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1、6.520世纪的科学伟人爱因斯坦教学设计教学目标1知识与能力：识记：狭义相对论提出的标志、主要内容、两条基本原理和意义；广义相对论的标志、两条原理及其意义；1921 年爱因斯坦获得诺贝尔物理学奖的主要研究成果；光电效应研究的意义；爱因斯坦在两次世界大战中为和平进步而 斗争的史实。理解：爱因斯坦相对论提出是物理学的一场根本性变革。运用：学会运用历史唯物主义观点认识爱因斯坦的成功的原因。结合理论联系实际的原则认识爱因斯坦的重大 发明对人类历史的贡献。2过程与方法运用探究性学习的理念，采用合作教学的手段，通过对爱因斯坦生平事情的了解，认识爱因斯坦的主要科学成就以 及对社会的责任感。3情感态度价值观科
2、学创新精神事人类不断进步的源泉；天才出自勤奋；科学事为人类的和平进步服务的手段;高尚的人格。教学重难点重点：爱因斯坦及其主要科学成就、科学精神和高尚人格。难点：相对论的提出及其影响教学工具幻灯片教学过程：导入: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。作 为全球性纪念活动之一，“物理照耀世界”光束传递活动于4月19日晚举行，一束光信号从爱因斯坦工作过的普林 斯顿大学准时发出，通过大洋光缆在24小时内周游地球，最后返回美国。中国31个省、自治区、市的33座城市 参加了光束传递活动。（联系中国加深印象）问题1：为什么联合国将2005年定为世界物理
3、年并且隆重纪念？回答：因为2005年是爱因斯坦逝世50周年以及狭义相对论提出100周年。问题2：全世界为之进行隆重纪念，那么人们崇拜爱因斯坦是崇拜他的名望地位，还是崇拜他的智慧对人类的贡献？ 回答：他的智慧对人类的贡献。师：作为20世纪最伟大的科学家、现代物理学的开创者和奠基人，爱因斯坦他为人类科学事业做出了哪些重要贡 献？他是天才吗?成名前的爱因斯坦你了解多少？推进新课一、爱因斯坦的主要科学贡献自学指导：请同学们快速阅读课本P/133-134,完成表格贡献志基本原理影响狭义相 对论论物体的 电动力学相对性光速不变原理改变了牛顿力学绝对的时空观， 揭露物质和能量相当性， 为原子能的利用奠定了理
4、论基础， 是近代物理学领域的一次伟大革命。广义相 对论广义相对论 的基础一是等效原理；二是广 义相对性改变了人们对宇宙的认识，在其指引下，天体和宇宙 演化观测研究开展起来小组讨论：对话中的“我”和妈妈时间为何不一致？如何用狭义相对论对材料进行解释。材料 某日，我乘坐在一辆以光速行驶的列车里。闲来无事，我拨通了妈妈的电话。电话那头传来熟悉的声音: “宝宝，都晚上11点多啦，你怎么还打电话给我啊”“啊？不是才下午5点嘛？”“你是猪吗？时间都不会看啦？ ”“难道我的表慢了这么多？ ？ ？不过总感觉自己质量变大了 /“拿个尺子量量腰围哇，看看是不是处于发展成猪的节奏哈！ ”“（OvO）嗯？ Tina!
5、尺子咋变短啦？我真长膘啦？ ”学生回答：对话中的“我”和妈妈时间为何不一致，是因为我坐在一辆以光速行驶的列车里。根据爱因斯坦的狭义 相对论，当物体高速运动时，运动物体上的时钟会变慢、质量会增加、尺子会变短。教师强调：狭义相对论认为：时间、空间和物体的质量会随着物体运动速度的变化而变化。问题情景：1 .狭义相对论的提出颠覆了谁的理论？2 .牛顿认为时间和空间是 、o爱因斯坦的狭义相对论修正了牛顿的时空观，认为时间和空间是3 .爱因斯坦的相对论与牛顿力学的关系？答案：1.牛顿。2,静止的、绝对的。3.继承和发展，爱因斯坦将牛顿力学概括到了相对力学之中，作为物体低速运动状态下的规律。故事穿插：当时，
6、据说全世界只有12个科学家看得懂他关于“相对论”的著作。一次，一群青年学生包围了从德 国移居美国的爱因斯坦的住宅，要他用“最简单的话”解释清楚他的“相对论”。爱因斯坦走出住宅，对这些青年 说：“比方这么说一一你同一个美丽的姑娘坐在火炉边，一个钟头过去了，你觉得好像只过了 5分钟！反过来，你 一个人孤单地坐在热气逼人的火炉边，只过了 5分钟，但你却像坐了一个小时。一一喏，这就是相对论！”合作探究：由于相对论的观点与人们的日常经验不太一致，甚至有着尖锐的冲突，所以从一开始就受到包括一些科 学家在内的很多人的反对。但相对论在物理学上却非常合理且为实验所证实。1921年爱因斯坦获得了诺贝尔奖， 当时不
7、少德国的诺贝尔奖获得者威胁说，如果给相对论授奖，他们就要退回已获得的奖章，结果评选委员会只好让 爱因斯坦作为光电效应理论的建立者得奖，相对论始终没有获得诺贝尔奖。上述现象说明了什么问题？给我们什么启发？说明：生活中习以为常、看起来无懈可击的规律也可能是不科学的，科学的发展道路也并非一帆风顺，往往会遇到 很多阻力。启示：要勇于创新，敢于怀疑常识。联系现实：你知道哪些重大发明得益于爱因斯坦的理论吗？1 .电脑显示器当你打开电脑工作，在短促的瞬间，电子正从显像管的阴极发射出来，好像在飞驰过程中获得了能量，积聚在显 示屏上 这正好符合爱因斯坦的狭义相对论。发明电脑显示器的工程师必须使显示器符合“相对论
8、效应，否 则控制电子飞驰的磁铁就会在显示屏上产生模糊图像。2 .精准的激光星期天你到超市购物，你手里的每一件商品条形码也得益于爱因斯坦的激光理论，只有激光才能准确读出条形码中 的编码。3 .全球定位系统全球定位系统之所以能将物体的位置精确到米，正是根据爱因斯坦的相对论对地球卫星发生的信号进行了修正。4 .数码相机假期你和家人轻松郊游。当你打开数码相机，准备摄下家人温馨的笑容时，要先感谢爱因斯坦。从镜头飞进来的光 子会把半导体里的电子挤走，这同样利用了宝贵的光电效应。5 ,控制X射线的能量有人长了一个肿瘤，幸亏是良性的，但因长在胸腺上，手术后需要放射治疗。医生在为他实施放射治疗前，需要估 计X射
9、线可能对他细胞造成的伤害，根据是爱因斯坦的（即能量二质量乘光速平方）材料：“科学，可能是所罗门的百宝箱，也可能是万恶的潘多拉盒子”。根据图片及材料，谈一谈你对科学技术的全面认识。生：科学技术本身是一把双刃剑。科技能造福于人类，推动生产力水平的提高，但如果运用不当，也能危害人类。过程总结评价：“全世界科学家一致公认:他的天才思想带来了一系列令人炫目的技术革新，100年间的变化超过了 过去2000年的总和。计算机、人造卫星、通讯技术、激光、电视和原子能，无一不与他所揭示的理论有 关。李政道过渡：爱因斯坦是天才吗？成名前的爱因斯坦你了解多少？二、爱因斯坦的成长历程L出生：1879年出生于德国一个犹太
10、人家庭。4岁还不会说话，大家都叫他“小笨蛋”。2 .童年时代：很少讲话，却十分善于思考。对自然界的许多现象总要寻根究底的问一问。3 .中学时代：不受老师欢迎，被赶出学校。但坚持自学，得以进入苏黎世联邦工业大学。4 .大学时代：迷上物理学，利用一切时间攻读物理大师们的著作，打下了从事理论物理学研究的基础。5 .大学毕业：成为专利局的一名普通职员。但仍坚持不懈将全部业余时间投入物理学研究。6 .划时代事件：26岁挑战牛顿的经典力学，提出了狭义相对论。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。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。材料二A = X + Y+Z, A是
11、成功，X是努力工作，Y是懂得休息，Z是少说废话成功=艰苦的劳动+正确的方法+少说废话。材料三在真理的认识方面，任何以权威者自居的人，必将在上帝的戏笑中垮台！结合其成长历程及以上材料，你从爱因斯坦身上感受到哪些科学精神？1 .勤奋好学、善于思考2 .热爱科学、脚踏实地3 .挑战权威、勇于创新4 .坚持不懈、追求真理爱因斯坦的启示：爱因斯坦告诉我们:一个人不聪明并不可怕，可怕的是自己先泄气。只要你肯为你的目标付出艰辛的劳动，并配合 正确的方法，就一定会得到成功女神的酬劳。许多在事业上有成就的人，在童年时代、少年时代并不一定能毕露锋 芒，相反，他们非常平凡，甚至显出迟钝、愚笨的样子，常常被周围的人嘲
12、笑、讥讽。如果因为自己笨就灰心丧气, 不再努力，那不是将自己潜在的才华、能力都扼杀在摇篮中了吗？其实，每一个人都有不同的才能，每一个人在生命的长河中都会找到属于自己的星座。如果你觉得自己笨，那 是因为你还没有寻找到你自己的星座。正如爱因斯坦对别的事物迟钝，却对物理和数学特别喜爱一样，当你找到自 己的星座时，你定会放射出与众不同的光彩！过渡：“人类的福祉必须高于对自己国家的忠诚J爱因斯坦爱因斯坦不仅是伟大的科学家，而且是正义的社会活动家。他虽然身居战争发源地，生活在战争鼓吹者的包围之中, 却坚决地表明了自己的反战态度。请同学们阅读课文第三目的内容，归纳爱因斯坦为人类和平事业所作的贡献。三、爱因斯
13、坦为人类和平进步作出的贡献1 .一战时：在仅有四人参加的反战宣言上签字；2 .一战后：致力于恢复各国人民的相互谅解，并为此3 . 20世纪30年代：开始呼吁各国人民为和平而斗争，为此遭到纳粹的迫害。4 .二战时：建议罗斯福抢在纳粹之前研制原子弹；几年后，痛心原子弹爆炸引起的大量平民伤害。5 .二战后：致力于防止核战争，亲自领导组织“原子科学家非常委员会”，出刊原子科学家公报，要使倡议. 从上面我们能够感受到爱因斯坦哪些崇高的品质？生：高度的社会责任感和历史使命感、维护世界和平、反对战争、挚爱全人类、有正义感、有良知。合作探究：爱因斯坦还有哪些高尚的品质？材料1 在接受邀请到普林斯顿大学高等研究
14、所任职时.，要求之一竟然是年薪只要3000美元，他甚至还表示:“倘 若在普林斯顿维持一年生活不需3000美元，还可以再低一些J以至于校方要和他“讨价还价M请他别把年薪标 准定得如此之低。材料21952年，以色列政府请爱因斯坦出任总统，但被他谢绝：“关于自然，我了解一点；关于人，我几乎一点也不了解。我这样的人，怎么能当总统呢？ ”材料3 “人只有献身于社会，才能找出那短暂而有风险的生命的意义J材料4 “一个人价值，应该看他贡献什么，而不应该看他取得什么J结论：材料1、2淡泊名利 材料3、4乐于奉献 珍爱生命穿插故事：一件大衣一天，爱因斯坦在街上遇见一位朋友，“爱因斯坦先生”这位朋友说：“瞧瞧，你
15、身上这件大衣多旧呀!你似乎有必 要添置一件新大衣。”“这有什么关系?反正在纽约谁也不认识我。”爱因斯坦回答说。几年后，他们又偶然相遇。 这时，爱因斯坦已成为一个著名的物理学家，但还穿着那件大衣。他的朋友又不厌烦其烦地劝他去换件大衣。“何 必呢！”爱因斯坦说，“反正这儿每个人都认识我了过程性评价：爱因斯坦以简朴为美德，可他朴实的外表并不影响人们对他的尊敬。过程性小结：爱因斯坦为什么能够成为伟大的爱因斯坦？1 .科学精神和贡献2 .高尚的人格品侦巨星陨落举世同悲：1955年4月18日爱因斯坦病逝于普林斯顿。遵照他的遗嘱，不发讣告，不举行公开葬礼，不建坟墓，不立纪念碑。 火化时按照他的书面遗嘱：免除
16、所有花卉布置以及所有音乐典礼。骨灰撒在永远对人保密的地方，为的是不使任何 地方成为圣地。遗嘱执行者用歌德悼念席勒的诗结束了那朴素的葬礼。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。当堂训练：何评价爱因斯坦？请你自主选择你感兴趣的部分进行评说。一个不受欢迎的学生一个不可思议的科学家一个有正义感的社会活动家一个给你希望的思想家生：准备三分钟后发言过程性评价：看来大家的确都益匪浅。爱因斯坦，他的品格与天地日月相辉映；他的科学贡献，人类将万世景仰。课堂练习1.在相对论创立之初，法国著名物理学
17、家朗之万曾说，全世界只有12个人能懂相对论。爱因斯坦关于相对论的第 一篇论文是A.关于光和色的新理论B.自然哲学中的数学原理C.论物体的电动力学D.广义相对论的基础2 .有一次，爱因斯坦与卓别林共同出席一个宴会，他们都受到了热烈的欢迎。卓别林对爱因斯坦开玩笑说：“大家 欢迎我是因为他们都能理解我，大家欢迎你是因为他们都不理解你此语意指A.绝大多数人盲目欢迎爱因斯坦B.相对论有悖于人们的日常经验C.爱因斯坦的理论与人们日常生活无关D.伟大的科学家不如著名艺术家3 .爱因斯坦相对论的提出是物理学领域的一场重大革命，主要是因为:否定了经典力学的绝对时空观揭示了时间、空间并非绝对不变的本质属性打破了经典力学体系的局限性使人类对客观世界的认识开始从宏观世界深入到微观世界ABCD4 .现代物理学的基础是：A、牛顿力学B、相对论C、量子假说D、量子理论、相对论答案：l.C 2.B 3. A 4.D