5　不确定性关系教学设计案例

教学设计

选修3-5 第十七章

第五节

不确定性关系

授课班级：高二十四班

课程类型：新授课

教学目标：1.了解不确定关系的内容,感受微观世界的特异性。

2.了解物理模型在物理学发展中的重要作用及其局限性,体会人类对自然界不断深入地探究。

学法指导：研读教材时一是注意本节的知识体系分布，二是把疑难困惑的问题标注好，以便交流。

重点难点：理解不确定关系的概念

教学手段：PPT演示文稿，多媒体设备

教学思考：本节内容是在上一节基础上进一步深化的。教学中应通过介绍经典物理学和微观物理学中物理模型与物理现象的巨大差异、量子力学对社会进步的重要作用以及对量子力学理论的论争,为学生用新的观点来认识微观物理世界提供有效的空间。

课前准备：研读教材，预计学生自主学习过程中可能出现的问题和疑难点；在导学案的基础上根据本班学生学习情况进行二次备课，制作教学用的PPT,收集相关教学资源。

新课导入：经典物理学中,可以同时用质点的位置和动量精确地描述它的运动,如果知道了质点的加速度,还可以预言质点在以后任意时刻的位置和动量,继而描绘它运动的轨迹。在微观物理学中,粒子的位置和动量是否可以同时准确地描述?下面我们就通过单缝衍射实验来探究这个问题。

步骤一：研读教材，完成学案

1．确保每一位学生处于预习状态，要求在教材上划出重难点。

2．通读教材，作必要的标注，梳理出本节内容的大致知识体系。

3．巡视学生自主学习的进展，学生填写学案的情况。

4．尽可能多地独立完成学案内容，至少完成第一层级的内容。

5．指导、倾听部分学生的交流，初步得出学生预习的效果情况。

6．就学案中教材诠释交流的内容与结对学习的同学交流。

步骤二：小组交流讨论，展示，教师点评

主题1：

探究单缝衍射现象

(1)

根据牛顿运动定律,质点在什么条件下才会改变运动方向?当粒子穿过狭缝产生衍射现象时,粒子的运动还遵守牛顿运动定律吗? 答：根据牛顿运动定律,质点只有在外力的作用下才会改变运动方向。当粒子穿过狭缝产生衍射现象时,粒子没有受到力的作用却改变了运动方向,显然此时粒子的运动不符合牛顿运动定律。

(2)图中描述了屏上光的强度的分布情况,屏上各点光的强弱反映了什么? 答：屏上各点光的强弱反映了光子到达此点的概率的大小,光强越大的地方光子到达的概率越大,即单位时间内落在单位面积上的光子数越多。

主题2：

不确定性关系

通过对教材上“光的单缝衍射”实验的分析，你怎样理解粒子在宏观和微观的不确定性？微观粒子和宏观物体的特性有什么不同？最好通过表格列出来进行比较学习。

答：

经典力学中,可以同时用位置和动量精确地描述质点的运动,如果知道质点的加速度,还可以准确地预言质点在以后任意时刻的位置和动量,即质点运动轨迹是可以确定的。

可以用老师给定的表格，也可以自己制定表格，将内容填完整，小组内讨论。

主题3：

不确定性关系的物理意义

微观粒子的位置和动量的不确定性关系是不是告诉我们微观粒子的运动是不可描述的?

答：我们无法同时准确地知道单个微观粒子的位置和动量,也无法描述

单个粒子的运动轨迹,但是可以准确地知道大量微观粒子运动的统计规律。

主题4：

物理模型的意义

汤姆孙发现电子之后提出了原子的“枣糕模型”;卢瑟福根据α粒子散射实验的事实,用原子的“核式结构模型”否定了“枣糕模型”;针对经典物理学无法解释原子的“核式结构模型”的稳定性和原子光谱的分立性,玻尔又提出了自己的原子模型。有人说我们无法直接感知微观世界,微观世界也太复杂了,建立微观领域的物理模型不可能真实地反映微观领域的事实,因而是没有意义的。这种说法对吗?谈谈你的看法。

答：阅读教材相关内容，认真学习并对比各种模型的特点，了解科学家在探索真理的过程中，利用模型来印证真理的思想方法，不停地推翻再建造，直到找到符合事实的那个。虽然某阶段的物理模型不能完整地反映客观事实,但能够在一定的范围内正确代表研究的对象。物理模型可以帮助人类逐渐提高认识,逐渐接近真实的自然。所以说,建立物理模型永远是一种有意义的科学方法

步骤三：测验与总结

基本检测

根据具体情况与部分同学交流,掌握学生的能力情况.

全体学生独立思考，独立完全，小组同学都完全后可交流讨论。

技能拓展

视学生基础和课堂时间、教学进度决定是否作要求

教师未提出要求的情况下学有余力的学生可自主完成

记录要点

教师可在学生完成后作点评

知识总结

教师可根据实际情况决定有没有必要总结或部分点评一下。

学生就本节所学做一个自我总结，之后可小组交流讨论。

感悟收获

学生在相应的位置做笔记。

注意有代表性的收集一些学生的体会，以便有针对性地调整教学方法。

根据自己的感受如实填写。根据自己的思考找出解决方案。

教学反思：

布置学案，让学生进行有效的课前预习是十分重要的，这样课上的所有讲解就都是有重点的。合理的小组分配，可以使学生实现优势互补，可以有效地提高课堂的效率，让每一位学生都成为课堂的主人。