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“广义相对论简介”教学设计
马亚鹏
（银川市第九中学 宁夏银川 ）
【教材分析】
本教学设计依据教材为《普通高中课程标准实验教科书·物理》（选修）第15章第4节，人民教育出版社年第4版。
本节教材在狭义相对论的基础上，分“超越狭义相对论的思考”“广义相对性原理和等效原理”和“广义相对论的几个结论”三部分简要介绍了广义相对论的思想、结论和观测证据。具体而言，教材先简要介绍了狭义相对论未能解决的两大疑难——惯性参考系为何具有特殊地位和万有引力理论无法纳入狭义相对论的框架。紧接着提出了广义相对性原理，运用思想实验详细介绍了等效原理，即无法区分引力场和惯性系的问题。上述两条基本原理构成了广义相对论的基本假设。最后，教材主要介绍了光线弯曲、引力红移这两个成功检验广义相对论的观测证据。鉴于广义相对论远离学生学习实际和生活实际的特点，教材只用通俗的语言简要讲解了上述“普及性”的内容。因而也使教材编写略显单薄，主要的问题有二：一是没能说明广义相对论有其复杂的体系，其预言的物理现象主要基于两条基本假设及其爱因斯坦建立的引力场方程；二是对广义相对论的观测证据的介绍仅举了两例，未能举出“水星轨道近日点进动”等重要的案例，在观测证据的描述中，只言及“证实了爱因斯坦的预言”，但并未列举简单的数据证据，并未能区分爱因斯坦广义相对论的预言与牛顿理论的预言之间的差异。
【学情分析】
选修物理的学生都是理科生，通过前面的学习已较为系统地掌握了经典物理的主干内容，对相对论和量子论等现代物理知识有浓厚的学习兴趣，他们急于了解现代物理学的基本思想和主要观点。但由于现代物理的思想对于经典物理而言是革命性的，并且远离学生的生活实际，因而学生并不能直接结合已有知识和生活经验思考相关问题，加之这部分内容难度较大，容易造成学习困难。同时，也有一部分学生通过读科普书、看科幻电影等途径了解了广义相对论的一些观点和观测证据，但都不够系统，且极容易形成错误的认识。因此，教学中，要清晰地讲解广义相对论的主要观点和观测证据，帮助学生初步形成较为系统的认识。
【教学目标】
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