北师版九年级上册第23课：构建科学殿堂的巨匠

第23课 构建科学殿堂的巨匠
〖课程标准〗
简述牛顿、达尔文和爱因斯坦等人主要成就，认识科学家在社会发展中的作用。
〖教学目标〗
【知识与能力】
知道牛顿的科学巨著《自然哲学的数学原理》及其建立的牛顿力学体系。牛顿被称为“现代科学之父”。了解达尔文在1859年发表的《物种起源》一书及提出的“物竞天择，适者生存”的进化论观点。知道爱因斯坦提出的“相对论”是人类文化宝库中极为重要的成果。培养学生归纳、概括、分析问题的能力。
【过程与方法】
通过上网或查阅图书，搜集牛顿、达尔文和爱因斯坦等人的资料。通过故事会、模拟学术交流报告会、开办科学展览馆等形式，增加对这些科学家的了解。通过学生自主探究、多种形式的交流汇报，培养学生搜集整理资料、归纳概括、合作学习等的习惯和方法。通过对这些伟大的科学家取得成就的原因探讨，分析自己存在的不足。
【情感态度与价值观】
通过对牛顿、达尔文和爱因斯坦等科学家的科学成就的了解，使学生树立继承和发展人类优秀文化成果的观念，以及为科学而献身的精神。通过对牛顿、达尔文和爱因斯坦的名言的阅读，学习这些科学家的谦虚、勤奋、珍惜时间等可贵精神，确立严谨的治学态度。
〖教材分析〗
本课属于科技文化史内容，学生通过物理课、生物课的学习或阅读课外读物对牛顿、达尔文和爱因斯坦这些科学家都有一定程度的了解，但是牛顿、达尔文和爱因斯坦等科学家的成就是有专业性的。要想通过一节课的时间将其讲清、讲透，既不可能，也不是课标所要求的，因此可以采用学习与探究课的形式，旨在通过学生的积极参与、主动探究、合作学习来发挥学生的主体地位，提高学生学习兴趣。
〖学情分析〗
经过了两年多历史课的学习，学生们已经逐步掌握了学习历史的方法，培养了一定的自主探究的能力，随着年龄的增长，也更善于对问题进行深入的思考和分析。对于世界史，他们的学习兴趣也是很浓厚的，教师应充分调动他们的积极性，在提供可查阅的网站和书目的同时，更要注重指导学生独立搜集、整理和运用历史资料，并鼓励学生采用多种方式来展现自己的学习成果，鼓励他们充分发挥团结合作的团队精神，注意同组组员之间的科学合理的分工。
〖理念与方式〗
遵循课程改革的基本理念，充分体现以学生为本，通过学生自行处理教材和相关资料，进行学习与探究，帮助引导学生利用搜集整理的资料。通过大家的分工合作与积极配合，以及多种形式的展示，如故事会、模拟学术交流报告会、开办科学展览馆等形式，加深对牛顿、达尔文和爱因斯坦等科学家的科学成就的了解，以及他们谦虚、勤奋、珍惜时间、为科学而献身等可贵精神。
〖教学重点难点〗
【重点】通过自行处理教材和相关资料，去感受探究学习、多渠道学习的过程。
【难点】围绕主题整理、归纳、提炼有效信息。
〖教学准备〗
将本课的内容布置给学生预习，让学生根据自己的兴趣，自由结成学习小组，确定小组学习的共同目标，即选择、确立本组研究的主题，然后进行角色分配，进行工作分工，使每一成员负责的任务成为其他成员完成相应任务的基础。由组长组织、组员参与，共同制定研究方案，由此确定各成员的分工。教师向学生提供相关网站和书目，指导学生通过网络或图书馆查找关于牛顿、达尔文和爱因斯坦等科学家的资料。从课前资料的搜集、准备过程开始，教师即应提供尽可能的指导和帮助，特别应注重指导学生充分合理地运用所收集到的资料，鼓励学生充分发挥团队精神以及同组组员之间的科学合理的分工。针对学生的热情和进步，教师一定要给予及时的鼓励和赞扬，让他们乐于去探究、主动去探究，提高学习历史的兴趣。
在条件允许的情况下，可以邀请物理老师和生物老师来课堂上共同探讨和参与学生的探究学习活动。
应用信息技术的考虑
基于本课的相关资料比较丰富，可以采用多媒体教学手段，将学生和教师收集的关于牛顿、达尔文和爱因斯坦等科学家的文字、图片、视频等资料进行汇总整理，根据实际情况指导学生或由教师来制作相应的课件或网页，充分发挥多媒体教学直观、形象、生动的特点。
〖教学过程〗
【导入新课】
教师活动：感悟历史：“我能成为科学家，最重要的是：对科学的爱好；思索问题的无限耐心；在观察和收集事实上的勤勉；一种创造力和丰富的常识。”“成功等于艰苦劳动加正确方法和少说空话。”“如果我看得远，那是因为我站在巨人的肩膀上”你能说出这三句名言分别出自何人么？请你说说你从这些名言中得到的启示。
学生活动：结合名言说说自己的体会和收获。
教学意图：首先多媒体展示三句名言，让学生通过名言有所启迪，并进入到历史情境中来，引出牛顿、达尔文和爱因斯坦三位科学家。
【教授新课】
一、“现代科学之父”
教师活动：历史传真：“我不知道在别人看来，我是什么样的人；但在我自己看来，我不过就像是一个在海滨玩耍的小孩，为不时发现比寻常更为光滑的一块卵石或比寻常更为美丽的一片贝壳而沾沾自喜，而对于展现在我面前的浩瀚的真理的海洋，却全然没有发现。”（牛顿）
教学意图：多媒体展示标题及牛顿的话，将学生的思绪引入探究牛顿的科学成就上来。
教师活动：古希腊罗马的灿烂文化在漫长、黑暗的中世纪中埋没风尘，黯然失色。15世纪，文艺复兴的大旗飘扬在欧洲大陆上，自然科学获得新的生命，蓬勃成长。科学巨匠哥白尼、开普勒、伽利略以及笛卡儿等先后驰名于欧洲。一场科学革命冲破了中世纪封建势力和经院哲学的层层罗网，不断取得胜利。牛顿――伟大的科学家，经典物理学理论体系的建立者，正是在欧洲出现政治、经济和科学文化新变革的时代诞生的。
学生活动：探究牛顿的小组可以采用故事会的形式来介绍牛顿的生平以及他的科学成就，配以多媒体课件，生动形象地再现牛顿的事迹。
（展示课件）秋天的树叶或是没有采摘的成熟的果实会落到地面上，世界上最优秀的运动员也只能跳两米多高，最后还是要落到地面上。而火箭之所以能飞离地球，正是因为人们掌握了引力的规律，并找到了克服引力的方法。这个伟大的科学成就首先要归功于英国著名科学家牛顿。
可分为几个板块：少年牛顿（观察阳光下的影子，根据影子的规律做成“太阳钟”；观察风车磨房，制作了小风车；卖菜时依然坚持看书的故事；苹果的故事等），求学岁月，伟大的成就――建立微积分、对光学的三大贡献、构筑力学大厦（《自然哲学的数学原理》），站在巨人的肩上，牛顿的晚年等等。
教师活动：教师注意引导学生通过故事的讲授来了解牛顿的主要成就，并可通过生生对话、学生和物理老师的对话、交流，让学生明白牛顿创造的概念仍然指导着我们的物理学思想，牛顿提出的关于运动的三个定律，仍是整个力学的基础。以此来加深学生对牛顿在社会发展中的作用的认识。
教师活动：1942年爱因斯坦为纪念牛顿诞生 300周年而写的文章，对牛顿的一生做了如下的评价：“只有把他的一生看作为永恒真理而斗争的舞台上一幕才能理解他。”此赞语最恰当不过的了。
教学意图：引导学生对牛顿做出自己的评价，并说出自己由此而产生的感想。
二、物种起源的探索者
教师活动：你从哪里来？又到哪里去？呱呱坠地，牙牙学语，孜孜求索，悄悄离去，这就是你的人生之旅。拨开了许多迷雾，又看到了更多的疑云，行色匆匆，五味备尝，代代相传，生生不息，人类终于走到了今天。关于人类的起源，都有哪些说法？你相信哪一种呢？
教学意图：创设情境，由问题引入达尔文的生物进化论。
学生活动：探究达尔文的小组可采用开办科学展览馆的形式，将达尔文的画像挂在教室中，以烘托氛围，由小组成员来自定展览内容，自编解说词，并由几名同学作为讲解员，运用多媒体教学手段，结合网上科学展览馆的网页引领大家来做一次科学之旅。制定出本展览馆的主题、宗旨和特色。可以分为若干板块：如：科技博览、科技前沿、科普书屋、科普辞典、生命科学、科苑精英、科技动态、自然之谜、科学与生活等等。由各板块的讲解员来向大家讲述人物的生平、故事、伟大成就及主要的贡献，以及名人名言等等，并延伸至当今科技前沿，介绍这些领域的最新研究成果。当大家有疑难时，还可以向生物老师请教。
教学意图：通过学生自己探究及开办展览馆的过程，将信息进行有效的加工和整理，并培养他们的概括和表达能力。注重当代相关科学的发展现状以及前沿成就，将历史与学生的现实联系起来。
教师活动：让学生结合在生物课堂上所学到的知识，明确达尔文在社会发展中的作用，并与以前所学的知识联系起来，指出正是赫胥黎等人不断地为达尔文的观点辩护，才使其为大众所接受，并被严复翻译介绍到中国来，成为中国资产阶级革命的有力思想武器，第一次将生物学放在了科学的基础之上，使人类在思想上发生了飞跃。
三、现代物理学的泰斗
教师活动：人生启迪――“成功的秘诀：X+Y+Z=A，X代表艰苦劳动，Y表示正确方法，Z表示少说空话，A就是成功。”(爱因斯坦)20世纪人类进入原子时代，原子时代的标志就是现代科学技术和它的深刻影响及广泛应用。创立了代表现代科学的相对论，并为核能开发奠定了理论基础的就是美籍德国科学家爱因斯坦，他被公认为自伽利略、牛顿以来最伟大的科学家、思想家。
学生活动：探究爱因斯坦的小组可采用召开“模拟学术交流报告会”或“记者招待会”相结合的形式，由同学来扮演报告会主持人、爱因斯坦及其助手的角色，下面的学生可以来扮演各大媒体的记者。先由主持人来介绍爱因斯坦的生平，如爱因斯坦的童年、爱因斯坦的学生时代等；然后由扮演爱因斯坦及其助手的同学介绍他的主要科学成就，如狭义相对论的创立、广义相对论的建立等等；接下来记者可以就他们关心的问题来提问，如相对论的意义、对待核战争的立场及为和平运动所做的努力、关于爱因斯坦的历史悬疑等等。下面的观众也可以在学术方面提出问题，双方交流。在遇到知识性的困难时，可以向物理老师请教。
教学意图：通过生动的有学术氛围的报告会、记者会这样互动性强的形式来展现爱因斯坦的伟大成就，让学生在学习中激发兴趣，在探究中获得乐趣。
〖课堂小结〗
正是这些科学巨匠在物理学、生物学等领域的杰出贡献，将人类从中世纪的“神学”束缚中解放出来，推动人类社会不断向前发展，开创科技研究的新时代，共同构筑了改变人类命运的科学殿堂。
【附录】
牛顿的故事
牛顿善于观察日常生活中的小事，结果取得了科学史上一个个重要的发现。作为大学教授，牛顿常常忙得不修边幅，往往不打领带，不系好袜带和马裤的纽扣，就走进了大学餐厅。有一次，他在向一位姑娘求婚时思想又开了小差，他脑海中只剩下了无穷量的二项式定理。他抓住姑娘的手指，错误地把它当成通烟斗的通条，硬往烟斗里塞，痛得姑娘大叫，离他而去。牛顿也因此终生未娶。
他马虎拖沓，曾经闹过许多的笑话。一次，他边读书，边煮鸡蛋，等他揭开锅想吃鸡蛋时，却发现锅里是一只怀表。还有一次，他请朋友吃饭，当饭菜准备好时，牛顿突然想到一个问题，便独自进了内室，朋友等了他好久还是不见他出来，于是朋友就自己动手把那份鸡全吃了，鸡骨头留在盘子里，不告而别了。等牛顿想起吃饭，走出来后，发现了盘子里的骨头，以为自己已经吃过了，便转身又进了内室，继续研究他的问题。
达尔文的故事
1828年的一天，在伦敦郊外的一片树林里，一位大学生围着一棵老树转悠。突然，他发现在将要脱落的树皮下，有虫子在里边蠕动，便急忙剥开树皮，发现两只奇特的甲虫正急速地向前爬去。这位大学生马上左右开弓抓在手里，兴奋地观看起来。正在这时，树皮里又跳出一只甲虫，大学生措手不及，迅即把手里的甲虫藏到嘴里，伸手又把第三只甲虫抓到。看着这些奇怪的甲虫，大学生真有点爱不释手，只顾得意地欣赏手中的甲虫，早把嘴里的那只给忘记了。嘴里的那只甲虫憋得受不了啦，便放出一股辛辣的毒汁，把这大学生的舌头蜇得又麻又痛。他这才想起口中的甲虫，张口把它吐到手里。然后，不顾口中的疼痛，得意洋洋地向市内的剑桥大学走去。这个大学生就是查理．达尔文。后来，人们为了纪念他首先发现的这种甲虫，就把它命名为“达尔文”。
爱因斯坦的故事
爱因斯坦太太曾对查理．卓别林讲述爱因斯坦发现相对论时的情形。后来卓别林把这事记在他的自传里。通过这个故事，可以看出爱因斯坦在这个历史性发现的时刻是怎么工作的：
博士像往常那样穿着睡袍下楼吃早餐，可是那一天却什么也没动。我想一定有什么问题发生，我问他什么事使他魂不守舍？他回答：“亲爱的！我得到一个巧妙的想法。”喝完咖啡后，他就走到钢琴前开始弹奏起来。几次停下来在纸上记录一些东西，然后重复地说：“我得到一个巧妙的想法，非常美妙的想法。”他说：“这是很困难的，我仍需要进行工作。”他继续玩钢琴，并且写下一些东西，这样半小时之久，然后走上楼去他的研究室，并且告诉我不要打扰他，他就一直留在房子里两星期。每天我上楼把食物送给他，傍晚时他就散一会儿步当作运动，然后回来继续他的工作。最后他走下楼来，脸色显得苍白。“这里就是我的发现！”他把两张纸放在桌上，这就是他的“相对论”。