《近代物理学》教学设计
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《近代物理学》教学设计
知识能力目标:
了解下列基础知识:牛顿力学体系、量子力学、相对论的基本内容;物理学发展的基本线索,认识其发展的阶段特征;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、构建新的理论体系的过程。
过程方法目标:
在教师的指导下,用材料比较和阅读法概括物理学发展的线索;认识经典力学在近代自然科学理论发展中的历史地位;结合科学进步的历程,讨论:人类对宇宙认识是不断加深的,但在每一阶段又是有限的;了解一些科学创新的基本方法。
情感态度目标:
通过对本课的学习,培养学生对科学的热爱之情,了解科学创新的基本条件,培养学生正确的自我意识,认识科技发展中没有绝对权威。通过对物理学发展历程的学习,培养自己关注科技进步的习惯,培养学生尊重科学的意识。
合作:学习要点提炼
1.伽利略突出成就是创立了自由落体定律,从而推翻了亚里士多德的学说。
2. 牛顿的经典力学体系。(17世纪末至18世纪初)
(1)背景:近代科学诞生后,亚里士多德的力学不断受到质疑,以伽利略、笛卡尔、开普勒为代表的科学家奠定了经典力学的理论基础。
(2)基本内容:牛顿力学三大定律(惯性定律、加速度的比例定律、作用力和反作用力定律)和万有引力定律。这些理论将天体的运动和地球上物体的运动概括在同一理论之中,成为经典力学的集大成者。
(3)牛顿经典力学的特征:注重实验和数学化。
(4)历史地位:牛顿力学体系是近代自然科学形成的标志,是人类对自然界认识史上的第一次理论大综合,是整个物理学和天文学的基础,也是现代一切机械、土木建筑、交通运输等工程技术的理论基础。它的确立,使力学和天文学在理论上达到了相当完备的程度,同时也在生产和科学实验中得到广泛的应用和验证。从此,科学摆脱了神学的束缚向前发展。经典力学是近代自然科学理论体系中最先成熟和完善的核心理论体系。
3.量子论的提出和发展。(20世纪初)
(1)背景:19世纪末20世纪初,电子和放射性的发现,促进人们对物质的认识深入到了原子内部。但大量的实验表明,微观粒子的运动不能用通常的宏观物体的运动规律进行描述。这就需要人们对微观世界开展研究。
(2)1900年,德国物理学家普朗克提出了量子假说。这个假说宣告了量子论的诞生。
(3)量子论的发展:爱因斯坦提出了光具有波粒二象性的结论,法国物理学家德布罗意又提出物质波理论。在这个基础上,奥地利、德国的物理学家建立了量子力学。
(4)意义:量子理论弥补了经典物理学在微观的粒子世界方面认识的空缺,把人类对客观规律的认识从宏观世界推进到微观世界,改变了人们看世界的角度和方式;量子理论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。
4. 爱因斯坦的相对论。(20世纪初)
(1)内容:提出了狭义相对论和广义相对论。相对论认为:时间和空间不是绝对不变,而是随着物质的运动而变化的;物质质量随着运动速度的增大而增加。
(2)爱因斯坦的狭义相对论是建立在两个基本假设基础之上的。第一个假设是相对性原理,即物体运动状态的改变与选择任何一个参照系无关;第二个假设是光速不变原理,即对任何一个参照系而言,光速都是相同的。