高中历史 第六单元 现代世界的科技与文化 第25课 现代科学革命教案(含解析)

第25课现代科学革命【课标要求】知道相对论、量子理论的主要内容，认识其意义【重点难点】教学重点：相对论和量子论的主要内容及意义。

教学难点：相对论、量子理论的内容【自主学习】自主学习一：结合导学案预习：经典物理学的危机预习目标：经典物理学的创立、历史地位及危机自主学习二：结合导学案预习：爱因斯坦与相对论预习目标：相对论的提出、内容及意义自主学习三：结合导学案预习：量子理论中的微观世界预习目标：量子理论中的提出、发展及意义【教材解析】幻灯片1,1945年8月，美国先后在日本的广岛、长畸投下两颗原子弹，加速了日本法西斯的投降，但对无辜平民的伤害也同样令全世界震惊。

爱因斯坦为此非常懊悔。

从这件事中，我们能得到什么启发？我们应如何对待科学的发展？答题要点：科学理论对科学的发展有巨大的推动作用，但科学技术本身是一把双刃剑。

科技能造福人类，推动生产力水平的提高，但如果运用不当，也能危害人类。

2．相对论提出的历史意义相对论的提出是物理学思想的一次重大革命，它否定了经典力学的绝对时空论，从本质上修正了由狭隘经验建立起来的时空观，深刻地揭示了时间和空间的本质属性即：揭示了时空的可变性、时空变化的联系性，树立了新的时空观、运动观、物质观。

这一理论被后人誉为20世纪人类思想史上最伟大的成就之一。

3．量子论和量子力学的影响在量子论基础上发展起来的量子力学，极大地促进了原子物理、固体物理和原子核物理等科学的发展。

同时，也标志着人类对客观规律的认识，开始从宏观世界深入到了微观世界。

1-5、A D C B C 6-10、 CBDCA 11-15、BAA7、①经典力学体系建立的时代②爱因斯坦认为，牛顿“是一位具有最高思维能力和创造力的人”，其理论对现代物理学仍然具有指导作用。

牛顿力学体系的建立是近代科学形成的标志，在欧洲启蒙思想宣扬科学、反对封建神学的运动中发挥了极大的作用，以牛顿力学为代表的经典物理学开创了一个崭新的科学时代。

第25课现代科学革命【课标解读】：知道相对论、量子论的主要内容，认识其意义.知道是对基础知识的要求，认识是对能力的要求；相对论的内容应包括广义和狭义相对论，相对论的两个基本原理;量子理论的内容包括普朗克量子假说和爱因斯坦的光的量子理论和丹麦物理学家玻尔原子的量子理论.意义既有单独的影响也包括共同的影响。

【教材分析】本课的地位：本课为必修三第六专题第一课，主要讲了理论的突破。

理论的突破带动了以电子计算机、原子能、航天技术、生物技术为代表的第三次科技革命，所以具有启下的作用。

本课的结构:本课主要内容分为四大部分：第一部分教材介绍了19世纪末20世纪初经典物理学无法解释一些新的研究发现，经典物理学受到挑战,也就是现代科学革命的背景；第二部分“爱因斯坦与相对论”,介绍了在物理学发展的新阶段即物理学界出现了一种崭新的革命性理论-—相对论；第三部分“量子理论中的微观世界”，介绍了19世纪末20世纪初物理学的另一个重大成就—-量子论的诞生于发展。

第四部分，知识链接、阅读与思考、解析与探究、自我测评,可用来作为教材正文内容的补充和强化基础知识。

【学情分析】1．对学生心理特点分析:经过一年多的高中学习与生活，学生逐步适应了高中段学习要求，具有一定的思辨能力和抽象概念能力，但仍需一个由感性认识逐渐上升到理性的过程。

部分学生善于追根溯源、刨根问底，为问题探究的开展提供了基础。

2。

分析学生的知识能力现状：高中学生或多或少都接触过相对论的结论：时间膨胀（如：时钟变慢),长度缩短。

但因与学生的日常生活不一致，学生往往不能理解，进而产生畏难心理，因此复杂的问题简洁化是必要的。

高二阶段的学生虽然具有了一定自主学习能力,但往往其学习过程中把握不了重点，思维有些散乱，所以在教学过程中应加强其学法指导,当好引路人。

【教学目标】1、知识目标包括：经典物理学的创立、发展、经典物理学的权威；经典物理学的危机；相对论的提出、基本原理与重大意义;量子假说的提出、发展和意义；量子理论和相对论的共同影响2、能力、过程与方法：（1)了解在经典物理学危机的基础上现代科学革命产生的必然性，明白现代科学的两大支柱的基本观点。

第25课现代科学革命学习本单元，一要注意把握科技与文化的重大成就，并对其背景、作用、经验教训等加以分析评价；二要注意紧密联系当时的历史背景及科技文化与政治、经济的相互影响。

[学习目标]课程标准重点难点知道相对论、量子理论的主要内容，认识其意义。

1.相对论和量子论的主要内容及意义。

2.相对论、量子理论的内容；经典力学与相对论的关系。

一、经典物理学的危机1.经典物理学的成就(1)在经典力学的基础上，19世纪物理学领域取得了长足的进步，把人类对自然界的认识推进到前所未有的深度和广度。

(2)人们把以牛顿力学为代表的经典物理学看做绝对权威的理论。

2.经典物理学的危机(1)19世纪末，物理学上出现了一系列新的发现，无法用经典物理学来解释，这使得经典物理学陷入了危机，面临着挑战。

(2)物理学面临危机的同时，也迎来了一场伟大的革命。

1.有个物理学家说：“19世纪物理学大厦已经全部建成，今后物理学家只是修饰和完善这座大厦。

”这座“大厦”的奠基者是谁？提示牛顿。

二、爱因斯坦与相对论1.地位20世纪初，爱因斯坦提出的相对论对物理学的发展带来了革命性的变化，爱因斯坦本人也因此成为继牛顿之后最伟大的科学家。

2.内容相对论的两个基本原理是相对性原理和光速不变原理。

时间和空间都是物质存在的形式，时间、空间、运动、质量不是绝对不变的，而是相对的，可以互相转化。

3.意义(1)相对论的提出是物理学领域最伟大的革命。

它在很大程度上解决了经典物理学的危机，创立了一个全新的物理学世界，极大地扩展了物理学应用的领域。

(2)相对论也打破了经典物理学绝对化的思维模式，为人们提供了辩证地看待世界的途径。

[知识拓展] 相对论发展了牛顿力学(1)牛顿是近代自然科学的集大成者，他的经典力学不仅奠定了近代物理学的基础，而且为整个自然科学的发展提供了一个理论基础。

爱因斯坦的相对论引发了物理学革命及科学思维革命，相对论发展了牛顿力学，揭示了时间、空间的可变性。

第25课现代科学革命课程标准素养解读知道相对论、量子论的主要内容，认识其意义。

1．从时空观念角度，理解相对论、量子理论出现的背景。

2．运用史料实证和历史解释，识记相对论、量子理论的基本内容。

3．从唯物史观角度，认识相对论、量子理论对现代物理学发展的重大意义。

一、经典物理学的危机1．经典物理学的成就(1)在经典力学的基础上，19世纪物理学领域取得了长足的进步，把人类对自然界的认识推进到前所未有的深度和广度。

(2)人们把以牛顿力学为代表的经典物理学看做绝对权威的理论。

2．经典物理学的危机(1)19世纪末，物理学上出现了一系列新的发现，无法用经典物理学来解释，这使得经典物理学陷入了危机，面临着挑战。

(2)物理学面临危机的同时，也迎来了一场伟大的革命。

二、爱因斯坦与相对论1．地位20世纪初，爱因斯坦提出的相对论对物理学的发展带来了革命性的变化，爱因斯坦本人也因此成为继牛顿之后最伟大的科学家。

2．内容相对论的两个基本原理是相对性原理和光速不变原理。

时间和空间都是物质存在的形式，时间、空间、运动、质量不是绝对不变的，而是相对的，可以互相转化。

3．意义(1)相对论的提出是物理学领域最伟大的革命。

它在很大程度上解决了经典物理学的危机，创立了一个全新的物理学世界，极大地扩展了物理学应用的领域。

(2)相对论也打破了经典物理学绝对化的思维模式，为人们提供了辩证地看待世界的途径。

三、量子理论中的微观世界1．提出和发展(1)1900年，德国理论物理学家普朗克提出了量子假说。

(2)继普朗克的量子假说之后，爱因斯坦提出了光的量子理论。

(3)丹麦物理学家玻尔提出了原子的量子理论。

2．意义(1)量子理论是20世纪最深刻、最有成就的科学理论之一，使人类对微观世界的基本认识有了革命性的进步。

(2)量子力学对化学、生物学、医学、考古学、古生物学和地质学等科学领域都产生了重大影响，带来了许多划时代的技术创新，这直接推动了生产力的发展，从根本上改变了人类的物质生活。

第25课现代科学革命教学设计一、教材分析（一）课标及解读：知道相对论、量子论的主要内容，认识其意义。

能够分析它们对现代物理学进步的意义以及对人类思维方式的影响。

（二）本课地位本课的地位：本课为必修三第六专题第一课，主要讲了理论的突破。

理论的突破带动了以电子计算机、原子能、航天技术、生物技术为代表的第三次科技革命，所以具有启下的作用。

本课的特点：本科主要讲述了现代物理学为代表的科学理论的突破，包含了抽象的物理学概念，如相对论、量子理论等深奥知识。

本课的结构：本课主要内容分为三大部分：第一部分教材介绍了19世纪末20世纪初经典物理学无法解释一些新的研究发现，经典物理学出现危机，也就是现代科学革命的背景；第二部分介绍了现代物理学的一大支柱即物理学界出现的崭新的革命性理论——相对论的提出及其意义；第三部分介绍了现代物理学的另一个支柱——量子论的诞生、发展及其意义。

二、学情的分析高二理科班的学生对相对论等内容有一定的接触，但对教材中的抽象概念、深奥的物理知识是很难理解的。

三、教学目标1．知识与能力知道相对论、量子论的提出者及其基本内容；能够分析它们对现代物理学进步的意义以及对人类思维方式的影响。

2．过程与方法阅读了解相对论的基本内容，然后将之与牛顿的经典力学进行比较，从而认识相对论等提出的重要意义。

3．情感态度价值观认识在科学上没有绝对的权威，科学会不断的进步，进而树立创新的意识和精神。

认识科技进步也是一把双刃剑，应用不好会给人类社会带来灾难。

四、本课重难点重点：相对论、量子论的基本内容和影响难点：相对论的内容；相对论与经典力学的关系；分析、评价科技进步的影响五、教学方法以启发式教学为主，多媒体辅助教学。

六、教学过程设计（一）思路：本课教学内容虽然抽象，但知识点较少；在学业水平考试中也是相对偏冷门的知识点。

出发点：一是培养学生学习的兴趣，通过补充材料、图片来帮助学生理解概念，掌握知识，激发学生的求知欲望，进而引发学生学习历史的兴趣。

第25课现代科学革命课程标准：知道相对论、量子论的主要内容，认识其意义。

一、经典物理学的危机1．辉煌(1)17世纪牛顿创立经典力学，经后人不断补充发展，日臻完善。

(2)19世纪，人们把经典力学看作权威的理论，认为物理学已经发展到完整、系统和成熟的阶段。

2．危机19世纪末，物理学上出现了一系列新的发现，无法用经典物理学来解释。

二、相对论与量子理论1．现代物理学诞生的原因(1)随着科技转化为生产力巨大威力的显现，各国政府对科技发展日益重视，科学研究突飞猛进，孕育着新的突破。

(2)19世纪末20世纪初，随着科学研究的不断深入，人类对自然界的认识推进到前所未有的深度和广度。

(3)经典物理学由于自身的局限性，以牛顿力学为基础的经典物理学无法解释物理学的新发现而陷入危机。

2．爱因斯坦能够取得伟大成就的条件(1)科学发展提供的基础。

(2)科学发展需要提供动力。

(3)个人坚持不懈勤奋追求真理的优秀品质。

(4)科学的工作和研究方法。

3．量子论和量子力学的影响(1)在量子论基础上发展起来的量子力学，极大地促进了原子物理、固体物理和原子核物理等科学的发展。

(2)标志着人类对客观规律的认识，开始从宏观世界深入到了微观世界。

(3)相对论和量子力学的确立是物理学革命的高潮，以物理学革命为先导，带动了化学、生物学、天文学、地理学等学科的理论也都发生了革命性的突破。

(4)量子力学和狭义相对论结合形成原子核物理学，指导制造原子弹、氢弹和建立核电站。

(5)量子力学还为电子技术、半导体技术和激光技术等奠定了理论基础。

[史料探究]材料爱因斯坦与牛顿的对话(虚拟)：爱因斯坦：你真伟大，你建立了牛顿力学框架体系，相对论中存在的问题都被你指了出来。

牛顿：你比我更伟大，相对论在许多学科中有着广泛的应用，它和量子力学一起，已成为近代物理学的两大基础理论，相对论包容了我的三条运动定律及万有引力定律。

爱因斯坦：你我的理论都有瑕疵。

牛顿：哪有十全十美的理论，大家不用我们的理论，他们没有别的理论可用，圣人、神仙也要犯错误，你我都是凡人，你我的身躯已经融入了自然界，但是，你我的灵魂还留在人间。

第25课现代科学革命[学习目标]核心素养导航课程标准知道相对论、量子理论的主要内容，相识其意义。

重点难点1.相对论和量子论的主要内容及意义。

2.相对论、量子理论的内容；经典力学与相对论的关系。

一、经典物理学的危机1．经典物理学的成就(1)在经典力学的基础上，19世纪物理学领域取得了长足的进步，把人类对自然界的相识推动到前所未有的深度和广度。

(2)人们把以牛顿力学为代表的经典物理学看做肯定权威的理论。

问题思索思索有个物理学家说：“19世纪物理学大厦已经全部建成，今后物理学家只是修饰和完善这座大厦。

”这座“大厦”的奠基者是谁？提示牛顿。

2．经典物理学的危机(1)19世纪末，物理学上出现了一系列新的发觉，无法用经典物理学来说明，这使得经典物理学陷入了危机，面临着挑战。

(2)物理学面临危机的同时，也迎来了一场宏大的革命。

深化理解在牛顿经典力学中，存在着肯定静止和肯定的时间。

这种肯定的时空观符合人们的日常工作阅历，但无法说明高速运动的物体的运动规律和微观世界中的粒子。

二、爱因斯坦与相对论1．地位20世纪初，爱因斯坦提出的相对论对物理学的发展带来了革命性的变更，爱因斯坦本人也因此成为继牛顿之后最宏大的科学家。

2．内容相对论的两个基本原理是相对性原理和光速不变原理。

时间和空间都是物质存在的形式，时间、空间、运动、质量不是肯定不变的，而是相对的，可以相互转化。

推断正误相对论是对牛顿经典力学的否定。

( ×)提示爱因斯坦相对论是对牛顿力学肯定时空观的否定，但没有否定整个牛顿力学。

问题思索1．你认为应当用什么理论来说明下面的这一现象。

提示相对论。

2．英国皇家学会会长汤姆逊说：“爱因斯坦的相对论是人类思想史上最宏大的成就之一，或许是最宏大的成就，它不是发觉一个孤岛，而是发觉了新的科学思想的新大陆。

”汤姆逊的依据是什么？提示相对论揭示了时空与物质的本质属性。

3．意义(1)相对论的提出是物理学领域最宏大的革命。

它在很大程度上解决了经典物理学的危机，创立了一个全新的物理学世界，极大地扩展了物理学应用的领域。