高中歷史人教版中外歷史人物評(píng)說(shuō)第六單元杰出的科學(xué)家第4課近代科學(xué)之父牛頓 教案

近代科學(xué)之父牛頓教學(xué)目標(biāo)：知識(shí)與能力：1、了解牛頓的成長(zhǎng)歷程及主要科學(xué)成就；2、認(rèn)識(shí)牛頓在社會(huì)發(fā)展中的作用。過(guò)程與方法：通過(guò)編制表格，培養(yǎng)學(xué)生歸納概括和知識(shí)系統(tǒng)化的能力。通過(guò)閱讀傳記、利用網(wǎng)絡(luò)查找資料，開(kāi)闊視野，拓展知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生查找資料、探究問(wèn)題的能力。情感態(tài)度價(jià)值觀：感受牛頓嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度與勤奮的探索精神，感悟其成長(zhǎng)的人生啟迪。培養(yǎng)學(xué)生樹(shù)立為科學(xué)、為真理獻(xiàn)身的精神。學(xué)情分析：高二文科班的學(xué)生相較于高一時(shí)，其歷史意識(shí)有明顯提高，但其整體觀，對(duì)歷史的時(shí)代性、多元性、選擇性等原則在理解和構(gòu)建是還是存在一定的難度，在授課時(shí)要注意引導(dǎo)培養(yǎng)學(xué)生多視角、多層次、多類型地認(rèn)識(shí)歷史，培養(yǎng)學(xué)生的歷史學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的人文素養(yǎng)。教學(xué)重難點(diǎn)：教學(xué)重點(diǎn)：1、

牛頓力學(xué)體系的形成在科學(xué)史上的重要地位作用；2、

牛頓能夠成為近代科學(xué)之父的原因。教學(xué)難點(diǎn)：

牛頓力學(xué)體系的形成在科學(xué)史上的重要地位和作用。教學(xué)過(guò)程：【導(dǎo)入】近代科學(xué)之父牛頓師：幻燈片中所展示的建筑物是位于英國(guó)泰晤士河畔的威斯敏斯特大教堂，這座教堂不同于任何一所某教區(qū)的大教堂，它是英國(guó)王室專屬的教堂，包括伊麗莎白女王在內(nèi)的很多君主均在此加冕登基，百年之后亦長(zhǎng)眠于此。威斯敏斯特大教堂被英國(guó)人譽(yù)為“榮譽(yù)的寶塔尖”，許多名人亦長(zhǎng)眠于此，像《雙城記》的作者狄更斯、《物種起源》的作者達(dá)爾文、英國(guó)首相丘吉爾等等等等，不過(guò)以國(guó)葬規(guī)格下葬的卻少之又少，牛頓就是其中一位，接下來(lái)請(qǐng)同學(xué)們觀看一段視頻，了解牛頓下葬時(shí)的情形。師：從剛剛那段視頻中我們可以了解到由哪些人來(lái)為牛頓扶棺？生：兩位公爵、三位伯爵和一位大法官。師：對(duì)，牛頓除了以國(guó)葬的規(guī)格下葬之外，其他英國(guó)人對(duì)他的評(píng)價(jià)也十分之高，如牛頓的期中一塊墓碑上這樣寫(xiě)道：“自然界和自然規(guī)律隱藏在黑暗中，上帝說(shuō)：讓牛頓出生吧！于是，一切都變得光明。”那么牛頓到底是做出的怎樣的貢獻(xiàn)使得英國(guó)上下都對(duì)他致以那么高的敬意，帶著這個(gè)疑問(wèn)，我們開(kāi)始今天這堂課的學(xué)習(xí)——《近代科學(xué)之父牛頓》一、成長(zhǎng)的足跡1、童年的牛頓師：我們?cè)谔岬脚ｎD的時(shí)候，總會(huì)給他冠以各種頭銜，那么同學(xué)們你們都是如何稱呼牛頓的？生：物理學(xué)家、天文學(xué)家、數(shù)學(xué)家。師：那擁有這么多榮譽(yù)頭銜的拗?jǐn)鄰男【褪且粋€(gè)天才嗎？他的成長(zhǎng)是否也遭遇過(guò)一些困難或者困境，他又是如何面對(duì)這些困難或者困境的呢？讓我們走進(jìn)牛頓的人生足跡來(lái)解開(kāi)這些疑問(wèn)。師：1643年，牛頓生于英國(guó)北部一個(gè)叫做烏爾索普的小村莊。不幸的是，他的爸爸在牛頓出生前就病逝了，而且他又是個(gè)早產(chǎn)兒，從小身體就很好，他的媽媽又在牛頓3歲的時(shí)候改嫁了，所以小牛頓的童年其實(shí)是和他的外婆一起度過(guò)的。由于從小缺乏父愛(ài)和母愛(ài)，造成了牛頓孤僻、內(nèi)向、害羞的性格。

但是這樣一個(gè)孤僻、害羞、內(nèi)向的小男孩卻顯露出一個(gè)小科學(xué)家的潛質(zhì)。師：那牛頓都有哪些小制作，小發(fā)明呢？生：木質(zhì)四輪車、風(fēng)車。師：對(duì)啊，為了方便外婆運(yùn)送東西，牛頓自己動(dòng)手制作了一架木質(zhì)四輪車，因?yàn)榧依餂](méi)有鐘表，小牛頓用一個(gè)多月的時(shí)間將一塊圓石磨成了日晷儀。

傳說(shuō)小牛頓還制作過(guò)以老鼠為動(dòng)力的風(fēng)車。傳說(shuō)小牛頓把風(fēng)車的機(jī)械原理摸透后，自己制造了一架磨坊的模型，他將老鼠綁在一架有輪子的踏車上，然后在輪子的前面放上一粒玉米，剛好那地方是老鼠可望不可及的位置。老鼠想吃玉米，就不斷的跑動(dòng)，于是輪子不停的轉(zhuǎn)動(dòng)。2、中學(xué)時(shí)代的牛頓師：很快小牛頓長(zhǎng)大了，開(kāi)始到鎮(zhèn)上的中學(xué)讀書(shū)。由于離家較遠(yuǎn)，牛頓當(dāng)時(shí)租住在一家藥房的樓上。這給他提供了自行做實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)。而且牛頓會(huì)把自己觀察到的現(xiàn)象記錄下來(lái)，他甚至還抄過(guò)一些藥品上的說(shuō)明書(shū)。說(shuō)實(shí)話，牛頓的成績(jī)并非一開(kāi)始就那么優(yōu)秀，他也做過(guò)許多熊孩子做的事情。有一次他與一位同學(xué)打架了，打完架之后，牛頓就宣布他的成績(jī)一定要抄過(guò)欺負(fù)過(guò)他的同學(xué)。以此他發(fā)奮學(xué)習(xí)，使得成績(jī)一躍千里，很快就超過(guò)了那位同學(xué)，并躍居全班第一。不過(guò)成績(jī)?nèi)绱藘?yōu)異的牛頓也曾中途輟學(xué)。他的媽媽讓牛頓回家管理農(nóng)場(chǎng)，不過(guò)牛頓還是未放棄一切追求知識(shí)的機(jī)會(huì)，對(duì)農(nóng)場(chǎng)的工作總是心不在焉，他曾經(jīng)還被當(dāng)?shù)胤ㄔ毫P款了3先令4便士，當(dāng)?shù)胤ㄔ旱奶幜P理由是”牛頓放任他的羊群破壞了田野小樹(shù)。”最終，牛頓的好學(xué)精神打動(dòng)了他的舅舅，牛頓得以回到學(xué)校，并最終成為劍橋大學(xué)三一學(xué)院的減費(fèi)生。劍橋大學(xué)至今還留著牛頓生活過(guò)的痕跡。3、大學(xué)時(shí)代的牛頓據(jù)說(shuō)劍橋大學(xué)里的“數(shù)學(xué)橋”是牛頓修建的。如果按接口來(lái)計(jì)算的話必須用到10299枚鐵釘，但牛頓卻把這些鐵釘丟進(jìn)了河里，至今無(wú)人能破他的記錄，目前最好的成績(jī)就是一位冰島人用了561枚鐵釘。牛頓的人生足跡繼續(xù)向前邁進(jìn)。1668年牛頓獲得碩士學(xué)位。1669年，經(jīng)導(dǎo)師巴羅教授推薦，牛頓成為劍橋大學(xué)教授。1672年，牛頓被推選為英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)員，英國(guó)皇家學(xué)會(huì)一直是英國(guó)最具名望的科學(xué)學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)。1703年，牛頓被選為英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)長(zhǎng)并連任24年之久，直至去世。并且牛頓還是科學(xué)家中第一被授予“爵士”稱號(hào)的人。正如我們最開(kāi)始的視頻中看到的，牛頓最終獲得了國(guó)葬的禮遇，為他的人生畫(huà)上了句號(hào)。那么，牛頓到底獲得了哪些科學(xué)成就呢？請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)圖片，指出牛頓的科學(xué)成就。二、牛頓的主要科學(xué)成就生：（略）師：那么接下來(lái)，我們將從不同的學(xué)科對(duì)牛頓的科學(xué)成就做進(jìn)一步的梳理。首先，在數(shù)學(xué)方面，牛頓取得了哪些成就。生：提出了二項(xiàng)式定理以及微積分的初步算法。師：對(duì)，回答的很好，坐下。那天文學(xué)方面呢？生：他發(fā)明了反射望遠(yuǎn)鏡，解釋了潮汐現(xiàn)象，并預(yù)言地球不是正球體。師：在光學(xué)方面牛頓又取得了哪些成就？生：首先，他自制第一架折射望遠(yuǎn)鏡，證明了日光是由七色光組成的，另外他還發(fā)表了《關(guān)于光與色的新理論》一文，提出了光的本質(zhì)是微粒的見(jiàn)解。師：而在力學(xué)方面，牛頓的成就照樣是舉世矚目的。他與1687年出版了《自然哲學(xué)中的數(shù)學(xué)原理》一書(shū)。他在這部著作中構(gòu)建了他的經(jīng)典力學(xué)體會(huì)是哪四條定律??？生：萬(wàn)有引力定律、加速度定律、作用與反作用定律，慣性定律。師：現(xiàn)在根據(jù)圖表上的提示，我們對(duì)牛頓的科學(xué)成就來(lái)作一下總結(jié)。生：數(shù)學(xué)——二項(xiàng)式定理、微積分的基本算法。生：光學(xué)——制作折射望遠(yuǎn)鏡，證明日光由七色光組成；發(fā)表《關(guān)于光與色的新理論》，提出了光的“微粒說(shuō)”。生：力學(xué)——?jiǎng)?chuàng)立了運(yùn)動(dòng)三定律、萬(wàn)有引力定律、《自然哲學(xué)中的數(shù)學(xué)原理》，標(biāo)志著經(jīng)典力學(xué)理論體系的建立。生：天文學(xué)——只做了第一架反射望遠(yuǎn)鏡考察行星運(yùn)動(dòng)，解釋潮汐現(xiàn)象和地球圓扁問(wèn)題。師：牛頓獲得了任何一項(xiàng)成就都足以使他在科學(xué)史上留下不朽的美名，更何況他獲得了那么多的成就，牛頓不愧是近代科學(xué)之父。我們剛剛所提到的牛頓力學(xué)體系還僅僅是理論層面，接下來(lái)我們來(lái)看三個(gè)故事，實(shí)踐證明了牛頓力學(xué)的正確性。師：第一個(gè)小故事跟我們平時(shí)對(duì)天地的觀念有關(guān)系。首先在牛頓之前，東方人對(duì)天地是什么樣的觀念啊？生：一直都有“天圓地方”的概念，師：西方這邊，亞里士多德則認(rèn)為地球是一個(gè)正球體。而牛頓則根據(jù)他的力學(xué)計(jì)算出地球是一個(gè)像橘子一樣的扁球體，后來(lái)法國(guó)科學(xué)家經(jīng)過(guò)三次實(shí)地測(cè)量，證實(shí)了牛頓的觀點(diǎn)。師：第二個(gè)小故事個(gè)一顆彗星有關(guān)，我們所熟知的最著名的一顆彗星就是？生：哈雷彗星。師：之所以將這顆彗星命名為哈雷彗星，是因?yàn)?？生：哈雷彗星的出現(xiàn)周期是牛頓的好友哈雷博士算出來(lái)的。師：那哈雷博士計(jì)算彗星回歸周期的方法是？生：是牛頓力學(xué)。師：對(duì)的，1758年哈雷彗星如期出現(xiàn)在人們的視野當(dāng)中，所以我們把它明明為哈雷彗星。師：第三個(gè)小故事則和行星的運(yùn)動(dòng)軌跡有關(guān)。1781年天王星被發(fā)現(xiàn)后，科學(xué)家們開(kāi)始用牛頓力學(xué)計(jì)算天王星的運(yùn)行軌道，但計(jì)算結(jié)果與觀測(cè)數(shù)據(jù)卻不太相符。那問(wèn)題出在哪呢？科學(xué)家大膽猜想，太陽(yáng)系中還有一顆未知的行星，它對(duì)天王星有引力作用。按照這個(gè)思路，生：科學(xué)家用牛頓力學(xué)算出了這顆行星的位置和質(zhì)量，它就是海王星。師：那么牛頓為什么能成為科學(xué)之父，與哪些因素有關(guān)呢？我們來(lái)看以下幾則材料。（材料一：曾經(jīng)有人問(wèn)牛頓：“你獲得成功的秘訣是什么？”牛頓回答：“假如我有一點(diǎn)微小成就的話，沒(méi)有其他秘訣，惟有勤奮而已?！保煟簭牟牧弦恢形覀兛梢缘贸鲈鯓拥慕Y(jié)論生：勤奮。師：對(duì)，牛頓成功的秘訣之一就是“勤奮的探索精神”。接下來(lái)我們來(lái)看第二段材料（材料二：

牛頓：“我不知道世人怎樣看我，但我自己以為我不過(guò)像一個(gè)在海邊玩耍的孩子，不時(shí)為發(fā)現(xiàn)比尋常更為美麗的一塊卵石或一片貝殼而沾沾自喜，至于展現(xiàn)在我面前的浩翰的真理海洋，卻全然沒(méi)有發(fā)現(xiàn)。”）師：在材料二中，牛頓是怎樣看待評(píng)價(jià)自己所取得的成就的？生：比尋常更為美麗的一塊卵石或一片貝殼而沾沾自喜，至于展現(xiàn)在我面前的浩翰的真理海洋，卻全然沒(méi)有發(fā)現(xiàn)。師：那這體現(xiàn)了牛頓怎樣的科學(xué)態(tài)度??？生：謙虛、嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度（材料三：“我之所以能比別人看得遠(yuǎn)些，是因?yàn)槲艺驹诰奕藗兊募缟稀！薄ｎD）師：在這段材料中，牛頓認(rèn)為他能取得這些成就是因?yàn)?？生：他“站在巨人們的肩膀上”。師：沒(méi)錯(cuò)，換句話說(shuō)，牛頓他善于吸收生：前人的研究成果。師：嗯，善于吸收前人的研究成果，而非閉門造車。（材料四：牛頓第一個(gè)成功地找到了一個(gè)用公式清楚表述的基礎(chǔ)，從這個(gè)基礎(chǔ)出發(fā)，他用數(shù)學(xué)思維，邏輯地、定量地演繹出范圍很廣的現(xiàn)象并且同經(jīng)驗(yàn)相符合。牛頓對(duì)于數(shù)學(xué)和物理學(xué)的詳細(xì)證明方法有驚人的創(chuàng)造才能?！麘?yīng)當(dāng)受到我們最深摯的尊敬。

——愛(ài)因斯坦）師：接下來(lái)我們來(lái)看下，在材料四中，愛(ài)因斯坦提到牛頓對(duì)于數(shù)學(xué)和物理學(xué)的詳細(xì)證明方法有驚人的創(chuàng)造才能。那么這種證明方法到底是什么呢？生：“歸納——演繹”的科學(xué)研究方法。師：回答得很好。（材料五：作為大學(xué)教授，牛頓常常忙得不修邊幅，往往領(lǐng)帶不結(jié)，襪帶不系好，馬褲也不紐扣，就走進(jìn)了大學(xué)餐廳。有一次，他在向一位姑娘求婚時(shí)思想又開(kāi)了小差，他腦海了只剩下了無(wú)窮量的二項(xiàng)式定理。他抓住姑娘的手指，錯(cuò)誤的把它當(dāng)成通煙斗的通條，硬往煙斗里塞，痛得姑娘大叫，離他而去。牛頓也因此終生未娶。一次，他邊讀書(shū)，邊煮雞蛋，等他揭開(kāi)鍋想吃雞蛋時(shí)，卻發(fā)現(xiàn)鍋里是一只懷表。還有一次，他請(qǐng)朋友吃飯，當(dāng)飯菜準(zhǔn)備好時(shí)，牛頓突然想到一個(gè)問(wèn)題，便獨(dú)自進(jìn)了內(nèi)室，朋友等了他好久還是不見(jiàn)他出來(lái)，于是朋友就自己動(dòng)手把那份雞全吃了，雞骨頭留在盤(pán)子，不告而別了。等牛頓想起，出來(lái)后，發(fā)現(xiàn)了盤(pán)子里的骨頭，以為自己已經(jīng)吃過(guò)了，便轉(zhuǎn)身又進(jìn)了內(nèi)室，繼續(xù)研究他的問(wèn)題。

）師：材料五向我們展示了牛頓的幾個(gè)小故事，請(qǐng)幾位同學(xué)來(lái)幫我們概括一下。生：牛頓在向姑娘求婚時(shí)，腦子里想到了二項(xiàng)式定理，錯(cuò)誤的把它當(dāng)成通煙斗的通條，硬往煙斗里塞，使得姑娘最終離他而去，而牛頓也終身未娶。生：因?yàn)槿耐度肟茖W(xué)研究，將懷表當(dāng)作雞蛋放到了鍋里，幾乎達(dá)到了廢寢忘食的境界。師：牛頓醉心于科學(xué)事業(yè)而終身未娶，以及全身心地投入科學(xué)事業(yè)體現(xiàn)了他怎樣的精神：生：體現(xiàn)了他甘于寂寞，獻(xiàn)身科學(xué)的精神。師：是的，這種為科學(xué)奉獻(xiàn)終身的精神值得我們敬佩。師：那牛頓的這些科學(xué)成就對(duì)我們的人類文明又能產(chǎn)生哪些影響呢？請(qǐng)同學(xué)們看接下來(lái)的材料。（牛頓的發(fā)現(xiàn)表明，自然界中一切在引力作用下產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)均可從物質(zhì)自身的原因得到說(shuō)明，因此無(wú)需借助于超自然因素的作用；一切力學(xué)事件不再是孤立的、偶然的事件，而是一系列運(yùn)動(dòng)變化中的一個(gè)環(huán)節(jié)，人們只要通過(guò)運(yùn)用力學(xué)三定律，便可以從物體在某一給定時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)推知其在此之前或之后某一時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

——《世界文明史簡(jiǎn)編》）師：牛頓力學(xué)體系的建立使人類對(duì)自然界的認(rèn)識(shí)方式出現(xiàn)了什么變化？生：材料中“牛頓的發(fā)現(xiàn)表明，自然界中一切在引力作用下產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)均可從物質(zhì)自身的原因得到說(shuō)明，因此無(wú)需借助于超自然因素的作用”，這句話表明牛頓的力學(xué)體系使人類的認(rèn)識(shí)擺脫了神學(xué)的束縛，完成了人類對(duì)自然界認(rèn)識(shí)史上的第一次理論大綜合。師：這位同學(xué)概括得很好。（牛頓……確立了充分尊重經(jīng)驗(yàn)事實(shí)的理性化或科學(xué)化的思維傳統(tǒng)?！ｎD革命還告訴人們，科學(xué)研究最好的方法有綜合與分析兩種。……正是牛頓，以他的巨大成功為動(dòng)力，推動(dòng)了這種科學(xué)思維方式在知識(shí)界的迅速普及?！幌盗袑W(xué)科領(lǐng)域的飛躍發(fā)展，匯同牛頓革命一起，構(gòu)成了人類歷史上第一個(gè)科學(xué)革命時(shí)代。

——馬克垚《世界文明史》）師：牛頓在什么方面為近代科學(xué)的整體發(fā)展提供了啟示？生：理性化或科學(xué)化的思維傳統(tǒng)，綜合與分析的科學(xué)研究方法師：也就是說(shuō)牛頓通過(guò)理性思維和科學(xué)研究方法推動(dòng)了什么？生：推動(dòng)了科學(xué)革命時(shí)代的到來(lái)。師：那我們把它概括一下就是“牛頓力學(xué)體系體現(xiàn)的科學(xué)思維和研究方法帶動(dòng)了各門科學(xué)的發(fā)展，引起了巨大的科學(xué)革命?！保ㄅｎD的思想在英國(guó)和全歐洲出版的許多大眾讀物中傳播。迄1784年，關(guān)于牛頓的書(shū)的就有40本，法文的17本，德文的3本，拉丁文的11本，葡萄牙文和意大利文的各1本。啟蒙運(yùn)動(dòng)的史學(xué)家們相當(dāng)嚴(yán)格地認(rèn)識(shí)到牛頓作為某種象征的重要性。

——《科學(xué)與啟蒙運(yùn)動(dòng)》（伏爾泰認(rèn)為）牛頓以他對(duì)天地萬(wàn)物的寥寥數(shù)條規(guī)律的精美絕倫的概括，彰顯了人的理性的偉大，暴露了宗教非理性主義的的荒謬。

——《世界文明史》）師：從第一段材料中我們可以看出，哪些人對(duì)牛頓的著作關(guān)注度最高？生：?jiǎn)⒚蛇\(yùn)動(dòng)的史學(xué)家們。師：對(duì)了，那在第二段材料中，伏爾泰認(rèn)為牛頓發(fā)現(xiàn)的規(guī)律彰顯的是：生：理性的偉大。師：揭露的是？生：宗教的非理性主義觀念。師：而理性主義是哪次思想運(yùn)動(dòng)的指導(dǎo)思想?。可荷?jiǎn)⒚蛇\(yùn)動(dòng)。師：故而牛頓的自然成就推動(dòng)了什么的發(fā)展生：?jiǎn)⒚蛇\(yùn)動(dòng)。（在瓦特研制蒸汽機(jī)之前的一個(gè)世紀(jì)里，正是歐洲歷史上一個(gè)科學(xué)鼎盛的時(shí)期。從17世紀(jì)中期開(kāi)始，近代科學(xué)在一批巨人的推動(dòng)下產(chǎn)生。在這批科學(xué)巨人當(dāng)中排在最中心位置的是一位婦孺皆知的人，他就是艾薩克·牛頓。許多歷史學(xué)家