北师大版（2019） 选择性必修第四册 Unit 12 Innovation Lesson 1 Scientific Breakthroughs教案

北师大版（2019）选择性必修第四册Unit12InnovationLesson1ScientificBreakthroughs教案科目授课时间节次--年—月—日（星期——）第—节指导教师授课班级、授课课时授课题目（包括教材及章节名称）北师大版（2019）选择性必修第四册Unit12InnovationLesson1ScientificBreakthroughs教案设计思路本节课以培养学生的创新意识和科学素养为核心，围绕北师大版选择性必修第四册Unit12InnovationLesson1ScientificBreakthroughs的内容展开。课程设计以课本为依据，结合学生所在年级的知识深度，通过引导学生探讨科学突破的产生过程、影响及意义，激发学生思考创新在科学发展中的重要作用。课程采用问题驱动、案例分析和小组讨论等多种教学方法，注重培养学生的实践能力和团队合作精神，使学生能够在实际情境中运用所学知识，提高综合素质。核心素养目标1.科学探究与创新意识：培养学生运用科学思维和方法探究科学突破的过程，激发创新潜能，形成独立思考和解决问题的能力。

2.科学态度与责任：引导学生树立正确的科学态度，尊重科学规律，关注科技发展对社会的影响，增强社会责任感和使命感。

3.科学精神与实践能力：通过案例分析，培养学生批判性思维和团队合作精神，提高实践能力，为将来的学习和工作打下坚实基础。教学难点与重点1.教学重点

-科学突破的定义与分类：让学生明确科学突破的概念，包括它如何在各个领域如物理、化学、生物等中体现，例如解释爱因斯坦的相对论是如何被视为科学突破的。

-科学突破的影响：强调科学突破对社会、经济、技术等各个方面的影响，如通过实例说明互联网技术对现代社会的改变。

-创新的过程与方法：教授学生如何通过观察、实验、分析等方法进行创新思考，例如通过展示科学家如何通过实验得出重大发现的过程。

2.教学难点

-科学突破的创新思维：帮助学生理解创新思维的形成和运用，难点在于如何让学生理解抽象的创新过程，如通过分析牛顿发现万有引力定律时的思维跳跃。

-批判性思维的培养：教会学生如何批判性地分析科学突破的案例，难点在于如何引导学生从多角度审视问题，如让学生探讨某一科学突破是否真的解决了问题，还是仅是理论上的进展。

-实践能力的提升：难点在于如何将理论知识转化为实际操作，例如在分析科学突破的案例时，如何引导学生设计实验或提出创新方案来解决实际问题。教学资源-硬件资源：多媒体教室、投影仪、计算机

-软件资源：PowerPoint演示文稿、科学实验视频、科普文章电子版

-课程平台：校园网络教学平台

-信息化资源：在线科学数据库、虚拟实验室软件

-教学手段：小组讨论、案例分析、课堂实验演示教学流程1.导入新课（5分钟）

-通过展示一张科学突破的图片，如人类登月的历史照片，引发学生兴趣。

-提问学生：“你们知道这是什么时候发生的？这个事件对科学有什么影响？”

-简要介绍本节课的主题“ScientificBreakthroughs”，并引导学生思考科学突破对社会的意义。

2.新课讲授（15分钟）

-讲解科学突破的定义，通过实例（如居里夫人发现镭）说明科学突破是如何产生的。

-分析科学突破的类型，如理论突破、技术突破、实验突破等，并举例说明每种类型的代表性成就。

-讨论科学突破对人类生活的影响，通过案例（如疫苗的发明）展示科学突破如何改变世界。

3.实践活动（10分钟）

-分发科普文章，要求学生快速阅读并找出文章中的科学突破点。

-学生在小组内分享找到的科学突破点，并讨论这些突破点如何影响了科学的发展。

-安排一个简单的实验模拟，如制作一个简单的电路，让学生体验科学探究的过程。

4.学生小组讨论（10分钟）

-讨论一：分析某个科学突破的产生过程，如“互联网的发明”，学生需回答发明过程中的关键步骤和挑战。

-讨论二：探讨科学突破对环境和社会伦理的潜在影响，以“基因编辑技术”为例，学生需讨论其对人类和生态系统的可能影响。

-讨论三：设计一个未来的科学突破项目，学生需提出一个创新的科学想法，并解释其可能带来的好处。

5.总结回顾（5分钟）

-回顾本节课的重点内容，包括科学突破的定义、类型、影响以及创新思维的重要性。

-通过提问检查学生对科学突破的理解程度，如“请举例说明一个你认为是科学突破的成就。”

-强调科学探究和创新思维在个人发展和社会进步中的作用，鼓励学生在日常生活中保持好奇心和探索精神。知识点梳理一、科学突破的定义与分类

-科学突破：指在科学领域中，对现有理论、技术或实践的显著超越，导致新的科学知识的产生或现有知识的重大改进。

-分类：科学突破可以根据其性质分为理论突破、技术突破、实验突破等。

二、科学突破的产生过程

-观察与提出问题：科学突破往往始于对自然现象的观察和对现有理论的质疑。

-假设与模型构建：科学家根据观察提出假设，并构建理论模型。

-实验与验证：通过实验验证假设的正确性，实验结果可能支持或否定假设。

-理论的形成与发展：根据实验结果，科学家修正假设，形成新的理论。

三、科学突破的影响

-科学突破对人类社会的影响深远，包括但不限于以下几个方面：

-推动技术进步：如互联网技术、量子计算等。

-改善生活质量：如医疗技术的进步，使得许多疾病得以治愈。

-促进经济发展：新技术的应用可以创造新的产业和市场。

-改变思维方式：科学突破常常引发人们世界观和价值观的变化。

四、科学创新思维的方法

-观察与提问：保持好奇心，对周围现象提出问题。

-跨学科学习：结合不同学科的知识，寻找新的解决方案。

-批判性思维：对现有理论持怀疑态度，勇于挑战权威。

-实践与反思：通过实践检验理论的可行性，并从中学习和改进。

五、科学态度与责任

-科学态度：诚实、客观、严谨、好奇。

-科学责任：科学家应承担起对社会的责任，确保科学成果的应用符合伦理标准。

六、科学探究与实践能力

-观察能力：培养对自然现象的敏感度，能够发现潜在的问题。

-分析能力：通过逻辑推理和数据分析，找出问题的根源。

-解决问题的能力：运用科学知识和技术手段，解决实际问题。

七、案例分析与讨论

-通过分析历史上的科学突破案例，如达尔文的物种演化理论、爱因斯坦的相对论等，理解科学突破的产生过程和影响。

-讨论现代科学突破，如CRISPR基因编辑技术，探讨其对未来的可能影响。

八、创新项目设计

-设计一个创新的科学项目，如开发一种新型环保材料，要求学生思考项目的可行性、预期影响以及可能遇到的挑战。

本节课的知识点梳理旨在帮助学生全面理解科学突破的概念、产生过程、影响以及科学创新思维的方法，通过案例分析和创新项目设计，培养学生的实践能力和创新意识。教学反思与总结今天我上了一节关于“ScientificBreakthroughs”的课，总体来说，我认为这节课在知识传授和思维启发方面取得了一定的成效，但同时也存在一些不足，值得我反思和改进。

教学反思：

在教学方法上，我尝试了多种教学手段，如案例分析、小组讨论和实验模拟，这些方法有助于激发学生的兴趣和参与度。我发现学生们在小组讨论中表现出了很高的热情，能够积极发表自己的看法。但同时我也注意到，有些学生在讨论中可能过于依赖小组其他成员，没有充分发挥自己的思考能力。今后，我需要更加关注每个学生在讨论中的表现，引导他们独立思考。

在课堂管理方面，我发现课堂氛围较为活跃，但也出现了个别学生偏离主题的情况。我意识到在小组讨论环节，我需要更好地控制讨论的方向，确保所有学生都能围绕主题进行深入探讨。

在教学策略上，我通过提问和案例分析引导学生思考，但我也发现有些问题的难度可能超出了部分学生的理解范围。未来，我需要根据学生的实际情况调整问题的难度，确保每个学生都能参与到课堂讨论中来。

教学总结：

本节课在知识传授方面，我认为学生对于科学突破的定义、类型和影响有了更深刻的理解。通过案例分析和实验模拟，学生们也能够将理论知识与实际应用相结合，这对于培养他们的实践能力和创新意识是非常有益的。

在技能培养方面，学生们在小组讨论中锻炼了合作和沟通能力，实验模拟则提高了他们的动手操作能力。这些技能对于他们未来的学习和工作都将发挥重要作用。

在情感态度方面，学生们对科学的兴趣和好奇心得到了激发，他们开始意识到科学对于社会进步的重要性，这对于培养他们的科学素养是非常积极的。

然而，我也注意到教学中存在一些问题。例如，部分学生在讨论中的参与度不够，可能是因为他们对相关知识的掌握不够扎实。此外，课堂管理方面还需要进一步加强，确保每个学生都能在有序的环境中学习和思考。

针对这些问题，我计划采取以下改进措施：

-在课堂上设置更多互动环节，鼓励每个学生积极参与讨论。

-根据学生的实际情况调整教学难度，确保教学内容既能挑战学生，又不会让他们感到困惑。

-加强课堂管理，确保讨论环节有序进行，每个学生都能专注于主题。

-在课后提供更多学习资源，帮助学生巩固课堂所学知识。板书设计1.科学突破的定义与分类

①科学突破的定义：显著超越现有理论、技术或实践的科学成就

②科学突破的分类：理论突破、技术突破、实验突破

2.科学突破的产生过程

①观察与提出问题：发现并提出科学问题

②假设与模型构建：提出假设并构建理论模型

③实验与验证：进行实验验证假设的正确性

3.科学突破的影响

①推动技术进步：如互联网、量子计算

②改善生活质量：如医疗技术的进步

③促进经济发展：新技术的应用创造新产业和市场

4.科学创新思维的方法

①观察与提问：培养好奇心，提出问题

②跨学科学习：结合不同学科知识

③批判性思维：对现有理论持怀疑态度

5.科学态度与责任

①科学态度：诚实、客观、严谨、好奇

②科学责任：确保科学成果的伦理应用

6.科学探究与实践能力

①观察能力：培养对自然现象的敏感度

②分析能力：逻辑推理和数据分析

③解决问题的能力：运用科学知识解决问题课堂小结，当堂检测在本节课中，我们一起探讨了“ScientificBreakthroughs”，了解了科学突破的定义、分类、产生过程以及它对人类社会的影响。我们还讨论了科学创新思维的方法，以及作为科学家应持有的态度和责任。现在，让我们来回顾一下本节课的重点内容，并进行一些当堂检测，以检验大家的学习效果。

课堂小结：

-科学突破是指对现有理论、技术或实践的显著超越，它可以是理论突破、技术突破或实验突破。

-科学突破的产生过程包括观察与提出问题、假设与模型构建、实验与验证以及理论的形成与发展。

-科学突破对人类社会有着深远的影响，它推动技术进步、改善生活质量、促进经济发展，并改变人们的思维方式。

-科学创新思维的方法包括观察与提问、跨学科学习、批判性思维等。

-作为科学家，我们应持有诚实、客观、严谨、好奇的科学态度，并承担起对社会的责任。

当堂检测：

1.请简述科学突破的定义及其分类。

2.描述科学突破的产生过程，并举例说明。

3.科学突破对社会有哪些影响？请举例说明。

4.请列举至少三种科学创新思维的方法。

5.作为科学家，我们应持有哪些科学态度和责任？

请在纸上写下你的答案，我将邀请几位同学来分享他们的答案。这不仅是对你们学习效果的检验，也是对我们教学效果的一种反馈。希望大家能够认真对待，展现出你们对本节课内容的理解和掌握。典型例题讲解1.例题一：科学突破的过程分析

题目：请描述牛顿发现万有引力定律的过程，并说明其属于哪一类科学突破。

解答：牛顿通过观察苹果落地的现象，提出了万有引力定律的假设。他通过数学计算和逻辑推理，构建了万有引力定律的理论模型，并通过实验验证了这一理论。这个过程属于理论突破。

2.例题二：科学突破的影响评估

题目：分析互联网技术对现代社会的影响，并从经济、教育和社会交往三个方面进行说明。

解答：互联网技术对现代社会产生了深远的影响。在经济方面，它推动了电子商务的发展，改变了传统的商业模式。在教育方面，互联网使得在线教育成为可能，扩大了教育资源的覆盖面。在社会交往方面，互联网社交平台改变了人们的交流方式，缩短了人与人之间的距离。

3.例题三：科学创新思维的应用

题目：假设你是一位科学家，你如何运用跨学科知识来设计一种新型环保材料？

解答：我会结合化学、物理学和材料科学的知识，设计一种新型环保材料。例如，利用化学知识选择环保原料，利用物理学知识优化材料的结构，利用材料科学知识提高材料的耐用性和可回收性。

4.例题四：科学态度与责任的体现

题目：在基因编辑