约3370字。
《狭义相对论》教学设计
设计者
姓名 钱小敏 电子信箱 qianxiaomin_li@hotmail. 电话 13862058729
区县 苏州 学校名称 江苏省苏州第十中学 日期 09年3月
案例摘要
教学题目 狭义相对论
所属学科 物理 学时安排 3 年级 高二
所选教材 人民教育出版社《物理》选修3-4
一、学习目标与任务
1.学习目标描述(知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观)
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)初步了解广义相对论的几个主要观点以及主要观测证据。
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)通过对爱因斯坦广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。
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。
2.学习内容与学习任务说明(学习内容的选择、学习形式的确定、学习结果的描述、学习重点及难点的分析)
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。
3.问题设计(能激发学生在教学活动中思考所学内容的问题)
(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?
二、学习者特征分析(说明学生的学习特点、学习习惯、学习交往特点等)
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。
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。
部分学生善于追根溯源、刨根问底,同学之间爱讨论。
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