2020_2021学年高中历史第6单元杰出的科学家第5课20世纪的科学伟人爱因斯坦教学案含解析新人教版选修4

2020_2021学年高中历史第6单元杰出的科学家第5课20世纪的科学伟人爱因斯坦教学案含解析新人教版选修4

第5课　20世纪的科学伟人爱因斯坦 学 习 目 标 重 点 难 点 ‎1.了解爱因斯坦的成长历程。‎ ‎2.掌握爱因斯坦的相对论及意义、推动量子力学发展的有关研究。‎ ‎3.记住爱因斯坦为人类和平所做出的贡献。‎ ‎1.重点：爱因斯坦及其主要科学成就和科学精神。‎ ‎2.难点：相对论的提出及影响。‎ 一、提出狭义相对论 ‎1．人生经历 ‎(1)出身：1879年，出生于德国南部小城乌尔姆的犹太血统家庭。‎ ‎(2)童年：善于思考，对自然界的许多现象总爱寻根究底。‎ ‎(3)中学：由于他的探究精神而被赶出校门，坚持自学。‎ ‎(4)大学：进入苏黎世联邦工业大学师范系，主修数学和物理。‎ ‎2．理论提出 ‎(1)标志：1905年6月，发表了《论动体的电动力学》，标志着狭义相对论的提出。‎ ‎(2)原理：一是相对性原理，二是光速不变原理。‎ ‎(3)意义 ‎①改变了牛顿力学的时空观念，揭示了物质和能量的相当性。‎ ‎②为原子能的利用奠定了理论基础，是近代物理学领域的一次伟大革命。‎ ‎[课中思考]　阅读教材P130[学思之窗]，思考：你认为爱因斯坦的科学创新体现了哪种精神？‎ ‎【提示】　爱因斯坦的科学创新体现了向权威挑战、大胆质疑、追求真理的精神。‎ 二、推动量子力学的发展 ‎1．提出广义相对论 ‎(1)提出：1916年爱因斯坦发表《广义相对论的基础》。‎ ‎(2)内容 ‎①等效原理：在一个加速运动的系统里，物体会自动改变运动状态，而改变这种运动状态的力，就是惯性力。‎ ‎②广义相对性：在加速运动系统里的惯性力，可以运用到时空中的各种物体运动上。‎ ‎③提出在引力中传播的光线，也要发生弯曲。‎ - 6 -‎ ‎(3)意义：改变了人们对宇宙的认识。在广义相对论的指导下，天体和宇宙演化的观测研究及理论探讨前所未有地蓬勃开展起来。‎ ‎2．提出量子假说 ‎(1)1905年，爱因斯坦就提出了光量子假说，解决经典物理学无法解释的光电效应问题。‎ ‎(2)爱因斯坦继续进行光辐射学的研究。1921年，因光电效应研究而获得诺贝尔物理学奖，他的研究推动了量子力学的发展。‎ ‎3．其他领域的研究 爱因斯坦在宇宙学、统一场论等物理学的其他领域也取得重大研究成果，他的研究对传统物理学是一次伟大的革命，也是人类自然科学史上的一次革命。‎ 三、为人类和平进步而斗争 ‎1．一战时，在仅有4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，并为此到法、英、荷等国奔走呼号。‎ ‎3．20世纪30年代，开始呼吁各国人民为和平而斗争。‎ ‎4．二战中，上书罗斯福，建议抢在德国之前研制原子弹，但他又为美国用原子弹轰炸日本城市终生遗憾。‎ ‎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”等。‎ ‎[特别提醒]　20世纪50年代，“冷战”加剧，核讹诈成为笼罩在人们头上的阴云。针对这种情况，爱因斯坦和英国哲学家罗素联合发表了《罗素—爱因斯坦宣言》，反对核战争，呼吁世界和平。‎ ‎[课中思考]　(1)阅读教材P132上面[学思之窗]，思考：对这两种截然相反的态度，你怎样看？‎ ‎【提示】　爱因斯坦热爱科学，也热爱人类。他没有因为埋头于科学研究而把自己置于社会之外，一直关心着人类的文明和进步，并为之顽强、勇敢地战斗。‎ ‎(2)阅读教材P132下面[学思之窗]，思考：对爱因斯坦来说，生命的意义是什么？‎ ‎【提示】　对爱因斯坦来说，生命的意义在于设身处地替别人着想，忧他人之忧，乐他人之乐，并竭尽全力为改善人类境况而奋斗。‎ 评价爱因斯坦 ‎[史料一]　在一片“牛顿被推翻了”的叫喊声中，爱因斯坦说：“可是人们不要以为，牛顿的伟大工作能被这一理论或者任何别的理论代替。他伟大而明晰的观念，作为自然哲学领域里整个近代概念结构的基础，将永远保持它独特的意义。”‎ ‎——摘自《巨人百传丛书—爱因斯坦》‎ ‎[史料解读]　关键句：“永远保持它独特的意义”。‎ - 6 -‎ ‎(1)史料一中为什么人们认为“牛顿的伟大工作”会被相对论代替？爱因斯坦的回答展现了他怎样的人格魅力？‎ ‎【提示】　理由：以牛顿力学为代表的经典物理学陷入危机，相对论突破了经典力学体系，揭示了时间和空间的本质属性。魅力：谦逊、宽容、理性等。‎ ‎[史料二]　作为科学家，他的理论非常深奥，一般人无法领悟。作为思想家，他的见解相当深邃，普通人难以理解。可是，这样一位科学精英和思想精英，为什么会走进大众的生活，成为家喻户晓的人物，并受到全世界男女老少的尊敬和爱戴呢……爱因斯坦是一位有社会责任感和科学良心的世界公民。‎ ‎——《爱因斯坦与大众科学的诞生》‎ ‎[史料解读]　史料分两层评价爱因斯坦：伟大的科学家；社会活动家。‎ ‎(2)1952年11月8日，以色列总理本·古里安提名爱因斯坦为总统候选人。根据史料二和所学知识，说明爱因斯坦被提名为以色列总统候选人的原因。‎ ‎【提示】　爱因斯坦不仅是一个伟大的科学家，也是一个具有高度责任感的社会活动家。‎ 全面评价爱因斯坦 爱因斯坦，世界十大杰出物理学家，现代物理学的开创者、集大成者和奠基人，同时也是一位著名的思想家、哲学家和具有正义感的社会活动家。 ‎ ‎(1)科学贡献 ‎①爱因斯坦提出光量子假说，圆满地解释了光电效应问题。后来进行光辐射学的研究，并于1921年因光电效应研究获得诺贝尔物理学奖，他的研究推动了量子力学的发展。‎ ‎②狭义相对论揭示了作为物质形式存在的空间和时间统一成一个四维空间，爱因斯坦的相对论是人类认识自然过程中的一次质的飞跃，推动了现代科学技术的发展。‎ ‎(2)倡导和平 ‎①他反对侵略战争，反对军国主义和法西斯主义，反对民族压迫和种族歧视，为人类的进步进行坚决的斗争。‎ ‎②倡议各国认识核战争的极端危险性，各国科学家用自己的言行来维护世界和平。‎ ‎(3)爱因斯坦一生淡泊名利，他获得了许多荣誉，但他从来没把这些荣誉看得很重。‎ 正确认识爱因斯坦的相对论与牛顿力学 ‎(1)牛顿力学体系概括了物体机械运动的基本定律，这些定律的适用有一个前提，即物体在低速运动情况下。‎ ‎(2)爱因斯坦的相对论否定了牛顿的绝对时空观，指出时间和空间不是绝对不变的，‎ - 6 -‎ 而是随物质运动的变化而变化，爱因斯坦还提出质能转换原理，加深了人们对物质和运动的认识。‎ ‎(3)相对论发展了牛顿力学，把牛顿力学概括在相对论力学中，牛顿力学是相对论力学在低速运动状态下的一个特例。牛顿所创的概念，至今仍是指导物理学的重要思想。‎ ‎[课堂小结]‎ 知 识 网 络 答 题 术 语 ‎1.相对论发展了牛顿力学，把牛顿力学概括在相对论力学之中，牛顿力学是相对论力学在低速运动状态下的一个特例。‎ ‎2.爱因斯坦不仅是一个伟大的科学家，也是一个具有高度责任感的社会活动家。‎ ‎1．爱因斯坦的一生，使近代物理学大放光芒。哪一时期为他从事理论物理学研究奠定了基础(　　)‎ A．童年　 B．中学　　　‎ C．大学　　　　　　　 D．工作后 C　[爱因斯坦上大学时主修数学和物理，渐渐地迷上了物理学，为以后研究打下了良好基础。]‎ ‎2．“在1905年之前，物理学家相信空间是一个宽广的舞台，在这个展现着宇宙戏剧的舞台上，时间对于所有的演员而言都在以同样的速度‘滴答滴答’地流逝着。而1905年后否定了所有的这一切。”导致这一“否定”的主要原因是(　　)‎ A．普朗克创立了量子理论 B．伽利略创立了实验科学 C．爱因斯坦相对论的提出 D．达尔文发现了人类起源 C　[解答本题的关键是时间节点。爱因斯坦的相对论创立于1905年，否定了经典力学的绝对时空观，因此C项说法正确，A、B、D三项说法由时间可以排除。]‎ ‎3．在相对论创立之初，法国著名物理学家朗之万曾说，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》‎ - 6 -‎ B．《自然哲学的数学原理》‎ C．《论动体的电动力学》‎ D．《广义相对论的基础》‎ C　[A、B两项都是牛顿的作品，D项把狭义相对论扩大为广义相对论；《论动体的电动力学》标志着狭义相对论的提出。]‎ ‎4．爱因斯坦生前留下遗言：“不许把我的房子变成博物馆。”这最能说明爱因斯坦(　　)‎ A．看轻财产　　　 B．淡泊名利 C．珍视荣誉 D．崇拜偶像 B　[爱因斯坦遗言的意图是反对别人把他当偶像崇拜，表明了其淡泊名利的高贵品质。]‎ ‎5．诺贝尔奖得主杨振宁教授曾在中山大学说，20世纪20年代物理学“遍地黄金”，爱因斯坦26岁时一年写出三篇震惊世界的文章，“因为物理学几大原则问题正在等待破解”。爱因斯坦破解的“黄金”及其作用是(　　)‎ A．相对论改变了人们认识世界的角度 B．相对论否定了经典力学的相对时空观 C．经典力学体系改变了人们的认识论 D．量子论对微观世界认识取得革命性变化 A　[C、D两项分别是牛顿、普朗克的成就，B项说法错误，故选A项。]‎ ‎6．爱因斯坦说：“我不知道第三次世界大战用什么武器，但是第四次世界大战人们将只会用木棒和石头打仗了。”这个言论表明爱因斯坦是一位 (　　)‎ A．反对战争的科学家 B．极端的民族主义者 C．狂热的爱国主义者 ‎ D．鼓吹战争的社会活动家 A　[第二次世界大战结束后，爱因斯坦曾致力于防止核战争，成为著名的反战运动活动家，故A项符合题意。]‎ ‎7．阅读下列材料，回答问题。‎ 材料一　第一次世界大战前，有不少学者对爱因斯坦的学说持怀疑态度。1919年，英国科学家爱丁顿对日全食的观测结果证实了爱因斯坦的理论，引起巨大轰动，世界范围的爱因斯坦热接踵而至。荷兰、捷克斯洛伐克、奥地利、美国、英国、法国、日本等国先后邀请他前往讲学。在中国，梁启超发起成立的讲学社曾拟邀请爱因斯坦来华讲学。北京大学校长蔡元培亦发出邀请，并得到其本人应允。虽然爱因斯坦因故未能成行，但相对论却在中国广泛传播。从1917年到1923年，各种报刊登载相对论的论著、译文、通讯、报告和文献不下百篇，出版译著15种左右。‎ ‎——阿尔布雷希特·弗尔辛《爱因斯坦传》等 - 6 -‎ 材料二　爱因斯坦热在中国方兴未艾之际，正是国内东方文化与西方文化问题论战正酣之时。以梁启超为代表的部分知识分子认为，东方文明与西方文明是两种不同类型的文明，前者以道德文明为核心，后者以科学精神为核心。梁启超前往欧洲考察一年多，1920年回国后写道：“一百年物质的进步，比从前三千年所得还加几倍。我们人类不惟没有得着幸福，倒反带来许多灾难。好像沙漠中失路的旅人，远远望见个大黑影，拼命往前赶，以为可以靠他向导。那知赶上几程，影子却不见了，因此无限凄惶失望。影子是谁？就是这位‘科学先生’。欧洲人做了一场科学万能的大梦，到如今却叫起科学破产来……我们可爱的青年啊，立正！开步走！大海对岸那边有好几万万人，愁着物质文明破产，哀哀欲绝的喊救命，等着你来超拔他哩！我们在天的祖宗、三大圣(孔子、老子、墨子)和许多前辈，眼巴巴盼望你完成他的事业，正在拿他的精神来加佑你哩。”‎ ‎——李喜所、元青《梁启超传》等 ‎(1)根据材料一并结合所学知识，说明爱因斯坦热兴起的原因。‎ ‎(2)根据材料一、二并结合所学知识，指出当时中国知识界对西方科学的态度，并予以评析。‎ ‎[解析]　第(1)问，注意材料一中的“1919年”“证实了爱因斯坦的理论”等信息，由此可联系到第二次工业革命、一战结束以及材料中证实爱因斯坦理论的史实。第(2)问应注意回答评析问题的方法——辩证的方法，从正反两方面来回答。‎ ‎[答案]　(1)第二次工业革命中科学带动技术和生产的发展，引起人们对科学的重视；相对论的提出是科学领域的重大革命；观测结果证实了爱因斯坦的理论；大战结束有利于相对论传播。‎ ‎(2)态度：普遍欢迎，引进宣传。‎ 评析：西学东渐及新文化运动的结果，提升中国的科学水平及民众的科学素养，有助于弘扬科学精神。‎ 态度：质疑“以科学为中心的西方文明”。‎ 评析：西方近代文明暴露出弊端，一战教训；有一定合理性，有助于反思科学与人类文明的关系；高估了传统文化的价值，将西方文明、物质文明与科学等同起来，不利于新文化运动，助长保守思潮。 ‎ - 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