专题六 二、影响世界进程的科学巨人
文 章
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专题六 二、影响世界进程的科学巨人
教学目标
[内容标准]
了解牛顿、爱因斯坦等人的成长历程及主要科学成就，认识他们在社会发展中的作用。
[知识与能力]
了解牛顿、爱因斯坦等人的成长历程及主要科学成就。
对比牛顿和爱因斯坦的科学成就，探讨他们的科学发现对科学发展和社会进步所产生的革命性影响。
[过程与方法]
通过搜集和整理牛顿、爱因斯坦的小故事，培养从历史资料中获得新知识的能力，能够从细微处看出作为科学家所具备的优秀品质。
[情感、态度与价值观]
通过牛顿的科学创新、爱因斯坦突破牛顿的物理学理论框架等史实，认识到科学发展永无止境，培养怀疑精神、探索意识和创新的勇气。
通过爱因斯坦反对战争、致力于和平事业的事实，辩证地认识科学技术的进步对人类社会的双重作用，增强合理利用科技的意识，认识到和平与发展是历史的主题，和平来之不易，要格外珍惜。
[教学重点和难点]
重点：了解牛顿、爱因斯坦成长的历程及主要科学成就，认识他们对科学及社会发展所产生的巨大推动作用。
难点：正确理解科学技术与社会发展的辩证关系。
教学过程：
牛顿：宇宙定律的发现者
这一目主要介绍了牛顿的生平、科学发现的时代背景、历程及主要成就。应注意结合当时的科学发展状况和社会背景来认识牛顿科学发现的划时代意义。换言之，就是真正理解为什么牛顿的科学发现会被称为是宇宙定律的发现。
1、时代背景：变革的时代
1642年1月诞生
牛顿所处的时代，是欧洲社会大变革的时代。14—16世纪的文艺复兴造成的思想解放和观念启蒙，带来了欧洲精神文化的空前繁荣，自然科学获得新的生命并蓬勃成长。科学巨匠哥白尼、第谷、开普勒、伽利略以及笛卡尔等先后驰名欧洲。英国资产阶级革命正蓬勃展开。近代科学与文学艺术、思想解放和政治革命汇合在一起。当时，欧洲的科学成就主要包括几个方面：天文学有开普勒三大定律和笛卡尔的以太理论，数学有代数、三角、几何以及笛卡尔的把代数和几何联系起来的解析几何，力学有阿基米得静力学和伽利略动力学，主要是落体运动规律，另外还有开普勒、伽利略和笛卡尔等的光学知识，因此牛顿曾谦逊地说“我站在巨人的肩上”。但是，这些科学成就虽然耀眼，却又头绪纷繁，真伪杂陈，它需要科学巨匠运用科学研究方法进行艰巨的归纳和融会贯通
2、少年牛顿，好学善思
1642年，牛顿诞生在英格兰的—个自耕农家庭里。少年时的牛顿并不是神童，他资质平常，成绩一般，但却喜欢读书、沉思、做科学小实验，自己动手制作了一些奇奇怪怪的小玩意，如风车、木钟、折叠式提灯等。迫于生活，牛顿的母亲让他停学务农，但是他的好学精神感动了舅父，终于，舅父劝服了母亲让牛顿复学，并鼓励他上大学读书。
3、大学生活，得遇恩师
1661年，牛顿入剑桥大学三一学院，得到被称为“欧洲最优秀的学者”巴罗的赏识和指导，逐步被引向近代自然科学的研究领域。1665年牛顿毕业那年夏天，伦敦发生严重的鼠疫，学校暂时关闭，牛顿离开剑桥，回家乡待了18个月。
这18个月成为牛顿科学生涯中的黄金时代，牛顿—生的重大科学思想是在这短短一年半期间孕育、萌发和形成的。传说他看见苹果落地而悟出地球引力的故事就发生在此时。这一时期，牛顿认真领会了前代科学家的思路，归纳出科学的研究方法：第一步，要从事实出发，以观察和实验为依据，提出概念和概念之间的依存关系；第二步，找到推理方法，主要是数学工具；第三步，把推导结果与事实印证。牛顿很快就创设出二项式定理，创立微积分，反映瞬时变量关系，他还继承笛卡尔把地球的力学应用于天体现象的想法来探索行星椭圆轨道问题。
4、17世纪最伟大的科学巨匠 1665—1666年：黄金时代
（1）创立天体力学
物理学方面：发现了万有引力定律，综合并表达了经典力学的三个基本定律——惯性定律、加速度定律、作用力与反作用力定律，从而发现了宇宙间的规律，完成了物理学发展史上的第一次大综合，成为宏伟壮丽的力学大厦的主要支柱。其重要标志是他于1687年发表的《自然哲学的数学原理》。牛顿以三大定律和万有引力定律为基础，建立了力学理论体系，说明了当时人们所能理解的—切力学现象，解决了行星运动、落体运动、振子运动、微粒运动、声音和波、潮涨潮落以及地球的扁圆形状等各种各样的问题。从此，—个崭新的天文学分支——天体力学诞生了。在200多年中，再也没有人补充任何本质上的东西。直到20世纪量子论和相对论出现，才使力学范畴扩大。
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