現代科學革命（通用3篇）

現代科學革命 篇1

　　第26課

　　課標要求

　　知道相對論、量子論的主要內容，認識其意義。

　　落實課標

　　一、相對論

　　1、背景——經典物理學的危機

　　①17——19世紀人們把經典物理學看作絕對權威的理論，認為物理學已經發展到完整、系統和成熟的階段。②19世紀末科技飛速發展，物理學出現了一些列的新的發現，如高速運動的微觀粒子發生的現象是經典物理學無法解釋的，經典物理學陷入危機。

　　2、提出：

　　19xx年愛因斯坦發表《論動體的電動力學》一文，提出了狹義相對論；19xx年又建立了廣義相對論，兩者統稱為相對論；1921年獲諾貝爾物理學獎。

　　3、主要內容：

　　①相對論的兩個基本原理是相對性原理和光速不變原理；

　　②時間、空間、運動、質量不是絕對不變的，而是相對的，可以相互轉化。

　　4、意義：

　　①打破了傳統的絕對時空觀，提醒人們常識不一定總是正確的。

　　②相對論的提出是物理學領域最偉大的革命，它在很大程度上解決了19世紀末出現的經典物理學危機，創立了一個全新的物理學世界，極大地擴展了物理學應用的領域。

　　③打破了經典物理學絕對化的思維，為人們提供了辨證地看待世界的途徑。

　　二、量子論：

　　1、形成：

　　①提出：19xx年普郎克提出了量子假說；

　　②發展：愛因斯坦提出光的量子理論；丹麥物理學家玻爾提出原子的量子理論，在這個基礎上，一門新的物理學分支量子力學建立起來。

　　2、意義：

　　①量子論是20世紀最深刻、最有成就的科學理論之一，使人類對微觀世界的認識有了革命性的進步。 

　　②量子力學對化學、生物學、醫學、考古學、古生物學的地質學等科學領域都產生了重大影響，帶來了許多劃時代的技術創新。這直接推動了社會生產力的發展，從根本上改變了人類的物質生活。

　　三、現代物理學興起的意義：

　　1、量子理論和相對論一起，構成了現代物理學的基礎。

　　2、量子論和相對論彌補了經典物理學在宏觀的宇宙世界和微觀的粒子世界面前的空缺，描繪了一個嶄新的世界，大大開闊了人們的視野，改變了人們看世界的角度和方式。

　　3、量子論和相對論不僅對物理學科本身，對自然科學，而且對整個人類的思維都產生了不可磨滅的影響。

現代科學革命 篇2

　　第25課 現代科學革命

　　課標要求：知道相對論、量子論的主要內容，認識其意義。

　　教學目標：

　　知識與能力：通過本課的學習，使學生了解在經典物理學危機的基礎上現代科學革命產生的必然性，明白現代科學的兩大支柱——相對論和量子理論的基本觀點，并認識到愛因斯坦在相對論、普朗克在量子理論的形成和創立過程中的重大作用。

　　過程與方法：結合相對論和量子論各自的理論基礎和研究方向，闡明兩者對人類歷史和現代生活的重大意義。

　　情感態度與價值觀：結合辯證法原理，正確對待科學的發展。

　　教學重點：相對論、量子論的主要內容及意義。

　　教學難點：相對論、量子論的主要內容。

　　課時：本節教材用一課時。

　　板書設計：

　　第六單元  現代世界的科技與文化

　　第25課  現代科學革命

　　一、經典物理的危機

　　絕對權威→危機

　　二、愛因斯坦與相對論

　　1.最偉大

　　2.相對論

　　三、量子理論中的微觀世界

　　1.普朗克，愛因斯坦，玻爾

　　2.相對論和量子理論的評價：

　　教學過程：

　　導入新課：同學們還記得1687年出版的《自然哲學的數學原理》是哪位科學家的巨著嗎？牛頓。這部巨著的意義是什么？建立起一個完整的力學理論體系，實現了物理學史上的第一次大飛躍。

　　下面請同學們來閱讀本課的引言：19世紀，以牛頓力學為代表的經典物理學已經日趨完善，達到了高峰。但是一些新的研究發現對它提出了挑戰，導致了經典物理學的危機。正是在這種情況下，相對論和量子理論出現，它們掀起了物理學革命，構成了現代物理學的兩大支柱，并對其他學科產生了歷史性的影響。人類對自然世界的科學探索又躍上了一個新的高度。

　　今天，我們學習第25課現代科學革命。

　　一、經典物理學的危機

　　先請同學們聽一段小故事，當德國物理著名的物理學家普朗克年輕時向他的老師求教，是選擇音樂還是物理學作為自己的終身的職業時，得到的答復是：“物理學基本上是一門已經完成了的科學，因此，對于物理學的研究實際上是不會有多大成果的。”

　　這個小故事說明了什么道理？請同學們閱讀本目內容，從教材中找到這個問題的答案。

　　教材p106本目內容第三自然段：當時，人們把以牛頓力學為代表的經典物理學看做絕對權威的理論，認為一切自然現象都可以用經典物理學加以說明，而且物理學已經發展到了完整、系統和成熟的階段，以后的工作只不過是在細節上做些修正和補充，在計算上更細致一點，使理論更加完善。

　　板書：絕對權威

　　那么，經典物理學的危機又來自哪里呢？仍然請同學們在教材的本目中找到答案。

　　教材p106本目內容倒數第三自然段：然而，正是在這個時候，物理學上出現了一系列新的發現，無法用經典物理學來解釋，這使得經典物理學陷入了危機，面臨著挑戰。

　　板書：絕對權威→危機

　　而經典物理學陷入危機的具體難題是“晴空是漂浮著的兩朵烏云”，而為了驅散這兩朵烏云，物理學掀起了一場革命，誕生了現代物理學的兩大支柱——相對論和量子論。我們先來看第一大支柱。

　　二、愛因斯坦與相對論

　　直至今天，愛因斯坦都被視為科學界最偉大的科學家之一。

　　板書：1.最偉大

　　請同學們看教材p107第一自然段，了解愛因斯坦的生平。

　　相對論是愛因斯坦最重要的成就，也是20世紀最重要的科學成就之一。

　　板書：2.相對論

　　相對論由狹義相對論和廣義相對論組成。狹義相對論首先就瓦解了牛頓經典力學中的絕對時空觀，指出經典力學僅僅在低速運動狀態下合理，從而化解了以太之謎，直接驅散了漂浮在物理學晴空上的第一朵烏云。在廣義相對論中，愛因斯坦將相對性原理由慣參考系進一步擴大到任意參考系，并把牛頓的引力理論作為其中的一部分內容。

　　教材p107第二、三自然段對相對論作了簡單地介紹，文字閱讀框《穿越時空的夢想》也對相對論的相對性原理作了直觀的說明，請同學們閱讀。

　　關于相對性原理，有一個時間與空間相對性的例證。一個觀察者看來是同時發生的事件，另一個向他作相對運動的觀察者看來便不是同時發生的。兩個這樣的觀察者對兩個事件之間的時間間隔的估計將會不一致，同時他們對距離的衡量也會不一致。假定兩個作相對勻速運動的觀察者所得到的光速相同，那么，只要他們對時間與空間運用不同的量度，就能對于現象得到相同的自然規律，并能精確地說明這種差距有多少，換句話說，每個觀察者都有自己的一套時間——空間的框架，對于一切觀察者全都相同的絕對空間時間是不存在的。

　　關于光速不變原理，也有例證，就是尺縮效應和鐘慢效應。假定一個觀察者b帶著一只座鐘和一把碼尺，并把碼尺指向他運動的方向。當他向觀察者a旁邊走過時，在a起來他的尺子不足一碼長，他的鐘也變慢了。b相對于a的速度愈大，這差額也就愈大。假如b用光速在a的旁邊通過，我們得到的結果是驚人的，這時b的碼尺長度將等于0，他的鐘也完全不足了。這就是說光速的速度的極限，宇宙間沒有任何東西能以大于光速的速度運動。運動尺子的縮短和運動時鐘的變慢效應，都是相對時空的基本屬性，與物體內容結構無關。如果物體的速度比光速小得多，相對論力學就可以解釋牛頓力學。

　　相對論與我們的生活常識有著巨大的差距，但卻被科學實驗所證實，這就給我們提出了一個問題：常識總是正確的嗎？常識和正確的理論起沖突的時候，應當怎樣分辨呢？

　　常識是我們在生活的經驗和過程中所具備的，甚至可以說，是構成我們正常生活的基礎，所以常識是根深蒂固的。這種根深蒂固、雷打不動的認識，往往構成了我們尋找真理和本質，在探詢日常生活之外的事物的規律時，我們認識的障礙。日常生活中，常識是必要的，但是科學發展和人類進步不是只靠常識和直覺就可以的。因此，從這個角度來理解，科學家們通過精確、巧妙的物理學實驗得出的理論，也是經過了同常識的反復斗爭而做出的，這更加體現出科學探索之路的艱難。

　　相對論是人類精神寶庫中璀璨的明珠，而相對論的發明者愛因斯坦也因此名垂青史。關于相對論的評價，是教材p107本目內容的最后一個自然段。

　　找學生閱讀教材p107本目內容的最后一個自然段：相對論的提出是物理學領域最偉大的革命。它在很大程度上解決了19世紀末出現的經典物理學的危機，可以廣泛地解釋不同運動狀態的物質，創立了一個全新的物理學世界，極大地擴展了物理學應用的領域。同時，相對論也打破了經典物理學絕對化的思維模式，為人們提供了辯證地看待世界的途徑。

　　自相對論橫空出世以后，人類的認識有了極大的擴展：由低速領域跨入高速領域，由宏觀領域延伸到宇宙觀領域，由我們生存的三維空間到時間、空間共同構成的四維空間。對地整個人類來說，由相對論引發了史無前例的改變，不僅僅局限于一個時代：人們認識到時間和空間的相互依賴關系、時間和空間的相對意義，認識到時間、空間與物質運動相互依賴關系。對于人類意識來說，這的確是一場深刻的革命。

　　相對論驅散了漂浮在物理學晴空上的第一朵烏云，那么，另一朵烏云是怎樣被驅散的呢？

　　三、量子理論中的微觀世界

　　量子理論的提出，同樣是源于實驗和公式之間的不合。

　　教材p107本目內容的第一、二自然段，教材p108第一、二、三、四、五自然段介紹了量子理論的創立過程，請同學們閱讀。

　　量子理論的創始人是誰？德國科學家普朗克。

　　板書：1.普朗克

　　量子理論的創立過程是一個不斷懷疑和不斷假設的過程，普朗克于19xx年提出量子假說是“不得不”的結果。因為作為一位嚴謹的科學家，其最基本的態度就必須是尊重事實，歷史上因為墨守成規和不尊重事實而失去重大發現的實例舉不勝舉。但是量子理論本身和物理學中早已流行了很久的思維方式相差甚遠，與一般人的常識更是有天壤之別，所以即便是在物理學界反應也十分冷淡。普朗克本人也曾經出現過反復和動搖，并最終導致他沒有做出更加偉大的理論創新。這也反映了人類認識事物本質的反復性和曲折性。

　　量子理論的發展過程和相對論不同，相對論基本是愛因斯坦憑著一己之力創立的，而量子理論的發展則凝聚了很多科學家的聰明才智。教材還提到了哪些科學家的哪些貢獻呢？

　　愛因斯坦的光量子理論，玻爾的原子的量子理論。

　　板書：1.普朗克，愛因斯坦，玻爾

　　在人類對微觀世界的認識上，量子理論是一座里程碑，從當前的實踐來看，量子理論對人類物質生活的改變作用更大一些，請同學們看教材p108倒數第二、四自然段，這是量子理論的現實意義。

　　找學生閱讀教材p108倒數第四自然段：量子理論是20世紀最深刻、最有成就的科學理論之一，使人類對微觀世界的基本認識有了革命性的進步。

　　找學生閱讀教材p108倒數第二自然段：量子力學對化學、生物學、醫學、考古學、古生物學和地質學等科學領域都產生了重大影響，帶來了許多劃時代的技術創新，如半導體和激光器的發明等。這直接推動了社會生產力的發展，從根本上改變了人類的物質生活。

　　相對論和量子理論的出現，掀起了物理學革命，構成了現代物理學的兩大支柱，并對其他學科產生了歷史性的影響。請看教材p108最后一個自然段，這是對相對論和量子理論的總體評價。

　　板書：2.相對論和量子理論的評價：

　　找學生閱讀教材p108最后一個自然段：量子理論和相對論一起，構成了現代物理學的基礎，彌補了經典物理學的不足，描繪了一個嶄新的宏觀宇宙世界和微觀粒子世界，大大開闊了人們的視野，改變了人們看世界的角度和方式。它們不僅對物理科學本身，對自然科學，而且對整個人類的思維都產生了不可磨滅的影響。

　　量子理論和相對論突破了經典物理學理論，對傳統科學的錯誤觀念和狹隘觀念也進行了否定，豐富了人類的知識寶庫；其探索和創新精神，也是人類認識世界、了解世界的歷程在曲折中前進的規律的生動說明。

　　小結：量子理論和相對論發展了經典物理學，彌補了經典物理學在宏觀宇宙世界和微觀的粒子世界面前的空缺，為人類描繪了一個嶄新的世界，對整個人類的思維都產生了不可磨滅的影響。但是理論的發展是無限的，人類的認識過程也是沒有止境的。

　　作業：

　　閱讀下列材料：

　　19世紀末，物理學的研究一方面深入到物質內部的微觀世界，放射線和原子被發現，另一方面擴展到整個宇宙。隨著光學等學科的深入發展，人們對在光速或接近光速運動狀態下的物質的研究，也超出了經典物理學的范圍。物理學被稱為“晴空上漂浮著兩朵烏云”的兩個無法解釋的難題，其一就是以太的不存在。這使得經典物理學賴以建立的絕對時空觀受到了嚴峻的挑戰。

　　（1）經典物理學形成的基礎是什么？這一基礎建立的理論是什么？

　　提示：17世紀牛頓創立的經典力學。它是建立在絕對時空觀的理論之上的。

　　（2）到19世紀時，經典物理學發展到何種程度？他所適用的范圍主要是什么？

　　提示：到19世紀，在經典力學的 基礎上，光學、熱力學、電磁學、天體物理學等新興學科取得了長足的進步，把人類對自然界的認識推進到前所未有的深度和廣度。它所適用的范圍主要是我們日常生活中的物理現象。

　　（3）19世紀末，物理學的發展對經典物理學提出了怎樣的挑戰？

　　提示：19世紀末，物理學的研究一方面深入到物質內部的微觀世界，另一方面擴展到整個宇宙，超出了經典物理學的范圍，經典物理學賴以建立的絕對時空觀受到嚴峻挑戰。

　　（4）20世紀物理學的發展取得的兩項最重大的成就是什么？它們與經典物理學的關系是什么？

　　提示：量子理論和相對論。它們發展了經典物理學，彌補了經典物理學在宏觀宇宙世界和微觀的粒子世界面前的空缺，為人類描繪了一個嶄新的世界，對整個人類的思維都產生了不可磨滅的影響。

　　課堂反饋：

現代科學革命 篇3

　　第25課 現代科學革命學案

　　△課標要求：知道相對論和量子論的主要內容，認識其意義

　　一、背景：經典物理學存在局限性，面臨著危機和挑戰

　　二、現代科學革命

　　1、相對論的創立

　　③意義

　　2、量子論的創立與發展

　　①背景：微觀粒子的運動不能用               的原理說明

　　△鞏固練習：

　　一、單項選擇題：

　　1、20世紀初，為物理學發展帶來革命性變化的是（    ）

　　a 牛頓力學    b 經典物理學    c 相對論    d 電磁學

　　2、現代物理學的基礎和兩大支柱是 （    ）

　　①牛頓力學    ②相對論    ③量子論    ④分子論

　　a ①②    b ③④    c ①④    d ②③

　　3、下列表述不正確的是 （    ）

　　a 牛頓創立的經典力學是經典物理學的基礎      

　　b 經典物理學所適用的主要是日常生活中的物理現象

　　c 相對論的提出證明經典物理學是完全錯誤的 

　　d 量子論使人類對微觀世界的基本認識有了革命性進步

　　4、經典物理學所面臨的危機，終于在20世紀初被物理學發展史上的兩場偉大的革命所解決。這兩場革命使人類  （    ）

　　a 擁有了研究宏觀世界和微觀世界的理論體系     b 放棄了經典物理學的思想方法和科學理論

　　c 否定了此前物理學取得的一系列成果           d 轉變了人們的思維方式和生活方式

　　5、為量子力學的建立奠定基礎的科學家不包括（    ）

　　a普朗克  b愛因斯坦    c 玻爾   d 愛迪生

　　6、相對論對人們思維的影響是 （    ）

　　a 改變了人們看世界的角度    b 大大開闊了人們的視野      

　　c 思維方式不能絕對化        d 使人們有了微觀世界的認識

　　7、下列成就中使人類對微觀世界的基本認識有了革命性進步的是 （    ）

　　a 相對論    b 牛頓力學     c 經典物理學    d 量子論     

　　8、愛因斯坦相對論的提出是物理學領域的一場重大革命，主要是因為 （    ）

　　①否定了經典力學的絕對時空觀    ②揭示了時間、空間并非絕對不變的本質屬性

　　③打破了經典力學體系的局限性    ④使人類對客觀世界的認識開始從宏觀世界深入到微觀世界

　　a ①②③    b ②③④    c ①③④    d ①②④

　　二、非選擇題：

　　1、量子理論和相對論的提出有什么共同點? 這說明了什么？

　　2、愛因斯坦根據相對論的觀點提出質能轉換理論后，曾致信美國總統羅斯福，建議美國研制原子彈，以便在二戰中盡快戰勝法西斯國家。1945年8月，美國先后在日本的廣島、長畸投下兩顆原子彈，加速了日本法西斯的投降，但對無辜平民的傷害也同樣令全世界震驚。愛因斯坦為此非常懊悔。從這件事中，我們能得到什么啟發？我們應如何對待科學的發展？

　　參考答案

　　△課標要求：知道相對論和量子論的主要內容，認識其意義

　　一、背景：經典物理學存在局限性，面臨著危機和挑戰

　　二、現代科學革命

　　1、相對論的創立

　　③意義

　　2、量子論的創立與發展

　　①背景：微觀粒子的運動不能用 經典物理學 的原理說明

　　△鞏固練習：

　　一、單項選擇題：

　　1、20世紀初，為物理學發展帶來革命性變化的是（c）

　　a 牛頓力學    b 經典物理學    c 相對論    d 電磁學

　　2、現代物理學的基礎和兩大支柱是 （d）

　　①牛頓力學    ②相對論    ③量子論    ④分子論

　　a ①②    b ③④    c ①④    d ②③

　　3、下列表述不正確的是 （c）

　　a 牛頓創立的經典力學是經典物理學的基礎      

　　b 經典物理學所適用的主要是日常生活中的物理現象

　　c 相對論的提出證明經典物理學是完全錯誤的 

　　d 量子論使人類對微觀世界的基本認識有了革命性進步

　　4、經典物理學所面臨的危機，終于在20世紀初被物理學發展史上的兩場偉大的革命所解決。這兩場革命使人類  （a）

　　a 擁有了研究宏觀世界和微觀世界的理論體系     b 放棄了經典物理學的思想方法和科學理論

　　c 否定了此前物理學取得的一系列成果           d 轉變了人們的思維方式和生活方式

　　5、為量子力學的建立奠定基礎的科學家不包括（    ）

　　a普朗克  b愛因斯坦    c 玻爾   d 愛迪生

　　6、相對論對人們思維的影響是 （c）

　　a 改變了人們看世界的角度    b 大大開闊了人們的視野      

　　c 思維方式不能絕對化        d 使人們有了微觀世界的認識

　　7、下列成就中使人類對微觀世界的基本認識有了革命性進步的是 （d）

　　a 相對論    b 牛頓力學     c 經典物理學    d 量子論     

　　8、愛因斯坦相對論的提出是物理學領域的一場重大革命，主要是因為 （a）

　　①否定了經典力學的絕對時空觀    ②揭示了時間、空間并非絕對不變的本質屬性

　　③打破了經典力學體系的局限性    ④使人類對客觀世界的認識開始從宏觀世界深入到微觀世界

　　a ①②③    b ②③④    c ①③④    d ①②④

　　二、非選擇題：

　　1、量子理論和相對論的提出有什么共同點? 這說明了什么？

　　（1）共同點：

　　①產生的背景：

　　19世紀末，物理學得到了極大的發展，物理學的研究一方面深入到物質內部的微觀世界，另一方面擴展到整個宇宙。但是，一系列新的發現無法用經典物理學解釋，這使得經典物理學陷入了危機，面臨著挑戰。

　　②產生的過程：都是科學家們敢于向權威挑戰，追求真理的結果；都經歷了一個產生發展完善的過程。

　　（2）說明：

　　人們對自然界的認識是不斷深入的，科學的發展是在打破了原有認識的基礎上不斷創新、發展的。

　　2、愛因斯坦根據相對論的觀點提出質能轉換理論后，曾致信美國總統羅斯福，建議美國研制原子彈，以便在二戰中盡快戰勝法西斯國家。1945年8月，美國先后在日本的廣島、長畸投下兩顆原子彈，加速了日本法西斯的投降，但對無辜平民的傷害也同樣令全世界震驚。愛因斯坦為此非常懊悔。從這件事中，我們能得到什么啟發？我們應如何對待科學的發展？

　　①啟發：科技的研究和應用，能造福人類，推動生產力水平的提高，但如果應用不當，也能危害人類。

　　②對待：在科技研究和應用方面，要注意趣利避害