高中歷史選修四第六單元第四課近代科學之父牛頓教學市公開課一等獎省優(yōu)質(zhì)課賽課一等獎課件

1、提倡人文主義，崇尚理性和科學，追求知識，催生了近代自然科學。2、16世紀，波蘭天文學家哥白尼提出，有力地打破了長久以來居于宗教統(tǒng)治地位“地心說”，挑戰(zhàn)了教會權(quán)威。3、16世紀末17世紀初，意大利物理學家發(fā)覺了自由落體定律等物理學定律，開創(chuàng)了近代科學，為創(chuàng)建和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

文藝復興“日心說”伽利略經(jīng)典力學知識回顧第1頁第4課近代科學之父牛頓IsaacNewton（1642～1727）課程標準：1、了解牛頓成長歷程及主要科學成就；2、認識他在社會發(fā)展中作用。第2頁自然界和自然規(guī)律隱藏在黑暗中，上帝說：讓牛頓出生吧！于是，一切都變得光明。IsaacNewton（1642～

1727）問題探究1:你認為牛頓真從小就是一個天才嗎？那么,牛頓在童年和學生時代養(yǎng)成了哪些值得你學習良好習慣呢？英國詩人亞歷山大·蒲柏曾經(jīng)這么寫道：第3頁成長篇

蘋果砸頭竟然砸出了偉大萬有引力定律，真是得來全不費功夫！牛頓真有這么好天賦嗎？

牛頓出生前，父親已逝世。牛頓是遺腹子，又是早產(chǎn)兒，先天不足，出生時體重只有3磅，差點夭折。他兩歲時母親改嫁，靠外祖母撫養(yǎng)。牛頓小課時期，體弱多病，性格靦腆，生性孱弱，有些遲鈍，自幼緘默寡言，性格倔強，而這種習性可能來自他家庭處境。第4頁

少年牛頓資質(zhì)日常，成績普通，但他喜歡讀書，喜歡看一些介紹各種簡單機械模型制作方法讀物，并從中受到啟發(fā)，自己動手制作些奇奇怪怪小玩意，如風車、四輪車、日晷儀等等。思想：牛頓在童年時候和中課時候養(yǎng)成怎樣良好習慣呢？1）童年時期：善于觀察、創(chuàng)造創(chuàng)造2）中課時期：科研與試驗第5頁牛頓母?！鴦虼髮W第6頁

牛頓老師巴羅(1630～1677),曾任劍橋大學第一任“盧卡斯教授”,三一學院院長和劍橋大學副校長，是當初頂尖數(shù)學家和科學家，劍橋大學首席教授席位就是專門為他設置，但他在39歲時就主動退休了，因為他要將席位讓給當初只有28歲牛頓，以給牛頓更大發(fā)展空間。牛頓果然沒有辜負恩師厚望，大放異彩，碩果累累。第7頁

笛卡爾(Descartes,ReneduPerron)(Descartes,René)(Descartes，Rene)(1596-1650)，法國哲學家，數(shù)學家，物理學家，解析幾何學奠基人之一。

第8頁一、成長足跡童年時期：中課時期：大課時代：愛思索、善于觀察、創(chuàng)造創(chuàng)造科研與試驗求知欲強，學習勤奮第9頁

牛頓：“我不知道世人怎樣看我，但我自己認為我不過像一個在海邊玩耍孩子，不時為發(fā)覺比尋常更為漂亮一塊卵石或一片貝殼而沾沾自喜，至于展現(xiàn)在我面前浩翰真理海洋，卻全然沒有發(fā)覺?！眴栴}探究1：閱讀教材第一子目第5、6、7段內(nèi)容和第二子目，請概括牛頓一生中發(fā)覺了哪些漂亮“卵石”和“貝殼”，并進行歸類。第10頁成就領(lǐng)域數(shù)學天文學物理學光學力學二、牛頓主要科學成就

第11頁二、牛頓來到世間做了些什么？

觀察圖片，歸納牛頓主要科學成就。

第12頁成就領(lǐng)域數(shù)學天文學物理學光學力學提出二項式定理和微積分初步算法二、牛頓主要科學成就

第13頁光學領(lǐng)域：A、創(chuàng)造折射望遠鏡：用途：證實日光由七色光組成；說明物體顏色形成原理；意義：奠定光譜學基礎(chǔ)；第14頁光學領(lǐng)域：B、創(chuàng)建“微粒說”，與惠更斯“波動說”組成光兩大基本理論；第15頁1687年《自然哲學中數(shù)學原理》一書出版內(nèi)容：特征：

意義：形成經(jīng)典力學體系，居物理學統(tǒng)治地位達二百年；對于解釋和遇見物理現(xiàn)象含有決定意義，標志近代科學形成。力學領(lǐng)域：物體運動三大定律和萬有引力定律以試驗為基礎(chǔ)，數(shù)學為表示形式第16頁天文學領(lǐng)域：創(chuàng)造世界上第一架反射望遠鏡用途：考查行星運動；分析潮汐現(xiàn)象；預言地球不是正球體；意義：對天體觀察進入新階段；第17頁

第一件，用牛頓力學算出地球形狀象只桔子。

古希臘亞里士多德認為地球是個正球體，兩千年來人們對此深信不疑。牛頓卻依據(jù)他力學，說地球是個扁球體，象只大桔子。此言一出，學界嘩然。地球那么大，牛頓又從不出遠門，他憑什么說地球有點扁？可是法國科學家經(jīng)過三次實地測量，終于證實了牛頓看法。用力學能算出地球形狀，真是個奇跡。歷史上證實牛頓力學三件事"牛"人之“牛事”第18頁第二件，用牛頓力學算出了哈雷彗星回歸周期

長久以來到，人們一直認為彗星是神秘，根本不能用科學來說明。牛頓說，既然彗星也是天體，就必定遵照力學規(guī)律。他摯友哈雷用牛頓力學算出了1682年出現(xiàn)彗星軌道，指出它回歸周期是75—76年，由此預言它將在1758年再次出現(xiàn)。哈雷17發(fā)表這個預言，當初他已49歲，卻要預言53年以后事，豈非聳人聽聞？可是1758年這顆彗星果然準期出現(xiàn)，并被命名為哈雷彗星。第19頁

1781年天王星被發(fā)覺，科學家用牛頓力學計算它軌道，可是計算結(jié)果總是同觀察紀錄不大相符。經(jīng)重復核實，觀察無誤。那問題是否出現(xiàn)在牛頓力學上面？科學家大膽猜測計算結(jié)果之所以不理想，是因為太陽系中還有一顆未知行星，當初沒有考慮到它對天王星引力作用。他們用牛頓力學算出了這顆未知行星位置和質(zhì)量。1848年9月23日，柏林天文臺臺長用望遠鏡對準那個位置，一下子就看到了一顆新行星—海王星。第三件：用牛頓力學算出了一顆未知行星位置第20頁成就領(lǐng)域數(shù)學天文學物理學光學力學提出二項式定理和微積分初步算法1）制作折射望遠鏡，對太陽光進行反射試驗，證實日光由七色光組成，深入說明物體顏色形成原理；2）提出了光“微粒說”1）提出了物體運動三定律和萬有引力定律；2）《自然哲學數(shù)學原理》,標志著經(jīng)典力學理論體系建立。制作了世界上第一架反射望遠鏡考查行星運動，分析潮汐現(xiàn)象、地球圓扁形狀等問題。二、牛頓主要科學成就

第21頁那么,牛頓主要科學成就在人類探索世界道路上有何重大意義?第22頁僅就光學方面成就或許就能夠使他在本書中占有一席之地，不過他在這方面成就比起他在數(shù)學或力學方面成就來，那就相形見絀了。

——《歷史上最有影響100人》

問題探究2:牛頓在力學方面最重大成就是經(jīng)典力學理論體系建立。牛頓經(jīng)典力學在人類發(fā)展史上有何重大歷史作用？第23頁藝術(shù)家筆下牛頓在制訂宇宙規(guī)律作用：1、人類認識史上對自然規(guī)律第一次理論上概括和總結(jié)近代科學之父材料一：第24頁能夠說，牛頓是將試驗哲學和歸納法系統(tǒng)地用于科學研究開創(chuàng)者。而且，牛頓對歸納法態(tài)度是嚴厲、實事求是。……他使用并提倡科學方法，武裝了一代代科學家，至今還在發(fā)揮作用。——《照亮宇宙智慧之光牛頓》作用2：牛頓提倡試驗、“歸納—演繹”等科研方法對近代科學研究含有指導意義。材料二：第25頁牛頓伏爾泰科學藝術(shù)女神繆斯《牛頓哲學原理》插圖回答:依據(jù)材料和圖片，說明牛頓科學成就產(chǎn)生了什么影響？（伏爾泰認為）牛頓以他對天地萬物寥寥數(shù)條規(guī)律精美絕倫概括，彰顯了人理性偉大，暴露了宗教非理性主義荒謬。——《世界文明史》理性之光、科學之光

“牛頓發(fā)覺，給人類帶來從未有過自信。曾經(jīng)匍匐在上帝腳下人類，終于大膽地抬起頭來，開始用自己理性眼光端詳世界?！薄洞髧绕稹纷饔?：牛頓科學成就促進了啟蒙運動深入發(fā)展。

材料三：第26頁

材料四：作用4：

牛頓科學成就為工業(yè)革命奠定了基礎(chǔ)“牛頓系統(tǒng)處理了力學問題，為之后機器設計作出了偉大貢獻”。

——《大國崛起》

第27頁1、牛頓力學體系完成了人類對自然界認識史上第一次理論大綜合。

2、牛頓“歸納—演繹”等科研方法對近代科學研究有引導意義。3、牛頓科學成就促進了啟蒙運動深入發(fā)展。4、牛頓科學成就為英國工業(yè)革命奠定了基礎(chǔ)。

三、牛頓科學成就意義

第28頁

晚年牛頓開始致力于對神學研究，他否定哲學指導作用，虔誠地相信上帝，埋頭于寫以神學為題材著作。當他碰到難以解釋天體運動時，竟提出了“神是第一推進力”謬論。他說，“上帝統(tǒng)治萬物，我們是他仆人而敬畏他、崇敬他?！?0歲以后，他把興趣逐步轉(zhuǎn)向政治、化學（賤金屬變成黃金）、神學問題，寫了近200萬言著作，毫無價值。晚年的困惑“人無完人，金無足赤”科學貢獻將永載史冊第29頁1727年3月20日，牛頓逝世，終年85歲以國葬禮葬于倫敦威斯敏斯特教堂第30頁材料一：牛頓：“你若想取得知識，你該下苦功；你若想取得食物，你該下苦功；你若想得到高興，你也該下苦功。因為辛勞是取得一切定律。”閱讀以下材料思索問題問題1:依據(jù)材料1結(jié)合教材思索促成牛頓能取得巨大成就原因除了苦功之外，還有哪些主觀原因？牛頓為什么這么“?！保恐饔^原因：虛懷若谷謙虛態(tài)度；勤奮好學、求知欲強勇于探索精神；獻身科學精神等；科學研究方法（試驗、歸納—演繹）…材料二：牛頓：“我是柏拉圖朋友，我是亞里士多德朋友，可我更加好朋友是真理?！钡?1頁日心說行星運動三大定律自由落體定律自制望遠鏡哥白尼開普勒伽利略材料二：假如說我比他人看得遠些，那是因為站在巨人肩上緣故?！ｎD

前人研究結(jié)果為牛頓提供很好條件；第32頁材料三：17世紀中期到18世紀歐洲社會變革偉大時代，正當英國進行資產(chǎn)階級革命時期，資本主義取得重大發(fā)展時期，自然科學有所突破，思想文化繼承了文藝復興時期人文主義，深入發(fā)展為理性主義——《中外人物評說教師用書》問題2:閱讀材料2、3并結(jié)合所學知識，說明牛頓能取得如此巨大成就，當初社會提供了怎樣環(huán)境？①文藝復興和當初歐洲啟蒙運動奠定了思想基礎(chǔ)（思想）②英國資產(chǎn)階級革命洗禮；（政治）③前人研究結(jié)果為牛頓提供很好條件；（繼承與發(fā)展）④社會經(jīng)濟發(fā)展為理論研究提供物質(zhì)基礎(chǔ)，又對理論發(fā)展提出迫切要求。（經(jīng)濟）第33頁問題3:結(jié)合牛頓成長經(jīng)歷，談談對你對科技進步認識。科學進步需要適宜社會環(huán)境（國家政策、經(jīng)濟發(fā)展、思想觀念等等）;

更離不開廣大科技工作者艱辛努力。第34頁

英國著名詩人在他墓碑上鐫刻著銘言：讓人們歡呼這么一位多么偉大巨匠，人類榮耀曾經(jīng)因他而在世界上存在過。對牛頓評價

1942年愛因斯坦為紀念牛頓誕生300周年而寫文章，對牛頓一生作以下評價：“只有把他一生看作為永恒真理而斗爭舞臺上一幕才能了解他”。第35頁1、地位：2、成就：

3、優(yōu)異品質(zhì)：物理學家、數(shù)學家、天文學家、經(jīng)典力學建立者、近代科學之父。反射望遠鏡、研究潮汐現(xiàn)象、預言地球不是正球體。力學——經(jīng)典力學理論；光學——日光原理、微粒說。二項式定理、微積分計算?！皻w納—演繹”法。天文學：物理學：數(shù)學：科學研究方法：虛懷若谷謙虛態(tài)度；勤奮好學求知態(tài)度；善于思索、善于觀察；嚴謹科學研究態(tài)度。四、評價牛頓第36頁

牛頓是17世紀科學革命中所涌現(xiàn)出來最偉大科學家，也是人類歷史上最偉大科學家之一。第37頁

像一切科學一樣，經(jīng)典力學沒有也不會窮盡一切真理，它也有自己不足。它像一切科學理論一樣，是一部“未完成交響曲”。那么經(jīng)典力學在什么范圍內(nèi)適用呢?有怎樣不足呢?經(jīng)典力學不足？第38頁在經(jīng)典力學中，物體質(zhì)量是不隨運動狀態(tài)改變，而狹義相對論指出，質(zhì)量要伴隨物體運動速度增大而增大。即

材料一：經(jīng)典力學只適合用于低速運動，不適合用于高速運動。第39頁倫琴發(fā)覺X射線湯姆孫發(fā)覺電子貝克勒耳發(fā)覺天然放射線材料二：2、經(jīng)典力學只適合用于宏觀世界不適合用于微觀世界。第40頁

按牛頓萬有引力理論，行星應該沿著一些橢圓或圓做周期性運動，而天文觀察表明，行星軌道并不是嚴格閉合，它們近日點在不停地旋進，如水星運動。實際觀察到水星運動情況與愛因斯坦廣義相對論計算結(jié)果吻合很好。材料三：3、經(jīng)典力學只適合用于弱引力，而不適合用于強引力。第41頁

1.經(jīng)典力學只適合用于物體低速運動。2.經(jīng)典力學不適合用于微觀領(lǐng)域中物質(zhì)結(jié)構(gòu)和能量不連續(xù)現(xiàn)象。3.經(jīng)典力學規(guī)律只在慣性參考系中成立。經(jīng)典力學不足和適用范圍——經(jīng)典力學只能用于宏觀、低速（與光速相比）情形，且只在慣性參考系中成立。第42頁科學探索是無止境的！第43頁1、牛頓提出物體機械運動定律不包含A、萬有引力定律 B、慣性定律C、加速度定律 D、作用與反作用定律

2、17世紀牛頓力學體系產(chǎn)生原因有①生產(chǎn)快速發(fā)展對基礎(chǔ)理論提出了迫切要求②伽俐略等人研究已經(jīng)有堅實基礎(chǔ)③牛頓個人偉大天才和所做出巨大努力④同時代眾多著名科學家協(xié)同一致通力合作A、①②③④ B、①②④C、①②③ D、②③④跟蹤訓練AC第44頁3、近代科學體系形成標志是A、微積分創(chuàng)造B、牛頓經(jīng)典力學體系 C、伽俐略開創(chuàng)了近代科學 D、開普勒發(fā)覺了三大定律

B第45頁宋應星（1587－1666）《天工開物》對中國古代各項技術(shù)進行了系統(tǒng)地總結(jié)，組成了一個完整科學技術(shù)體系。問題:依據(jù)本課結(jié)合所學知識討論近代科學為何只在17世紀西方產(chǎn)生和發(fā)展，而沒有在中國文明中產(chǎn)生？牛頓（1642－1727）李約瑟（1900－1995）李約瑟之謎能力檢測第46頁探究：分析相同時期科技發(fā)展在中國和英國出現(xiàn)不一樣原因?？茖W發(fā)展與時代環(huán)境密不可分經(jīng)濟基礎(chǔ)不一樣：政治政策不一樣：思想條件不一樣：政治制度差異：小農(nóng)經(jīng)濟\歐洲資本主義經(jīng)濟發(fā)展“重農(nóng)抑商”和“閉關(guān)鎖國”政策\重視科學發(fā)展政策、重商主義。