《狭义相对论简介》教学设计-Dtssouth.com.docVIP

《狭义相对论简介》教学设计 张　华 一、教学分析 （一）教学内容分析 本节教材为人教版高二物理选修3－5第十五章，是本册书的最后一章。学生是否学过狭义相对论，对以后的日常生活没有影响，是指与大多数技术工作也没有关系。新课程增加这部分内容的目的就是在于加强学生对科学方法、科学意义的认识。狭义相对论的建立在科学史上具有十分典型的意义。 爱因斯坦的相对论一直以博大精深、深奥难懂著称。在教学前先解决学生对相对论的畏惧、排斥心理，教学才能有效的进行。而且，一般的中学教师对于相对论也是知之甚少。因此，借助网络，借用别人的权威研究成果，是一个不错的方法。在一课时内用多媒体播放CCTV10人物栏目“大师”专题《现代物理之父——爱因斯坦》让学生走近爱因斯坦以及他所处的时代。激发学生的兴趣，同时让学生能够了解爱因斯坦的生活（包括他的家庭）本人和他所处的科学时代，解除爱因斯坦的神秘光环，进而促使学生愿意去理解他所提出的理论。? 　　在介绍爱因斯坦狭义相对论的两个假设时应告知学生无论光源和观察者是否运动，真空中的光速都是相同的。? “同时”的相对性是理解相对论时空观的关键性概念。介绍爱因斯坦的狭义相对论时，应重点讲解“同时”的相对性。了解了同时的相对性后，只要再坚信光速不变原理，长度和时间的相对性就不难解释了。? （二）教学对象分析 1.学生学习特点 高二学生理科的高中学生或多或少都接触过相对论的结论：时间膨胀（时钟变慢），长度缩短。科幻小说中提到的双生子实验结果也是学生喜闻乐道的。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。 2.学生学情分析 通过对高中物理中力学知识的学习，学生已经掌握了运动的相对性、惯性系等相关知识，为理解同时的相对性打下基础。 3.学生认知特点 学生的思维方式处在由初中形象思维为主向高中抽象思维为主过渡的阶段，容易接收表象、浅显的知识，对知识体系的条理性掌握、抽象概念的理解能力还有所欠缺。 （三）教学环境分析 选择多媒体教室环境，要有多媒体实物展台，因为本节课需要通过视频、动画等帮助学生理解抽象概念。 二、教学目标 （一）知识与技能 1.知道狭义相对论的实验基础、基本原理和主要结论。 2了解经典时空观与相对论时空观的主要区别。体会相对论时空观的建立对人类认识世界的影响。 3通过实例，理解时间和空间的相对性，体会相对论时空观与低速世界情境的差异 （二）过程与方法 1. 通过对爱因斯坦建立狭义相对论过程中的科学思想和逻辑推理方法的认识，了解物理学研究的一种方法，即在实验的基础上提出假设，若这个假设的所有推论都与事实相符，则这个假设就是正确的。 2. 通过对爱因斯坦狭义相对论的研究过程的学习，了解一种物理思维方法，即面对一个问题，经过逻辑的推理，作出合理的假设。 （三）情感态度与价值观 实践是检验真理的唯一标准。爱因斯坦的相对论研究的是我们无法有亲身体会的高速运动的世界，因此学生很难理解以致获得清楚的认识。对此我们应该采取科学的态度对待它，而不是一味地排斥或回避。 三、教学重点、难点 （一）教学重点 狭义相对论的两个基本假设，及其实验基础。同时”的相对性是理解相对论时空观的关键性概念。介绍爱因斯坦的狭义相对论时，应重点讲解“同时”的相对性。了解了同时的相对性后，只要再坚信光速不变原理，长度和时间的相对性就不难解释了。 （二）教学难点 1. 如何运用狭义相对论的两个基本假设去理解狭义相对论的几个基本结论，尤其是如何建立相对论的时空观。 2. 相对论的建立本身是基于纯理论的推导。而我们师生均不具备这样的能力。 四、教学过程 （一）教学流程 思路： 某些实验和观测的事实提示：光速可能对于任何参考系都是一样的 没有事实证明某个惯性系具有不同于其他惯性系的特殊地位 光速不变原理，狭义相对性原理 同时的相对性 长度和时间间隔的相对性 子寿命的检测，铯原子钟的检验…… （二）教学过程设计 整个教学设计贯穿这一思路：“创设情境 ——提出问题 ——独立思考 ——合作交流 ——展示提升—— 拓展总结”。 课前建议学生阅读课本以及与狭义相对论相关的书籍；比如，《现代物理之父——爱因斯坦》，《普通物理》，《时间简史》，《相对论与现代科技》等等。 1.引入新课：讨论爱因斯坦其人其事 用一张爱因斯坦的照片引入，老师提出问题： （1）爱因斯坦是一个怎样的人？他为什么能成功？ （2）为什么我们很难理解相对论的结论？考虑到这些结论与事实相符，我们应该如何看待它？ [设计目的] 让学生走近爱因斯坦以及他所处的时代。激发学生的兴趣，同时让学生能够了解爱因斯坦的生活（包括他的家庭）本人和他所处的科学时代，解除爱因斯坦的神秘光环，