2012高二历史教师用书6.520世纪的科学伟人爱因斯坦人教版选修4

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1、第5课　20世纪的科学伟人爱因斯坦一、教学目标二、教材分析与教学建议1．知识结构2．教材分析与建议重点爱因斯坦及其主要科学成就和科学精神难点相对论的提出及影响教材内容分析与建议本课教材主要从三个大的方面，分不同的主题向学生介绍了爱因斯坦的主要成就和科学精神：爱因斯坦是现代物理学的开创者和奠基人。1879年3月14日他生于德国的乌尔姆，1955年4月18日卒于美国的普林斯顿。爱因斯坦1900年毕业于瑞士苏黎世联邦工业大学，毕业后即失业。后在瑞士联邦专利局找到工作。1905年获苏黎世大学博士学位。1909年任苏黎世大学理论物理学副教授，1911年任布拉

2、格大学教授，两年后任德国威廉皇家物理研究所所长、柏林大学教授，当选为普鲁士科学院院士。1932年受希特勒迫害离开德国，1933年10月定居美国。爱因斯坦在物理学的许多领域都有贡献，比如研究毛细现象、阐明布朗运动、建立狭义相对论并推广为广义相对论、提出光的量子概念，并以量子理论完满地解释光电效应、辐射过程、固体比热，发展了量子统计。他于1921年获诺贝尔物理学奖。本课引言概要介绍了爱因斯坦的突出贡献。建议教师首先引导学生阅读引文内容，然后向学生提问。今年（2005年）是爱因斯坦发表相对论多少周年？2005年是爱因斯坦发表狭义相对论，光电效应，布朗运动

3、三篇传世佳作一百周年。全世界为之进行了隆重纪念，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？爱因斯坦又是怎样从凡人到成为科学巨人的呢？……在学生回答的基础上，教师引导学生进入本课学习。第一目“提出狭义相对论”教材以爱因斯坦的生平为线索，讲述了其卓越的思维品质和勇于创新、孜孜不倦的科学精神，狭义相对论的提出对世界科学发展的巨大影响。（1）成名前的爱因斯坦狭义相对论发表初始，科技界的名人们多半还以惊愕不解和迷茫的眼光看待这位初出茅庐的青年。的确，当时的爱因斯坦不过是一位名不见经传的小人物，但他却呼应了一代宗师普朗克黑体辐射中的

4、量子论，普朗克也发现了爱因斯坦，于是成就了科学史上的一代宗师，使人类进入了原子能时代和光电时代。建议教师引导学生学习本目内容时，以介绍一些爱因斯坦的故事及逸事来提高学生学习兴趣，增强学生对本目内容的感性认识。（2）狭义相对论的提出教学建议：首先请学生阅读内容。提出疑问：爱因斯坦提出狭义相对论的标志是什么？有什么重要意义？19世纪末，由于电磁学方面的新发现、新实验同经典物理学理论发生了矛盾，物理学出现了危机。当时老一辈物理学家都企图用修补漏洞的方法来维护经典理论的框架。20世纪初科学界中一个默默无闻的小人物爱因斯坦发表《论物体的电动力学》，创立了狭义

5、相对论。其要点是：第一，否定了牛顿的绝对空间和绝对时间观念，指出时间、空间与物质运动不是各自孤立存在的，时间和空间是随着物质的运动而变化的，物质的质量也是随运动速度的变化而变化的。这样，该理论就揭示了空间、时间、物质、运动之间的本质上统一性，把牛顿的力学理论作为一种特殊情况（当运动速度远比光速低的时候）概括在内，从而建立了一个既适用于宏观、低速度，又适用于微观、高速的运动理论。第二，根据狭义相对论的原理，认为质量和能量之间有密切的关系，并推导出著名的质能关系式E=mc2，即物体的能量等于其质量与光速（每秒钟30万千米）平方的乘积。这一质能转化原理揭

6、示了原子内部所蕴藏的巨大能量的秘密，为原子能的利用奠定了理论基础。引导学生分析“学思之窗”的相关问题：理解爱因斯坦的科学创新体现了勇于向传统挑战，大胆质疑、追求真理的战斗精神。第二目“推动量子力学的发展”教材着重介绍爱因斯坦在发表狭义相对论后，功成名就，但他仍继续努力，不为利禄，默默地在科学之路上艰苦地求索，从而迎来了他科学攀登的第二次高峰，成就了人类自然科学史上的一次革命。（1）广义相对论的提出1915年，爱因斯坦又创立了广义相对论，进一步揭示了时空结构（四维空间）同物质分布的关系，指出了物质间所存在的万有引力，是由于物质的存在和分布使时间和空间

7、的性质不均匀（即时空弯曲）而引起的。（2）伟大的科学家的风格爱因斯坦因为在科学上的成就，获得了许多奖状以及名誉博士的授予证书。但他把名利看得非常淡泊。爱因斯坦很节俭，始终过着简朴无华的生活，如他用来计算的纸都是两面写字，而且他把许多寄给他的信的信封裁开，当作计算的草稿纸，不让它们失掉可以再利用的价值。他曾说过：“安逸和幸福，对我来说从来不是目的。我称这些伦理基础为猪倌的理想……”。他甚至拒绝自己被安排在上流社会中，而居于与众不同的地位。爱因斯坦很珍惜时间，他不喜欢参加社交活动与宴会，他曾讽刺地说：“这是把时间喂给动物园。”他集中精力专心研究。他也不

8、想听那些奉承和赞扬的话，认为：“一个以伟大的创造性观念造福于全世界的人，不需要后人来赞扬。他的成就本身就已经给了他一个更高