第五章 第1~3节 经典力学的成就与局限性-宇宙的起源和演化2023-2024学年新教材高中物理必修第二册同步教学设计（教科版2019）.docx

第五章第1~3节经典力学的成就与局限性-宇宙的起源和演化2023-2024学年新教材高中物理必修第二册同步教学设计（教科版2019）

课题：

科目：

班级：

课时：计划1课时

教师：

单位：

一、课程基本信息

1.课程名称：经典力学的成就与局限性-宇宙的起源和演化

2.教学年级和班级：高中二年级

3.授课时间：2023-2024学年第二学期第5周星期三第2节

4.教学时数：1课时

二、核心素养目标分析

本节课旨在培养学生的物理学科核心素养，包括物理观念、科学思维、实验探究和科学态度与责任。通过学习经典力学的成就与局限性，学生能够形成对宇宙起源和演化的基本认识，提升对物理规律的理解和应用能力；通过分析宇宙现象，发展学生的科学思维能力，培养其批判性思维和创新能力；在探究宇宙演化过程中，提高学生的实验探究能力，锻炼其解决实际问题的能力；同时，通过了解物理学家对宇宙探索的贡献，激发学生的科学热情，培养其科学态度与责任。

三、学习者分析

1.学生已经掌握了经典力学的基本原理，如牛顿运动定律，以及简单的天体运动知识，如地球围绕太阳的椭圆轨道运动。

2.学生对宇宙的起源和演化表现出浓厚的兴趣，他们具备一定的逻辑推理能力和数学运算能力，喜欢通过实验和观察来学习新知识。在风格上，学生更倾向于互动式和探究式的学习方式。

3.学生可能遇到的困难和挑战包括对宇宙复杂物理现象的理解，以及将经典力学理论应用于解释宇宙现象时的局限性。此外，对于一些抽象概念的理解，如暗物质和暗能量的概念，学生可能会感到难以把握。同时，由于宇宙演化涉及大量的数学计算和模型分析，学生可能在数学处理上遇到障碍。

四、教学资源

-教科书《高中物理必修第二册》（教科版2019）

-多媒体教学设备（投影仪、电脑）

-宇宙演化相关的视频资料

-物理实验室（用于模拟实验和观察）

-白板和标记笔

-互动式教学平台（如在线问答系统）

-实物模型（如太阳系模型）

-手写板和绘图工具

五、教学过程设计

1.导入环节（用时5分钟）

-利用多媒体展示宇宙中的美丽星系和行星图片，引导学生关注宇宙的广阔和神秘。

-提出问题：“宇宙是如何起源的？它又是如何演化的？”以此激发学生的好奇心和求知欲。

-简要回顾经典力学的基本概念，为学生引入本节课的主题做好铺垫。

2.讲授新课（用时25分钟）

-介绍经典力学的成就，如牛顿定律在解释天体运动中的应用，以及它对科学革命的贡献。

-讲解经典力学的局限性，例如无法解释黑洞和宇宙膨胀等现象。

-引入宇宙的起源和演化概念，介绍大爆炸理论及其证据。

-通过实物模型和视频资料，展示宇宙从大爆炸到现在的演化过程。

-强调科学探究的重要性，介绍物理学家如何通过观测和理论模型来探索宇宙。

3.师生互动环节（用时10分钟）

-分组讨论：学生分小组，讨论经典力学在解释宇宙现象时的局限性，以及现代物理学如何克服这些局限性。

-每组选代表分享讨论结果，其他小组进行评价和补充。

-教师引导学生思考如何运用所学知识解决实际问题，如利用物理定律来计算星体运动轨迹。

4.巩固练习（用时5分钟）

-发放练习题，要求学生运用经典力学知识解决简单的宇宙现象问题。

-学生独立完成后，教师随机抽取几名学生上黑板展示解题过程，全班共同评价。

5.课堂总结（用时2分钟）

-教师简要总结本节课的主要内容，强调经典力学的成就和局限性，以及宇宙起源和演化的基本概念。

-提醒学生，科学探索是一个不断进步的过程，鼓励他们保持好奇心和探索精神。

6.作业布置（用时1分钟）

-布置相关作业，要求学生进一步研究和探索宇宙的起源和演化，以及经典力学的应用。

整个教学过程设计注重师生互动和学生参与，通过讨论、练习和总结，帮助学生深入理解经典力学的成就与局限性，以及宇宙的起源和演化，同时培养学生的科学思维和探究能力。

六、教学资源拓展

1.拓展资源：

-《宇宙简史》（史蒂芬·霍金）：帮助学生更深入地理解宇宙的起源、结构和演化过程。

-《大爆炸：宇宙的起源》（菲利普·马丁）：详细介绍大爆炸理论及其对现代物理学的影响。

-“宇宙演化”相关纪录片：如《宇宙时空之旅》（NeildeGrasseTyson主演），通过视觉化的方式展示宇宙的演化过程。

-开放获取的科学论文：关于宇宙起源、暗物质、暗能量等领域的前沿研究论文。

-在线模拟软件：如宇宙模拟器（CosmicEvolution），让学生通过模拟实验来探究宇宙的演化。

2.拓展建议：

-鼓励学生在课后阅读《宇宙简史》和《大爆炸：宇宙的起源》，以加深对宇宙起源和演化的理解。

-安排观看《宇宙时空之旅》纪录片，让学生在视觉上感受宇宙的广阔和演化过程。

-指导学生阅读开放