2019-2020学年高中历史 第6章 古今中外著名的科学家 第5节 科学巨匠爱因斯坦学案 北师大版

-1-第五节科学巨匠爱因斯坦(教师用书独具)●新课导入爱因斯坦(1879—1955)，美籍德裔犹太人。他创立了相对论，为核能开发奠定了理论基础，开创了现代科学新纪元，被公认为是自伽利略、牛顿以来最伟大的科学家、物理学家。1921年诺贝尔物理学奖获得者。现代物理学的开创者、奠基人，相对论——“质能关系”的创立者，“决定论量子力学诠释”的捍卫者(振动的粒子)——不掷骰子的上帝。1999年12月26日，爱因斯坦被美国《时代周刊》评选为“世纪伟人”。我们应该如何评价爱因斯坦？带着这个问题我们一起走进本课的学习。●教法案例本节课包括四个框目的内容：26岁的世界级大科学家；狭义相对论和广义相对论的创立；科学思想与音乐爱好；为人类的和平事业而奋斗。爱因斯坦与牛顿同为人类历史上最伟大的科学家，二者在科学贡献上联系密切，爱因斯坦相对论是对牛顿经典力学的继承和发展，他们在求学经历和性格方面也有很多相似之处。因此，建议教师在授课时用联系的观点，将二者在某些方面比较，便于更好的认识和评价爱因斯坦伟大的一生。第一目“26岁的世界级大科学家”。建议从以下几个方面把握：(1)出生——中小学——大学——工作。(2)研究：①第一篇论文《由毛细管现象得到的推论》。②4篇论文：研究布朗运动；光量子假说；相对论。此处教师应当补充相关材料，说明一项伟大的科学和科学家往往一开始是孤独的，爱因斯坦就是一个很好的证明，他的伟大的成就，其实已经使他能够和牛顿相提并论，但当时却没有引起人们的过多关注。第二目“狭义相对论与广义相对论的创立”。此目的一个特点是理论性很强，而且学生在物理课上应当已经学过。因此，建议教师不要再在理论本身的解释上做过多的文章。将重点放在理论建立的意义上面。可以在学生阅读教材课文和“学术窗口”的基础上，提出问题，引导学生思考：爱因斯坦相对论包括哪两大块内容？它们建立的时间和标志分别是什么？分别包括哪些基本内容？爱因斯坦相对论的建立有何意义？对于爱因斯坦有何影响？通过这些问题，使学生由浅入深的思考问题，将教学的重点引导到对爱因斯坦作为伟大科学家的评价上面来。第三目“科学思想与音乐爱好”。教材主要讲了两个大的方面：爱因斯坦的科学思想和音-2-乐爱好。建议教师按照先提出问题引导学生思考，然后教师点拨的思路教学。可以提出下面的问题：爱因斯坦认为科学的目的是什么？他是怎样认为生命的意义的？爱因斯坦是怎样认识科学的社会功能的？爱因斯坦擅长哪两种乐器？对于音乐和科学的关系，他是怎样认为的？由此我们可以看出爱因斯坦是一个怎样的科学家？(有良知，负责任；志趣高雅；思想深邃的科学家)第四目“为人类和平事业而奋斗”。教材以爱因斯坦为世界和平而努力的史实，讲述了他为世界和平事业做出的贡献。建议教师引导学生思考“学术窗口”的相关材料与问题，认识爱因斯坦不仅是伟大的科学家，同时更是全人类命运的关注者。建议教师把握以下几个关键点：(1)一战前后：发表《告欧洲人民》，反对战争，呼吁和平。(2)二战之前：从“绝对的和平主义”到“战斗的和平主义”的转变。(3)二战前后：建议美国进行原子弹研究——反对美国“中立”——战后不遗余力反对核战争。(4)巨星陨落：1955年4月18日，这位人类历史上最伟大的科学家因主动脉瘤破裂病逝于美国普林斯顿。巨星陨落，举世同悲。爱因斯坦曾经说过：“我自己不过是自然的一个极微小的部分。”他把一切献给了人类从自然界获得自由的征程，最后连自己的骨灰也回到了大自然的怀抱。但是正如英费尔德第一次与他接触时所感受到的那样：“真正的伟大和真正的高尚总是并肩而行的”。爱因斯坦的伟大业绩和精神永远留给了人类。-3-学习目标重点难点了解爱因斯坦的人生成长历程及主要科学成就，认识他在社会发展中的作用1.爱因斯坦在物理学上的重要贡献，其在世界和平方面所做的贡献(重难点)2.评价爱因斯坦(重点)知识点一26岁的世界级大科学家1．1879年，爱因斯坦生于德国南部小城乌尔姆，是德籍犹太人。2．1896年，爱因斯坦考入了苏黎世的联邦工业大学。3．1901年，在《物理学年鉴》上发表了他的第一篇论文《由毛细管现象得到的推论》。4．1905年，爱因斯坦在《物理学年鉴》上共发表了4篇论文：一篇研究布朗运动；一篇提出光量子假说，因此他于1921年获得诺贝尔物理学奖；另外两篇构成“相对论”。5．从1909年起，爱因斯坦被瑞士的一些大学聘任为副教授、教授。知识点二狭义相对论与广义相对论的创立1．建立1905年建立狭义相对论，1916年建立广义相对论。2．含义狭义相对论是关于物质运动与时间空间关系的理论；广义相对论提出广义相对性原理和等价原理。3．意义(1)狭义相对论统一了牛顿力学和麦克斯韦电动力学两大体系，使物理学在逻辑上成了完美的科学体系。(2)广义相对论建立了完善的引力理论，使宇宙学得到进一步的发展。(3)相对论被科学家们承认是人类科学史和人类思想史上最伟大的成就之一。知识点三科学思想与音乐爱好1．爱因斯坦不仅有伟大的科学发现，也有伟大的科学思想，他认为科学是推动民主的革命性力量。2．爱因斯坦崇尚科学，也崇尚艺术。3．在爱因斯坦看来，艺术与科学二者均以丰富的想象力为心理背景，共同追求和谐之美。知识点四为人类和平事业而奋斗1．1914年，爱因斯坦与他人发表《告欧洲人书》，反对战争，呼吁和平。2．纳粹上台后，他发表了不回德国的声明，并准备同纳粹德国作殊死的战斗。3．二战后，爱因斯坦不遗余力地反对核战争，反对美国制造氢弹和扩军备战政策。-4-4．为了人类永久的和平，他一度建议联合国建立一个“世界政府”。5．1955年4月18日逝世于普林斯顿。对爱因斯坦的评价1.爱因斯坦是20世纪最伟大的科学家。他创立的相对论为科学的发展带来了革命性的变化；他提出的质量能量公式E＝mc2，为原子弹研制提供了理论依据。2．他是坚定的和平捍卫者，他热爱和平、厌恶战争，关心人类的命运。3．他是一位伟大而平凡的人，他的伟大人格更是留给后人的一笔宝贵遗产。菲利普·费尔南德兹—阿迈斯托在评价某科学家时指出：在他的宇宙里，“每一种现象都带有欺骗性。物质和能量可以相互转换。双胞胎以不同的速度衰老。平行线可以交叉。光线弯曲的径迹其实缠绕宇宙”。这位科学家是()A．伽利略B．达尔文C．牛顿D．爱因斯坦D[“物质和能量可以相互交换”指的是爱因斯坦的质能关系式E＝mc2。“双胞胎以不同的速度衰老”说明时间是可变的，指的是爱因斯坦的相对论。]阅读下列材料：材料一有位太太从维特来，走得比光还要快；她有一天出门早，沿着相反的方向跑，却在头天晚上回来了。——《一个时代的神话——爱因斯坦的一生》材料二在1931年的一次采访中，爱因斯坦说：“我首先承认我的政治信念：国家是为人而设立的，不是人为国家而存在。这对科学也适用。有一些多年前的表述是由这样一些人作出的，在这些人看来人本身才具有最高的人类价值。……我相信国家的最重要使命就是要保护个人并使他有可能发展成一个创造性的人。”——《一个时代的神话——爱因斯坦的一生》材料三我从不追求舒适和奢侈的生活，说起来我还有点蔑视它。我对社会正义的激情常常使我开罪于人，而且我同样坚决反对任何不必要的束缚和人身依附。……我向来重视作为个体的人，我极端仇视暴力和党同伐异。综上所述，我是一个充满热情的和平主义者和军-5-国主义反对者，拒绝任何种族主义，尽管它总是把它打扮成爱国主义。……我坚信社会地位和财物带来的特权不公平且败坏道德，过分夸张个人崇拜同样如此……我认同民主的理想，虽然我深知民主国家的癌疾……国家这个共同体的重要目标就是社会正义和对个人经济的保护。——爱因斯坦《我的信仰声明》(1)材料一用风趣的小诗形式揭示了爱因斯坦的哪一项科学成就？这一成就有什么重大影响？(2)根据材料二、三概括爱因斯坦的主要观点，并简要评价爱因斯坦。【思路分析】考查角度对伟大的科学家爱因斯坦的评价材料解读材料一：列举了一个“运动着的时钟会变慢”的小例子。材料二：爱因斯坦阐释了自己对国家使命的认识——国家是为人的生存和发展而设立的。材料三：爱因斯坦阐述了自己爱好和平和民主的坚定立场解答思路第(1)问很简单，即回答相对论及其重大影响。第(2)问要结合材料，关键信息是：“国家是为人而设立的”“国家的最重要使命就是要保护个人并使他有可能发展成一个创造性的人”“坚决反对任何不必要的束缚和人身依附”“仇视暴力和党同伐异”“和平主义者和军国主义反对者，拒绝任何种族主义”“个人崇拜”“我认同民主的理想”【尝试解答】(1)成就：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________影响：__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)主要观点：____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________简要评价：__________________________________________________________________________________________________________-6-____________________________________________________________________________________________________________________[答案](1)成就：相对论。影响：推动了现代科学革命，使自然科学发展进入了一个崭新的阶段；有利于推动人们的思想解放。(2)国家是为人设立的，国家的重要目标是保护社会正义和保护个人的自由；科学的目的是服务于人类的幸福；反对种族主义；反对军国主义，主张和平；反对个人崇拜；主张实行民主制度(答出其中三点即可)。评价：爱因斯坦是一个热爱民主，拥护个人自由的民主主义者。1．1919年英国《泰晤士报》曾刊登标题文章《科学革命》，两个副标题是“宇宙新理论”“牛顿观念的破产”。具有“科学革命”意义的理论是()A．日心说B．量子论C．相对论D．经典力学C[由“牛顿观念的破产”可知该理论解决了牛顿经典力学的危机，为现代科学革命的两大支柱：相对论和量子论，故排除A、D两项。由“宇宙新理论”可知为相对论，光线在通过强引力场附近时会发生弯曲，相对论主要是宏观领域的理论，而量子论主要是微观领域的理论。总之，由关键时间信息1919年和“宇宙新理论”“牛顿观念的破产”，可以判断为爱因斯坦提出的相对论。故选C项。]2．在电视剧《宫》中，女主人公晴川穿越到清朝年间，为晴川穿越时空回到古代提供科学依据的是()A．基因改造工程B．空间控制理论C．相对论D．量子论-7-C[本题是情景式选择题。相对论认为时间和空间都是物质的存在形式，随着物质运动速度变化而变化，这就为穿越时空提供了科学依