示？生：勤奋好学的求知态度，热爱科学，脚踏实地科学研究，对科学的不懈追求及正确的科学研究方法等。对我们现在学习上应当要有正确的学习方法，应该勤学好问，好独立思考等。过渡：爱因斯坦不仅是一位伟大的科学家，而且是一位具有正义感的社会活动家，时刻关心人类的进步和平、倡导和平、反对战争为人类和平等进步而斗争。三、爱因斯坦的其它贡献――为人类和平进步而斗争思考：爱因斯坦为人类和平进步事业做了哪些工作？（要求学生结合爱因斯坦生活的时代背景）在学生回答的基础上归纳：爱因斯坦生活的时代曾经历了人类历史上最为空前的两次世界大战，他没有因为埋头于科学研究而把自己置身于社会之外，而是一直关心着人类的文明和进步，并为之顽强勇敢地战斗。师：指导学生阅读图片，爱因斯坦身后升起了蘑菇云，这幅图片经常出现在美国杂志封面上，爱因斯坦根据相对论的观点提出质能转换理论后，写信给美国总统，建议研制原子弹，开展了原子弹的研究和制造，当原子能广泛地应用于人类生活中时，这幅图成为一位伟大科学家对人类做出的重大贡献的标志。从中我们能得到什么启发？生：科技是第一生产力，科技推动着人类社会的发展。师：1945年8月，美国用两颗原子弹轰炸了人口稠密的日本城市，这件事成为爱因斯坦终身遗憾。综合上所述我们应当如何对待科学的发展？生：科技能造福人类，推动生产力发展，但如果运用不当也能危害人类。师：展示下列材料：“只有献身于社会，才能找到那实际上是短暂而有风险的生命意义。”―－爱因斯坦“我每天上百次提醒自己，我的精神生活和物质生活，却依靠着别人的劳动，我必须尽力以同样的分量来报偿我们领受了的和至今还在领受着的东西”――爱因斯坦“一个人价值，应该看他贡献什么，而不应当看他取得什么”――爱因斯坦“安逸和幸福，对我来说从来不是目的。我将这些伦理基础为猪倌的理想……”――爱因斯坦从以上材料中我们能感受到爱因斯坦有哪些崇高的人生品格？生：乐于奉献精神，对社会有崇高的责任感，忧他人之忧，乐他人之乐，淡泊名利，生活节俭，热爱生活，也挚爱人类等……课堂探究：第一次世界大战爆发后，连那些素来不问政治、清高脱俗的教授和学者也加入了“保卫祖国”的大合唱。爱因斯坦本人则公开声明自己是和平主义者，反对一切战争。他认为科学是全世界的，因此像躲避瘟疫一样，避开那些数不清的对炮弹、潜艇和飞机的研究。他说：“在我看来，战争是多么卑鄙、下流！我宁愿被千刀万剐，也不愿参与这种可憎的勾当。”进入20世纪30年代以后，爱因斯坦逐渐转变为积极的和平主义者。1933年4月，有人请求他出面援助因拒绝服兵役而被捕的比利时青年，他发表公开信回答说：“如果我是比利时人，在目前的形势下，我不会拒绝服兵役。我将愉快地参军。我相信，这将有助于拯救欧洲。”后来爱因斯坦移居美国。在得知希特勒动员力量进行核研究的消息后，他毅然给罗斯福总统写信，建议美国加快研究。爱因斯坦在为英国一刊物撰稿时写道：“科学是一种强有力的工具，如何使用它，它是给人类赐福还是给人降祸，则取决于人本身，而不是取决于工具。刀子对人生活是有用的，但是它能够用来杀人。------我们的唯一希望在于，拒绝任何有助于战争准备或者战争意图的行为。”(1)根据材料，指出爱因斯坦和平主义思想的变化。答：①反对一切战争；②用正义战争抗击非正义战争；③消除导致战争的因素。(2)根据材料并结合所学知识，简要评析爱因斯坦关于科学与战争关系的基本观点。答：①科学不能为战争服务；②迫不得已时科学应该帮助正义战争制止非正义战争；③防止科学成果用于战争，威胁人类生存。④从人道主义出发，体现了科学家的良知。⑤科技进步具有双重作用，可用来自我毁灭，也可造福人类。⑥科技造成的灾难实际上是其应用者——特定的制度体系造成的。⑦科学的发展为战争杀伤力的增强创造条件，威胁世界和平。因此，他积极致力于防止核战争。[课堂小结]看下列诗歌，让学生朗读：我们全部都获益不浅，及全世界都感谢他的教诲。那专属于他个人的东西，早已传遍广大人群。他像行将陨灭的慧星，光华四射，把无限的光芒同他的光芒永相连结。师：1955年4月18日，爱因斯坦病逝于普林斯顿。遗嘱执行者用歌德悼念席勒的诗结束了那朴素的葬礼。爱因斯坦的伟大业绩和精神永远留给了人类。课堂讨论活动：师：怎样才能培养出中华民族伟大复兴所需要的科学人才？（通过讨论学生可以从科学家们的科学精神和对社会的责任感等方面，只要言之有理即可）微课展示：组织学生阅读爱因斯坦的人物传记，可上网查找资料，以书面形式分小组讨论读后感。材料一20世纪初,爱因斯坦从相对论出发提出著名的质能关系式E=mc2,这为核开发提供了理论基础。材料二德国十分重视这一理论的军事价值,在相关研究中处于领先地位。第二次世界大战爆发之后,爱因斯坦向美国总统罗斯福建议,应抢在德国之前研制出原子弹。材料三美国政府于1945年8月投放原子弹到日本广岛、长崎,造成平民伤亡严重,爱因斯坦得知后,非常痛心,他说,致信罗斯福提议研制核武器,是自己一生中最大的错误和遗憾。他甚至懊悔当初从事科研。解析：本题属于开放性问题,答案不求唯一。对爱因斯坦的做法和认识可从其主观目的即维护世界和平方面考虑;科技的发展具有双重作用,我们应尽量趋利避害,使其为人类和平进步事业的发展做出贡献。（1）结合上述材料,分析爱因斯坦的做法究竟是正确还是错误。(1)爱因斯坦基于打败法西斯和他对维护人类和平的热忱从而做出上述举动,是正确的。（2）从中我们得到什么启发?(2)启发:①科学研究应当用于促进社会发展、保持人类和平等方面;②科学对军事技术进步的推动作用巨大,有时能够起到以暴制暴,从而赢得和平的作用;③科学研究的初衷,与其后的实际应用效果之间可能会出现较大偏差等。（3）我们应怎样对待科学的发展?(3)态度:①科学发展本身,是客观而不受任何利益集团左右的。②我们应以理性的态度来看待科学的发展,既要努力学习,进一步推动科学发展,同时也要控制科研成果的实际应用,使其向着造福人类的方向发展。名人名言：成功的秘诀一个爱说废话而不爱用功的青年，整天缠着大科学家爱因斯坦，要他公开成功的秘诀。爱因斯坦厌烦了，便写了一个公式给他：A＝x＋y＋z爱因斯坦解释道：“A代表成功，x代表艰苦的劳动，y代表正确的方法……z代表什么？”青年迫不及待地问。“代表少说废话。”爱因斯坦说。最后总结，归纳知识结构。【方法指导】历史选修《中外历史人物评说》学习方法指导一、《人物史》学习三要求1、把握人物特点，避免千人一面——掌握每一位历史人物的主要活动和他对历史所作出的贡献。（个性）2、时势造英雄——把握这位历史人物的时代背景和时代赋予他的历史使命。（共性）3、站在历史角度，评价历史人物。同时学会举一反三。（规律）二、如何评价历史人物1、分析背景，明确时代要求，从历史发展的角度论证其在历史上的贡献、地位和影响；2、从现实需要的角度分析其措施和作用，论证其是否解决了现实问题，满足现实需要的程度如何，是否有利