第六学习主题 近代科学和思想文化
第3课 自然科学的革命
【教学目标】
基础知识
了解
法国启蒙思想家的影响；英国科学家牛顿和达尔文的突出成就；爱因斯坦相对论的伟大贡献
辨别
能将伏尔泰的启蒙思想、物理学的牛顿三定律、达尔文的生物进化论，爱因斯坦的相对论等人物及其贡献“对号入座”
能力训练过程方法
提取信息探究
伏尔泰为什么要替卡拉辩护？由此可见欧洲启蒙思想包含着哪些进步主张？在“科学的革命”中，课本介绍了哪几位科学家？他们各做出了哪些杰出贡献？
分层解疑迁移
请联系中国实际，说说中国近代历史上的思想解放运动对社会进步有什么作用？欧美近代科技的发明创造为什么能够获得累累硕果？这些成果对人类历史的发展产生了怎样的影响？
情感态度
价值观
人文
素养
学习上述思想家和科学家的宝贵精神和崇高品格，树立不畏权贵、敢于捍卫真理，为了科学事业不计个人得失、乐于奉献的敬业精神
教学重点：科学的革命
教学难点：自然科学专业知识
教学过程
导入新课
温故知新 ?
1.在“科学的革命”中，课本介绍了哪几位科学家？他们各自做出了哪些杰出贡献？
2.欧美近代科技的发明创造为什么能够获得累累硕果？这些成果对人类的发展产生了怎样影响？
组织学生学习和探究新课
1.课文介绍了哪几位科学家？他们各自做出了哪些杰出贡献？（运用课件展示科学家画像，引导学生识图知史，并通过“接龙”，实现知识迁移）
科学家
主要成就
牛顿
万有引力定律、微积分的创建、机械运动三定律（惯性定律、加速度定律、作用力与反作用力定律）
达尔文
写《物种起源》，提出生物进化论，打击神权统治的根基
爱因斯坦
创立相对论，打开原子时代大门，揭示了时间与空间的辩证关系
万有引力定律：任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟两个物体的乘积成正比，跟他们的距离的平方成反比。（F = G ?）惯性定律：物体在不受外力作用时，将保持静止或匀速直线运动的状态。加速度定律：物体的加速度跟所受的外力的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟外合力的方向相同。（F合 = m a）作用力与反作用力定律：两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，作用在一条直线上。(F = － F)2狭义相对论：物体的能量相当于质量与光速（30万千米/秒）的平方的乘积，即 E = mc 。广义相对论：物质间所存在的万有引力，是由于物质的存在和分布使时间和空间的性质不均匀（时空弯曲）而引起的。
2.欧美近代科技的发明创造为什么能够获得累累硕果？（课件演示科学家语录，先组织学生英译汉，接着启发学生思考回答，最后由教师归纳答案）牛顿：“If I have seen farther than others, it is because I was standing on the shoulders of giants.”(如果我看的比别人更远些，那是因为我站在巨人的肩膀上。)爱因斯坦：“Try not to become a man of success but rather try to become a? man of value.”(不要希图成为一个成功的人，而要努力成为一个有价值的人。)“自由阅读卡·居里夫人在实验”（提炼新的放射性元素——镭）
A.科学家辛勤忘我地实践和探究，推动了科技进步。科学家的个人努力起了重要作用。
B.人们挣脱了封建神学束缚，敢于积极地进行思考和探索，促进了科技进步。思想自由是主要因素。
C.资本主义的产生和发展，离不开科技的发明和创造，这是根本原因。
如时间许可，练习巩固
【教学反思】：
课件56张PPT。第1课 自然科学的革命■近代自然科学的奠基者牛顿和达尔文
■相对论的创立者爱因斯坦
■课堂小结设计制作：陈代富导入墓志铭（模仿《创世纪》）
“我之所以能比别人看得远些，是因为我站在巨人们的肩上。”
“我只不过是一个在海滨玩耍的小孩，不时地为比别人找到更光滑更美丽的卵石和贝壳而高兴，而在我面前的真理的海洋，却完全是个谜”?。
——牛顿牛顿故居近代自然科学的奠基者牛顿和达尔文牛顿 牛顿（ 1642—1727），英国物理学家、天文学家和数学家，出生于英国的林肯郡，1661年进入剑桥大学学习，1665年发现了二项式定理。牛顿的三大发现，即光的光谱分解，万有引力定律和微积学，奠定了某些学科的理论基础，导致了世界上的一次科学革命。牛顿还在代数和数论、计算方法、逼近论、概率论等方面有创造性的成就和贡献。牛顿著名物理学家牛顿发明了第一架反射望远镜 公元1668年，牛顿制成了第一架反射望远镜样机，公元1671年，牛顿把经过改进的反射望远镜献给了皇家学会，牛顿名声大震，并被选为皇家学会会员。反射望远镜的发明奠定了现代大型光学天文望远镜的基础。牛顿 牛顿在17世纪70年代设计的望远镜。它一般被称为反射望远镜，效果远优于伽利略设计的著名的折射望远镜。牛顿 距离地球数百万光年的星系。根据牛顿的原理研制的高级望远镜，使天文学家能比以前更远地观察到宇宙深处。 牛顿曾痴迷于三棱镜的特性，他在三一学院的研究室内进行了一次又一次的实验。他拉上窗帘，使房间变暗，以便更容易观察三棱镜的效果。作为一个大学生，他对于光的特性的了解已经超过了前人。牛顿在做光学实验牛顿 牛顿在剑桥的集市上发现三棱镜后，就开始研究光的特性。在他的第一次试验中，他发现白光穿过三棱镜后就会分散为彩虹。他把这一色光的排列成为光谱，由顶端的紫光到下端的红光。牛顿 在产生光谱后，牛顿决定让光再穿过第二个三棱镜。他发现从另一端出来的是白光，他由此正确推断出，它把不同的色光重新组合在一起了。这说明，白光是由彩虹中的所有颜色的光组成的。为了证明这一点，他制作了一个由彩虹的所有颜色组成的圆盘，如上图左，飞快地旋转它。从右图可见，它模拟出第二个三棱镜的效果，飞速旋状后的圆盘呈现白色。牛顿《自然哲学的数学原理》 1687年，牛顿出版了力学经典著作《自然哲学的数学原理》，建立起了完整的力学理论体系，实现了物理学史上的第一次大飞跃。牛顿 牛顿万有引力定律的图解。物体间引力的大小取决于物体的质量和它们之间的距离。这可以用上述方程式表示，其中G代表引力系数，m1和m2代表两个物体的质量，d代表它们之间的距离。F = G m1m2 /d2万有引力作用下的太阳系模式图“神舟五号”飞船发射 国产歼十起飞 喷气式飞机和运载火箭的飞行都是遵循牛顿的第三定律：一种力把燃气从飞行器引擎的末尾推出去，同时一种相等的反作用力推动飞行器前进。剑桥大学王后学院牛顿数学桥 数学桥又称牛顿桥，是位于王后学院内的一座木桥。相传，这座桥是牛顿运用数学和力学原理设计建造的，整座桥上没有使用一根钉子，堪称是个奇迹。后来，好奇的学生把它拆下来，想看个究竟。谁知拆下容易，恢复难！无论他们用什么方法，就是恢复不了原样，连校方也无能为力，最后，不得不用钉子固定，才重新将木桥架起来。牛顿墓志铭（模仿《创世纪》）
“我之所以能比别人看得远些，是因为我站在巨人们的肩上。”
“我只不过是一个在海滨玩耍的小孩，不时地为比别人找到更光滑更美丽的卵石和贝壳而高兴，而在我面前的真理的海洋，却完全是个谜”?。
——牛顿牛顿故居牛顿 牛顿故居位于英国伍尔索普领地，1642年的圣诞节他就诞生在这座灰白色的石头建筑。牛顿故居门前有那棵著名的苹果树，就在这棵树下，牛顿领悟到万有引力。树的下方立着一方绿色的铜质徽章，那是伊利莎白女王颁发的保护令。牛顿故居牛顿1705年，牛顿被安妮女王封为爵士，死后被葬于伦敦威斯敏斯特大教堂。图为威斯敏斯特大教堂。 由于他的伟大功绩，牛顿生时受到国民的尊敬，死时像国王一样受到人们的瞻仰。
——伏尔泰我的成就当归于精力的思索.胜利者往往是从坚持最后五分钟的时间中得来成功。聪明人之所以不会成功，是由于他们缺乏坚韧的毅力。 你若想获得知识，你该下苦功；你若想获得食物，你该下苦功；你若想得到快乐，你也该下苦功，因为辛苦是获得一切的定律。你该将名誉作为你最高人格的标志。牛顿名言 牛顿达尔文 达尔文（1809—1882），19世纪英国杰出的生物学家、物种起源和发展学说的创始者、生物进化论的奠基人。他找到了生物发展的规律，证明所有的物种都有共同的祖先。他在科学上完成了一个伟大的革命，结束了生物学领域中唯心主义、形而上学的统治时期，对近代生物科学产生了巨大而深远的影响。达尔文《物种起源》封面 英国杰出的生物学家达尔文所著《物种起源》（全名为《依据自然选择或在生存斗争中适者生存的物种起源》）于1859年11月24日问世。这是一部具有划时代意义的科学巨著。该著作批判了创造论的错误，阐明了进化论的思想。达尔文达尔文当年乘坐的“小猎犬号（贝格尔号）” 1831年，达尔文乘坐“小猎犬号（贝格尔号）”开始了长达五年的环球考察，为其日后提出进化论奠定了坚实的基础。 达尔文达尔文考察路线达尔文达尔文讥刺像达尔文返 回返 回相对论的创立者爱因斯坦4岁时的爱因斯坦(1883年)表现出了不一般的平静和自信。和妹妹Maja在一起爱因斯坦高中时的成绩单发表狭义相对论时的爱因斯坦爱因斯坦 1911年，广义相对论距离完成尚远，爱因斯坦即已预测，光并不像学校教的那样永远走直线，虽然在大多数情况下是直线，但当它经过重物附近时，会因为受到重物造成的空间变化的影响，而走曲线。他甚至计算出某一颗星从太阳后面发出光时，它经过太阳附近到地球时行走路线的曲率为何。因此照他的计算，这颗星从地球上看起来，会在另一个位置，而不是我们原来设想的位置。光线受太阳影响行走示意图埃丁顿爵士
Arthur Stanley Eddington 白天在太阳的强光下，看不到天空中的任何天体，必须等到日全食，才有机会观测到位于太阳后面的星星。1919年英国人埃丁顿爵士拍摄到了的日全食的照片。通过分析，验证了爱因斯坦的预测。1919年拍摄的日全食照片1930年爱因斯坦和埃丁顿在一起 为了改善英、德两国的科学关系，没有比完成这件事更理想了。
——爱丁顿写给爱因斯坦的信爱因斯坦相对论著作书影 这是一篇非常重要的文章、一篇划时代的文献，将会引起非常激烈的辩论。在历史上，只有围绕着哥白尼的学说才有过。
这是物理学上一场伟大的革命！
——普朗克普朗克爱因斯坦在美国讲学爱因斯坦 爱因斯坦还是一位音乐爱好者，是一位优秀的小提琴手。他从小就学习小提琴，古典音乐一直是他生活中的一大伴侣。 拉小提琴的爱因斯坦 爱因斯坦曾在卡内基大厅举办了数次音乐会，目的是为一个人道组织募款，这是他赞助的无数人道组织中的一个。图为爱因斯坦与人合奏室内乐。达利的《永恒的记忆》 西班牙爱因斯坦“Ladies and gentlemen, our age is proud of the progress it has made in man's intellectual development. The search and striving for truth and knowledge is one of the highest of man's qualities - though often, the pride is most loudly voiced by those who strive the least. And certainly we should take care not to make the intellect our god; it has, of course, powerful muscles, but no personality. It cannot lead, it can only serve; and it is not fastidious in its choice of a leader. This characteristic is reflected in the qualities of its priests, the intellectuals. The intellect has a sharp eye for methods and tools, but is blind to ends and values. So it is no wonder that this fatal blindness is handed on from old to young and today involves a whole generation.”
——爱因斯坦1943年11月4日题为“The Goal of Human Existence ”的演讲录音爱因斯坦长崎上空的蘑菇云 有鉴于在未来的世界大战核子武器肯定会被运用，而这类武器肯定会对人类的生存产生威胁，我们号召世界各政府体会并公开宣布它们的目的不能发展成世界大战，而我们号召它们，因此在解决它们之间的任何争执应该用和平手段。
我们将结束人类的生存呢？还是人类将结束战争？
——《罗素－爱因斯坦宣言》爱因斯坦向电视观众介绍核武器对人类的巨大危害 思考中的晚年爱因斯坦1936年，爱因斯坦和他的儿子汉斯及孙子伯纳德在一起爱因斯坦在普林斯顿的房前爱因斯坦临终之前的办公室爱因斯坦 爱因斯坦1921年获诺贝尔物理学奖，左图为瑞典皇家科学院颁发的获奖证书，右图为诺贝尔奖纪念章。 1979年，联合国教科文组织在爱因斯坦诞生100周年发行一枚纪念章。纪念章的正面是爱因斯坦的晚年头像，背面是爱因斯坦对物理学做出重大贡献的三个数学公式。《爱因斯坦传》书影爱因斯坦纪念邮票 谁企图在真理和认识的领域内要人们认为他是不可动摇的权威，那他就要在上帝的哈哈大笑中垮台。
——爱因斯坦爱因斯坦返回返回课堂小结 近代自然科学
的奠基者牛顿和
达尔文相对论的创立者
爱因斯坦牛顿、达尔文是科学家的佼佼者
牛顿的《自然哲学的数学原理》建立
了经典力学的基本体系
3.达尔文的《物种起源》是生物发展史
上的一次革命爱因斯坦提出狭义相对论和广义相对论
相对论理论提出的重要意义学习测评学习测评史海拾贝爱因斯坦与中学时代同学合影一个6岁小女孩给爱因斯坦建议他理发的信结 束
