2024-2025學(xué)年高中歷史 專題7 近代以來科學(xué)技術(shù)的輝煌 1 近代物理學(xué)的奠基人和革命者教學(xué)實(shí)錄 人民版必修3

2024-2025學(xué)年高中歷史專題7近代以來科學(xué)技術(shù)的輝煌1近代物理學(xué)的奠基人和革命者教學(xué)實(shí)錄人民版必修3課題：科目：班級(jí)：課時(shí)：計(jì)劃1課時(shí)教師：單位：一、教學(xué)內(nèi)容本節(jié)課內(nèi)容選自人民版高中歷史必修3教材專題7“近代以來科學(xué)技術(shù)的輝煌”的第一部分，主要講述近代物理學(xué)的奠基人和革命者。具體內(nèi)容包括牛頓的經(jīng)典力學(xué)體系、愛因斯坦的相對(duì)論以及量子力學(xué)的誕生等，旨在讓學(xué)生了解近代物理學(xué)的發(fā)展歷程，感受科學(xué)家們對(duì)科學(xué)真理的探索精神。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生歷史唯物主義觀點(diǎn)，認(rèn)識(shí)科學(xué)技術(shù)發(fā)展與社會(huì)進(jìn)步的緊密關(guān)系；提升學(xué)生史料實(shí)證能力，通過分析牛頓、愛因斯坦等物理學(xué)家的生平與成就，理解科學(xué)家的創(chuàng)新精神；增強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)精神與責(zé)任感，激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)探索的興趣；提高學(xué)生的歷史解釋能力，理解近代物理學(xué)對(duì)人類文明進(jìn)程的深遠(yuǎn)影響。三、教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)

-明確牛頓的經(jīng)典力學(xué)體系：重點(diǎn)講解牛頓三大定律和萬有引力定律的提出過程，以及這些定律對(duì)物理學(xué)發(fā)展的影響。

-理解愛因斯坦的相對(duì)論：強(qiáng)調(diào)相對(duì)論的兩個(gè)基本假設(shè)，即相對(duì)性和光速不變?cè)恚⒔忉屗鼈內(nèi)绾翁魬?zhàn)了牛頓的經(jīng)典力學(xué)。

-探討量子力學(xué)的誕生：概述量子力學(xué)的基本原理，如波粒二象性、不確定性原理等，以及它們對(duì)物理學(xué)基礎(chǔ)的顛覆性貢獻(xiàn)。

2.教學(xué)難點(diǎn)

-理解相對(duì)論的理論內(nèi)涵：相對(duì)論涉及復(fù)雜的時(shí)空觀念，學(xué)生可能難以理解相對(duì)論如何改變了我們對(duì)時(shí)間和空間的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)。

-分析量子力學(xué)的基本概念：量子力學(xué)中的波粒二象性和不確定性原理等概念抽象，學(xué)生需要通過實(shí)例和類比來加深理解。

-評(píng)估科學(xué)家的創(chuàng)新精神：學(xué)生需要學(xué)會(huì)從歷史背景中分析科學(xué)家的研究動(dòng)機(jī)和創(chuàng)新過程，這要求學(xué)生具備一定的歷史思維和分析能力。四、教學(xué)方法與手段教學(xué)方法：

1.講授法：系統(tǒng)講解牛頓三大定律和愛因斯坦的相對(duì)論，確保學(xué)生掌握基本概念。

2.討論法：組織學(xué)生圍繞量子力學(xué)的原理進(jìn)行討論，鼓勵(lì)學(xué)生提出問題并分享見解。

3.案例分析法：通過分析牛頓、愛因斯坦等科學(xué)家的生平和成就，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)家的研究方法和創(chuàng)新精神。

教學(xué)手段：

1.多媒體演示：使用PPT展示科學(xué)家的照片、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和圖表，增強(qiáng)直觀性。

2.視頻教學(xué)：播放相關(guān)科學(xué)紀(jì)錄片，讓學(xué)生通過實(shí)際案例感受科學(xué)的魅力。

3.互動(dòng)軟件：利用在線互動(dòng)平臺(tái)，進(jìn)行實(shí)時(shí)問答和投票，提高學(xué)生的參與度和課堂活躍度。五、教學(xué)過程1.導(dǎo)入（約5分鐘）

-激發(fā)興趣：以提問的方式引入，如“你們認(rèn)為科學(xué)家的日常生活是怎樣的？他們的工作與我們的生活有什么關(guān)系？”

-回顧舊知：簡要回顧初中階段關(guān)于物理學(xué)的知識(shí)，如力學(xué)的基本原理，為學(xué)習(xí)近代物理學(xué)打下基礎(chǔ)。

2.新課呈現(xiàn)（約20分鐘）

-講解新知：

-牛頓的經(jīng)典力學(xué)體系：介紹牛頓三大定律和萬有引力定律，強(qiáng)調(diào)其在物理學(xué)中的地位和影響。

-愛因斯坦的相對(duì)論：講解相對(duì)論的兩個(gè)基本假設(shè)，即相對(duì)性和光速不變?cè)恚⑼ㄟ^實(shí)例說明其對(duì)牛頓力學(xué)的挑戰(zhàn)。

-量子力學(xué)的誕生：概述量子力學(xué)的基本原理，如波粒二象性和不確定性原理，并舉例說明其在現(xiàn)代科技中的應(yīng)用。

-舉例說明：

-以牛頓的蘋果落地為例，解釋萬有引力定律的應(yīng)用。

-以愛因斯坦的“光速不變”假設(shè)為例，說明相對(duì)論如何改變了我們對(duì)時(shí)間的認(rèn)識(shí)。

-以量子力學(xué)中的電子顯微鏡為例，展示量子力學(xué)在科學(xué)研究中的應(yīng)用。

-互動(dòng)探究：

-組織學(xué)生討論相對(duì)論與日常生活的關(guān)系，如時(shí)間膨脹現(xiàn)象。

-分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?zāi)M，如用彈球演示牛頓三大定律。

3.鞏固練習(xí)（約15分鐘）

-學(xué)生活動(dòng)：

-學(xué)生獨(dú)立完成課后練習(xí)題，鞏固所學(xué)知識(shí)。

-學(xué)生根據(jù)所學(xué)內(nèi)容，設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)，展示物理學(xué)的應(yīng)用。

-教師指導(dǎo)：

-教師巡視課堂，解答學(xué)生在練習(xí)中遇到的問題。

-教師組織學(xué)生分享自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和成果，進(jìn)行點(diǎn)評(píng)和討論。

4.總結(jié)提升（約5分鐘）

-教師總結(jié)本節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)牛頓、愛因斯坦等科學(xué)家對(duì)物理學(xué)發(fā)展的貢獻(xiàn)。

-鼓勵(lì)學(xué)生在課后繼續(xù)學(xué)習(xí)物理學(xué)，關(guān)注科學(xué)前沿動(dòng)態(tài)。

5.課后作業(yè)（約10分鐘）

-學(xué)生閱讀相關(guān)歷史資料，了解牛頓、愛因斯坦等科學(xué)家的生平事跡。

-學(xué)生思考：物理學(xué)的發(fā)展對(duì)人類社會(huì)有哪些積極影響？未來物理學(xué)有哪些可能的發(fā)展方向？

6.教學(xué)反思（約5分鐘）

-教師反思本節(jié)課的教學(xué)效果，分析學(xué)生的掌握情況，為后續(xù)教學(xué)提供改進(jìn)方向。

-教師記錄學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)，為個(gè)性化教學(xué)提供依據(jù)。六、學(xué)生學(xué)習(xí)效果學(xué)生學(xué)習(xí)效果主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.知識(shí)掌握程度

-學(xué)生能夠準(zhǔn)確理解并復(fù)述牛頓的三大定律和萬有引力定律，以及愛因斯坦的相對(duì)論的基本原理。

-學(xué)生能夠區(qū)分經(jīng)典力學(xué)和相對(duì)論在時(shí)空觀念上的差異，理解相對(duì)論對(duì)物理學(xué)基礎(chǔ)的顛覆性貢獻(xiàn)。

-學(xué)生能夠概述量子力學(xué)的基本概念，如波粒二象性和不確定性原理，并認(rèn)識(shí)到其在現(xiàn)代科技中的應(yīng)用。

2.思維能力提升

-學(xué)生通過學(xué)習(xí)科學(xué)家的研究方法和創(chuàng)新精神，培養(yǎng)了批判性思維和問題解決能力。

-學(xué)生在分析科學(xué)家生平和成就的過程中，提高了歷史思維和分析能力，能夠從歷史背景中理解科學(xué)發(fā)展的脈絡(luò)。

-學(xué)生在討論和互動(dòng)探究中，學(xué)會(huì)了如何通過合作和交流來深化對(duì)知識(shí)的理解。

3.科學(xué)精神培養(yǎng)

-學(xué)生通過學(xué)習(xí)牛頓、愛因斯坦等科學(xué)家的故事，感受到了科學(xué)探索的精神和追求真理的決心。

-學(xué)生對(duì)科學(xué)產(chǎn)生了更濃厚的興趣，激發(fā)了進(jìn)一步探索科學(xué)奧秘的欲望。

-學(xué)生在實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐中，體會(huì)到了科學(xué)實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)性和科學(xué)研究的艱辛，培養(yǎng)了科學(xué)精神和責(zé)任感。

4.應(yīng)用能力增強(qiáng)

-學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)物理知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際問題，如通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證物理定律，設(shè)計(jì)簡單的物理模型。

-學(xué)生在解決實(shí)際問題時(shí)，能夠運(yùn)用物理學(xué)的思維方式，如控制變量、觀察現(xiàn)象等。

-學(xué)生通過案例分析，了解了物理學(xué)在科技發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步中的重要作用，增強(qiáng)了將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐的能力。

5.綜合素養(yǎng)提高

-學(xué)生在歷史與科學(xué)知識(shí)的結(jié)合中，提高了跨學(xué)科學(xué)習(xí)的素養(yǎng)。

-學(xué)生通過參與課堂討論和實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，提升了溝通能力和團(tuán)隊(duì)合作精神。

-學(xué)生在評(píng)價(jià)和反思中，學(xué)會(huì)了自我評(píng)估和自我提升，培養(yǎng)了終身學(xué)習(xí)的意識(shí)。七、課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測課堂小結(jié)：

1.回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)牛頓的經(jīng)典力學(xué)體系、愛因斯坦的相對(duì)論以及量子力學(xué)的誕生對(duì)物理學(xué)發(fā)展的重要性。

2.概括牛頓三大定律和萬有引力定律的提出過程及其對(duì)物理學(xué)的影響。

3.簡述相對(duì)論的兩個(gè)基本假設(shè)，即相對(duì)性和光速不變?cè)?，以及它們?duì)牛頓力學(xué)的挑戰(zhàn)。

4.介紹量子力學(xué)的基本原理，如波粒二象性和不確定性原理，并舉例說明其在現(xiàn)代科技中的應(yīng)用。

當(dāng)堂檢測：

1.選擇題：

-牛頓的哪一運(yùn)動(dòng)定律表明物體在沒有外力作用下會(huì)保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)？

A.動(dòng)量守恒定律

B.動(dòng)能定理

C.第一運(yùn)動(dòng)定律

D.第二運(yùn)動(dòng)定律

-愛因斯坦的相對(duì)論認(rèn)為什么是不變的？

A.物體的質(zhì)量

B.時(shí)間的流逝

C.光速

D.物體的體積

2.判斷題：

-牛頓的萬有引力定律是描述天體運(yùn)動(dòng)的基本定律。（）

-愛因斯坦的相對(duì)論否定了牛頓的絕對(duì)時(shí)空觀。（）

3.簡答題：

-簡述牛頓的三大定律及其在物理學(xué)中的意義。

-解釋相對(duì)論中的“同時(shí)性”概念，并舉例說明其在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用。

4.實(shí)踐題：

-設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證牛頓的第一運(yùn)動(dòng)定律。

檢測結(jié)束后，教師對(duì)學(xué)生的答案進(jìn)行點(diǎn)評(píng)和講解，幫助學(xué)生鞏固所學(xué)知識(shí)，并對(duì)學(xué)生的課堂表現(xiàn)給予反饋。同時(shí)，教師可以根據(jù)學(xué)生的掌握情況，調(diào)整后續(xù)的教學(xué)內(nèi)容和進(jìn)度。八、典型例題講解1.例題：

一輛汽車以60km/h的速度行駛在平直的公路上，突然發(fā)現(xiàn)前方有障礙物，司機(jī)立即以加速度5m/s2剎車。問汽車從開始剎車到完全停止需要多少時(shí)間？

解答：

-首先將速度單位轉(zhuǎn)換為m/s：60km/h=60*(1000m/3600s)≈16.67m/s

-使用公式v=u+at，其中v是最終速度（0m/s），u是初始速度（16.67m/s），a是加速度（-5m/s2，因?yàn)槭菧p速），t是時(shí)間。

-解方程：0=16.67-5t，得到t=16.67/5≈3.33秒

2.例題：

一顆衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，周期為90分鐘，地球半徑約為6371公里。求衛(wèi)星的軌道半徑。

解答：

-使用開普勒第三定律：T2=(4π2/GM)r3，其中T是周期，G是萬有引力常數(shù)，M是地球質(zhì)量，r是軌道半徑。

-將已知數(shù)據(jù)代入：T=90*60秒，G≈6.67430×10^-11m3/kg·s2，M≈5.972×10^24kg。

-解方程得到r，由于方程較為復(fù)雜，通常需要使用計(jì)算器或數(shù)學(xué)軟件求解。

3.例題：

一束光在真空中的速度為3×10^8m/s，當(dāng)光從真空進(jìn)入折射率為1.5的介質(zhì)中時(shí)，求光在介質(zhì)中的速度。

解答：

-使用折射率公式n=c/v，其中n是折射率，c是光在真空中的速度，v是光在介質(zhì)中的速度。

-將已知數(shù)據(jù)代入：n=1.5，c=3×10^8m/s。

-解方程得到v=c/n=(3×10^8m/s)/1.5≈2×10^8m/s。

4.例題：

一物體從靜止開始沿斜面下滑，斜面傾角為30度，摩擦系數(shù)為0.2。求物體下滑到斜面底部所需的時(shí)間。

解答：

-首先計(jì)算物體在斜面方向上的重力分量：mgsin(30°)。

-計(jì)算摩擦力：F_friction=μN(yùn)，其中μ是摩擦系數(shù)，N是物體在斜面方向上的正壓力。

-使用牛頓第二定律：F_net=ma，其中F_net是凈力，m是物體質(zhì)量，a是加速度。

-將重力分量和摩擦力代入牛頓第二定律，解出加速度a。

-使用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v=u+at，其中u是初始速度（0），v是最終速度，a是加速度，t是時(shí)間。

5.例題：

一質(zhì)點(diǎn)在水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑為0.5米，角速度為2πrad/s。求質(zhì)點(diǎn)在圓周運(yùn)動(dòng)中的向心加速度。

解答：

-使用向心加速度公式a_c=ω2r，其中ω是角速度，r是圓周運(yùn)動(dòng)的半徑。

-將已知數(shù)據(jù)代入：ω=2πrad/s，r=0.5米。

-解方程得到a_c=(2π)2*0.5≈6.28m/s2。板書設(shè)計(jì)①牛頓的經(jīng)典力學(xué)體系

-牛頓第一定律：慣性定律

-牛頓第二定律：F=ma

-牛頓第三定律：作用與反作用力

②愛因斯坦的相對(duì)論

-相對(duì)性原理：物理定律在所有慣性參考系中形式