《科学之父 牛顿》教学设计

《近代科学之父牛顿》

一、教学目标

㈠知识与能力：

1、了解牛顿的科技成就和影响，培养归纳掌握史料的能力。

2、认识牛顿成就的取得是综合多种社会和时代背景的结果,培养学生运用辩证唯物主义观点认识和评价历史问题的能力。

㈡过程与方法：

1、通过编制表格培养学生归纳概括和知识系统化的能力。

2、指导学生通过史料阅读、问题探究法等分析、理解牛顿取得成就的时代背景和影响。

3、运用情景再现和活动讨论法让学生利用课堂讨论充分理解特殊时代“宗教与科技”关系。理解牛顿成就对社会发展产生对等方面影响。

4、在教师引导下，学生互动和谐、平等交流；运用唯物史观引导学生独立思考，合作交流，主动探究。

㈢情感、态度与价值观：

1、通过本课的学习使学生认识科技发展与社会进步对关系。即社会发展为科技发展提供条件和基础，科技发展又进一步推动社会等方面的发展。

2、理解人类对科学的探索永远是处于“进行时”，“在路上”的状态。

3、培养学生树立为科学真理而努力奋斗的精神。

二、教学重难点：

1、重点是探讨牛顿取得发明发现的诸多因素；

2、难点是特定时代下科技与宗教等多种社会因素的关系。

三、教学过程

导入新课：多媒体展示图片：牛顿头像。并出示：

自然界和自然规律隐藏在黑暗中，上帝说，让牛顿出生吧，于是一切都成为光明。

——亚历山大•蒲伯

教师提问：牛顿又在哪些领域做出了重大科学贡献?

教师出示：

教师小结：概括地说，牛顿最主要的科学贡献就是发现了自然规律，并用简单的数学公式表达出来，既可适用于整个宇宙，也适用于最微小的物体。牛顿提出的物体运动三大定律，任何人想要了解一个物体如何运动，将会落向何方，只要测量一下物体的质量、方向、加速度和作用力，把这些数据填人牛顿的数学方程式，答案就跃于眼前。根据牛顿的万有引力定律，新的科学家不断打造出更加详细准确的宇宙图像。比如海王星的发现和彗星再来的时间。

材料一：牛顿为工业革命创造了一把科学的钥匙，瓦特拿着这把钥匙开启了工业革命的大门。——《大国崛起》

材料二：l 8世纪下半期，英国的各类工匠具有惊人的理论知识。甚至最普通的风车木匠，通常也是一个相当棒的数学家，能够计算出机器的速率、能量和功率。

——赵河清：《牛顿与工业革命——兼论新型企业家在蒸汽机诞生中的作用》提问：结合这两段材料回答，牛顿的理论和工业革命之间的关系是什么?

教师提问：结合这两段材料回答，牛顿的理论和工业革命之间的关系是什么?

材料三：自然界好像一个巨大的机械装置，按照通过观察、实验、测量和计算可予以确定的某些自然法则进行运转。人类的各门知识都可分解为有理性的人能发现的少数简单的、始终如一的定律。人们开始把牛顿的物理学分析方法应用于整个思想和知识领域，不仅应用于物理学领域，而且应用于人类社会。—— [ 美] 斯塔夫里阿诺斯：《全球通史》

提问：受牛顿科学贡献的影响，思想家们对人类社会有了什么新认识?

材料四：这些开国元勋们在阐述美国的政治机构设计时，坚持依照平顺运行、自我调节的宇宙模型。在这群打下美国江山的人的眼中，确保政治稳定的平衡状态可直接模拟维持太阳系平衡的自然引力。伍德罗·威尔逊稍后会写道：“美国宪法臣服于牛顿的理论。”

提问：美国1787年宪法中的什么原则，最能够体现“政治稳定的平衡状态可直接模拟维持太阳系平衡的自然引力。”?

教师过度：可以说牛顿的科学贡献之巨大，影响之深远，近代科学家群体中，无人能及，无怪乎要被称为“近代科学之父”。问题是：为什么牛顿能够做出那么多、那么大的科学贡献?除了课本上所介绍的牛顿自身的天赋和努力，还有哪些外在的环境性因素?

进入第二部分“推动牛顿发明发现的社会背景”

教师出示材料：

材料一:1651年8月(牛顿9岁) ,英国(克伦威尔统治)颁布《航海条例》, 规定英国及其殖民地的进出口货物必须由英国的船只运输。不久, 英荷发生冲突, 荷兰战败,英国迈出海上称霸的第一步。

材料二：就思想传统而言，17世纪法国思想家笛卡尔最早高扬起了理性，笛卡尔堪称17世纪的欧洲哲学界和科学界最有影响的巨匠之一，被誉为“近代科学的始祖”。他认为，所有物质的东西，都是为同一机械规律所支配的机器，甚至人体也是如此。牛顿的科学思想和哲学思想就带有笛卡尔的痕迹。

教师提问：以上材料反映了怎样的时代背景？

材料三：17世纪的英国欢迎科学，理由是科学支持宗教所以科学蓬勃发展；而1 7世纪的意大利畏惧科学，理由是科学削弱宗教，科学因而衰败。

教师提问：科学发展与宗教有什么关系？

教师出示亚历山大·蒲伯为牛顿写的墓志铭：

材料四：以他在研究自然、古物和圣经中的勤奋、聪明和虔诚，他依据自己的哲学证明了至尊上帝的万能，并以其个人的方式表述了福音书的简明至理。人们为此欣喜：人类历史上曾出现如此辉煌的荣耀。他生于1642年1 2月25日，卒于1727年3月20日。——亚历山大·蒲伯

教师提问：依据墓志铭中所示，牛顿最大的贡献是什么?

教师过渡：牛顿既是伟大的科学家，又是虔诚的基督徒。牛顿出生在 1 742年 l2月 25日，

材料五：圣诞节他在日记中写道：这不是偶然，而是上帝拣选自己来解开“上帝的密码”。

材料六：1664和1665年，彗星两度从天际划过，人们描述当时的恐怖情形，如刀似剑。1665年开始，瘟疫席卷英国，仅伦敦就有l 0万人死亡，医生戴上了“防毒面具”，在鸟嘴处塞进香料和草药。166 6年，伦敦大火，四天四夜，大片房屋被夷为平地，但伦敦的瘟疫也停止了，因为老鼠等传播瘟疫的动物被大量烧死。

提问：设想生活在那个时代的英国百姓们的感受?

材料七：17世纪，英国的科学家们坚信一切事出必有因，所有的混沌都是不被理解的和谐。牛顿宣称一切是秩序的而非混乱的。科学家的使命就是要解读证明上帝对人类的心意。

设问：材料五六七说明怎样的社会因素？

教师过渡:除了宗教信仰的动力，牛顿的发明发现还有哪些？

材料八：查理二世的望远镜和地球仪。

材料九：在1660至1685年统治英国，他痴迷于科学，并创立了皇家学会.聚集了英国的最强大脑。1703年牛顿开始担任会长，直到去世。1705年牛顿因他在科学上的伟大贡献被封为爵士，从平民成为贵族，这在英国历史上是第一次。

教师设问：材料八九说明怎样的社会因素？

教师总结：还得益于他生活的伟大国度，崇尚科学和尊重科学家的英国。

教师过渡：同时期，17法国还在专制君主和罗马天主教会的统治下，科学发展障碍重重。

意大利也逐渐退出了世界科学中心的光环。1600年布鲁诺因为主张地球是数量众多的行星之一，被宗教裁判所裁定有罪而活活烧死；伽利略也遭罗马教会迫害。牛顿的命运却与之前两人截然不同。1 6 4 2年，伽利略去世，同年牛顿出生，似乎预示着科学将在英国崛起，成为新的世界科学中心。

教师：是否能够成为世界科学中心关键看这个国家有没有培育科学家、留住科学家、吸引科学家的土壤，看这个国家对待科学和科学家的态度。

教师：还有什么因素？

过渡：如果说，我比别人看得远些，那是因为站在巨人肩上的缘故。

材料十：英国的舰队驶出“海格里斯柱”，进入茫茫大海寻找未知的事物。“海格里斯柱”象征世界的边界。船只下面的文字是：“只要很多人愿意一往直前，知识将会发展。——培根( 1 5 61 ～1 6 26) 4 新工具》

材料十一：中世纪、文艺复兴以及宗教改革时期的思想家都认为过去的知识是最可靠的智慧源泉；而17世纪以来的思想家却不盲从古代权威、决心依靠自己的才智领悟知识，他们以“大胆求知”为座右铭，强调科学的自主性和思想的自由活动。——江晓源主编《科学史十五讲》设问：与前人相比，17世纪的思想家看待知识的观念发生了怎样的变化?

过渡：还有哪些因素？

材料十二：1543年哥白尼《天体运行论》的出版开启了近代科学革命；同年，维萨留斯《人体结构》一书为血液循环的发现奠定了基础；1 7世纪中期，列文·虎克用自制的显微镜发现了微生物。

方法是近代科学革命的一个中心问题。因为新科学和新哲学之新，主要体现在数学和实验的结合。任何人都可以通过实验检验“真理”。而且，方法能被容易的掌握，凭借它，任何人都能发现和找到新的真理。—— [ 美] 伯纳德·科恩《科学革命史》

设问：材料表明牛顿的发明发现还与什么因素相关？

小结:牛顿科学发明发现的社会背景：

政治：英国初步确立资产阶级统治经济：统治者开拓海外市场，发展资本主义

宗教：宗教成为发展科学的动力社会环境：英国崇尚科学和尊重科学家；人民从向权威、向过去寻求，到承认“无知”，勇于探索新知。科学基础：近代科技发展和实验方法的基础作用

三、科技发展永无尽头

教师：牛顿如此伟大，尤其在物理学领域的贡献，那么，他是物理科学的终结者吗？

材料一：19世纪的最后一天，欧洲著名的科学家欢聚一堂，会上，英国著名物理学家德高望重的开尔文勋爵致新年贺词，他的回顾物理学所取得的伟大成就是说物理大厦已经落成，所剩的，只是一些修饰的工作——主编《科学史15讲》