高中历史电子书：人教版历史选修4教师用书第六单元第4课

高中历史电子书：人教版历史选修4教师用书第六单元第4课近

代科学之父牛顿

第4课近代科学之父牛顿

一、教学目标

1．知识结构

2．教材分析与建议

重点

牛顿力学体系的形成在科学史上的重要地位作用

牛顿能够成为近代科学之父的原因

难点

牛顿力学体系的形成在科学史上的重要地位和作用

教材内容分析与建议

本课教材主要从三个方面介绍了近代科学之父牛顿在科学领域的伟大成就，以及取得这些成就的原因：牛顿缙诘目蒲Х⒚饔氪丛臁⑼蛴幸Χ傻姆⑾帧⑶诜艿奶剿骱涂蒲У难芯糠椒āＵ庑┠谌菀环矫娼樯芰伺６僖簧奈按罂蒲Х⑾趾痛丛欤得髋６傥裁幢怀莆? ldquo;近代科学之父”，另一方面介绍了牛顿取得巨大成就的原因──勤奋的探索和科学研究方法，说明牛顿为什么能够成为“近代科学之父”。内容涉及到牛顿的童年、中学时代、大学生活、艰苦的研究生活和勤奋的探索精神等。与内容相关的图片、漫画、实物和文字资料非常丰富。建议教学中进行适当拓展，增加学生对牛顿和牛顿科学成就的进一步了解。

本课引言由文字和插图两部分组成。文字简单介绍了牛顿墓碑上的文字（也就是英国诗人对牛顿的歌颂），然后介绍了牛顿在科学领域的重要地位；插图描绘的是牛顿坐在桌前的

画像。建议教师首先引导学生阅读引文内容，观察插图。然后向学生提问：为什么牛顿被称为近代科学之父？在学生回答的基础上，教师总结，引导学生进入本课的学习。

第一目“早期的科学发明和创造”

教材以时间为线索，讲述了牛顿童年、中学和大学时代的生活学习以及早期的发明、创造和科学发现。教师可以结合教材，适当补充材料，说明牛顿的学习、生活和早期成就，使学生认识到更真实、更生活化的牛顿，从而使学生走近伟人，感悟其品质和精神。

（1）牛顿的童年

牛顿生活的年代是17世纪中期至18世纪早期，正是欧洲社会发生巨大变革的伟大时代。资本主义进一步发展，自然科学有所突破，思想文化继承了文艺复兴时期的人文主义，进一步发展为启蒙运动时期的理性主义。

1642年，正当英国资产阶级革命时期，斯图亚特王朝的国王查理一世挑起内战的那一年，也是伽利略逝世的那一年，牛顿出生在英国北部一个叫乌尔索普的小村庄。他的父亲继承祖产，是当地一个有钱人。他的母亲汉娜是一个出身没落贵族家庭的有教养的大家闺秀。牛顿快要出生的时候，36岁的父亲突然病逝。据说牛顿出生的时候身体很弱，当时流传着这样一个小故事：“被雇来帮助牛顿母亲汉娜的两个女佣，被差遣去一个夫人家里拿药；很显然牛顿太孱弱了，这两个女佣取到药回来时，她们以为来不及了，那孩子必定已经死了，就坐在台阶前休息。”牛顿3岁的时候，母亲汉娜改嫁，牛顿的童年时代是和外婆一起生活的，一直到11岁母亲因第二位丈夫去世重新回到牛顿身边。童年时代的牛顿动手能力很强，他小时候制作的模型有能够运转的风车，牛顿有时候放一只小老鼠进去转动风车叶片；还有风筝、可用的日晷、纸灯笼等，在阴暗的早晨牛顿就打着自制的灯笼去上学。

建议教师把牛顿生活的时代特征简明地加以说明，这样有助于学生更好地把历史人物放在特定的历史条件下去理解、认识和评价。

（2）牛顿的中学时代

牛顿在格兰萨姆镇的国王中学上学，由于离家较远，租住在一家药房的楼上。房东先生是一位药剂师，平易近人，热情开朗，牛顿可以在他身旁看他工作和提出问题，从而给了牛顿早期的化学概念，也给了他自行做试验的机会。牛顿喜欢做试验，他把自己看到的现象都记录下来。有时候把药瓶旁边的说明书抄录下来，甚至自己还可能创造一些配方。在国王中学的时候，牛顿曾经与同学打架，那个同学的成绩比牛顿优秀。于是“战斗”结束以后，牛顿就宣布学习成绩一定要超过欺负过他的那个家伙，从此牛顿勤奋学习，在短期内成绩迅速超过了那个同学，而且跃居全班第一。牛顿16岁的时候，在学校里已经很有名气了，校长认定他是个应该进大学的候选人。可是，他的母亲汉娜并不重视教育，尽管她的哥哥受到剑桥大学的教育，但汉娜却认为没有多大必要让牛顿继续接受教育，不识字也能把农场经营得

很好。校长的坚持使汉娜做出了一个决定，让牛顿辍学回家。在17世纪的时候，这个决定并不令人意外。辍学在家的牛顿总是寻找一切机会追求知识，表现出强烈的求知欲望，对农场上的工作显得心不在焉，被人们认为生活马虎、散漫。当地的地方法院至今仍记载着牛顿被处罚的情况：1659年牛顿被罚了3先令4便士，处罚原因是“放任他的羊群破坏了田野小树”。另外两次罚款，每次都是罚款1先令，是因为“放任他的猪群践踏玉米田”和“纵容他的田园篱笆毁损不予修理”。国王中学的校长看到牛顿展现出的无穷求知欲望，再次劝说汉娜，再加上汉娜哥哥（牛顿的舅舅）的劝说，汉娜终于同意让牛顿去上学了。这样，牛顿通过考试，在1661年成为剑桥大学的学生。

建议教师：着重从牛顿的强烈求知欲望来介绍牛顿的中学时代，使学生知道牛顿在中学的优异成绩来源于其刻苦勤奋。

（3）牛顿的大学时代

牛顿是以减费生的资格进入剑桥大学的。17世纪的剑桥大学还不是一个纯粹研究学术的地方，大学当局不仅管理着学校和学生，而且还干预剑桥的市政，甚至连市长的决策都要受到大学当局的干预和反对。英国从亨利八世主政以来，国王有法定权力可关闭国内的任何大学并占为己有，故而大学一向都效忠于王室。牛顿进入剑桥大学，只能处在社会的底层：减费生只比仆人好一点，要为特权学生收拾房间、清洗便器以贴补学费。

在剑桥大学，牛顿开始既不出色，也没有引起教授的注意。牛顿是一个向来专心用功的学生，大学的必修课程也要求十分紧迫，可是他的努力却大都花费在必修课程以外的知识上。牛顿和达尔文、爱因斯坦、霍金以及另外一些牛顿之后的伟大科学家一样，对于作为一个好学生所必须通过的许多考试，往往会准备不足。牛顿在考试所需复习的正式课程方面不甚用功，结果他毕业的时候没有得到什么特殊的荣誉。斯蒂克利（第一个写牛顿传记的作者）记述：“牛顿爵士在接受文学学士学位的仪式上被安排在第二列，属于人们戏称的输掉银币者”。（“输掉银币者”是指当时的一个传统：学生要向考试官缴纳9枚银币，如果学生考得好，考完之后银币发还给他；如果考得不好，钱就没收了。）但是，无论22岁的牛顿以何种成绩毕业，都不会影响他作为伟大科学家的声誉。更何况牛顿在大学毕业前夕，就提出了数学上有名的二项式定理以及微积分的初步算法。这一成就已经站在了当时数学研究领域的顶峰。所以有人说，即使牛顿没有别的成就，仅仅靠这个定理也足以使他在科学史上留下不朽的美名。

（4）牛顿的早期成就

牛顿从一个大学新生到成为剑桥大学卢卡斯讲座教授，总共费时8年。他以惊人的速度攀登学术地位的阶梯，也以惊人的速度同时进行科学和数学的研究工作，终于使他的名字镌刻在不朽的历史丰碑上。