1、近代科学之父牛顿教学目标：知识与能力：1、了解牛顿的成长历程及主要科学成就；2、认识牛顿在社会发展中的作用。过程与方法：通过编制表格，培养学生归纳概括和知识系统化的能力。通过阅读传记、利用网络查找资料，开阔视野，拓展知识，培养学生查找资料、探究问题的能力。情感态度价值观：感受牛顿严谨的科学态度与勤奋的探索精神，感悟其成长的人生启迪。培养学生树立为科学、为真理献身的精神。学情分析：高二文科班的学生相较于高一时，其历史意识有明显提高，但其整体观，对历史的时代性、多元性、选择性等原则在理解和构建是还是存在一定的难度，在授课时要注意引导培养学生多视角、多层次、多类型地认识历史，培养学生的历史学习兴趣，
2、提高学生的人文素养。教学重难点：教学重点：1、牛顿力学体系的形成在科学史上的重要地位作用； 2、牛顿能够成为近代科学之父的原因。 教学难点： 牛顿力学体系的形成在科学史上的重要地位和作用。教学过程：【导入】近代科学之父牛顿师：幻灯片中所展示的建筑物是位于英国泰晤士河畔的威斯敏斯特大教堂，这座教堂不同于任何一所某教区的大教堂，它是英国王室专属的教堂，包括伊丽莎白女王在内的很多君主均在此加冕登基，百年之后亦长眠于此。威斯敏斯特大教堂被英国人誉为“荣誉的宝塔尖”，许多名人亦长眠于此，像双城记的作者狄更斯、物种起源的作者达尔文、英国首相丘吉尔等等等等，不过以国葬规格下葬的却少之又少，牛顿就是其中一位，
3、接下来请同学们观看一段视频，了解牛顿下葬时的情形。师：从刚刚那段视频中我们可以了解到由哪些人来为牛顿扶棺？生：两位公爵、三位伯爵和一位大法官。师：对，牛顿除了以国葬的规格下葬之外，其他英国人对他的评价也十分之高，如牛顿的期中一块墓碑上这样写道：“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，一切都变得光明。”那么牛顿到底是做出的怎样的贡献使得英国上下都对他致以那么高的敬意，带着这个疑问，我们开始今天这堂课的学习近代科学之父牛顿一、成长的足迹1、童年的牛顿师：我们在提到牛顿的时候，总会给他冠以各种头衔，那么同学们你们都是如何称呼牛顿的？生：物理学家、天文学家、数学家。师：那拥有这么多
4、荣誉头衔的拗断从小就是一个天才吗？他的成长是否也遭遇过一些困难或者困境，他又是如何面对这些困难或者困境的呢？让我们走进牛顿的人生足迹来解开这些疑问。师：1643年，牛顿生于英国北部一个叫做乌尔索普的小村庄。不幸的是，他的爸爸在牛顿出生前就病逝了，而且他又是个早产儿，从小身体就很好，他的妈妈又在牛顿3岁的时候改嫁了，所以小牛顿的童年其实是和他的外婆一起度过的。由于从小缺乏父爱和母爱，造成了牛顿孤僻、内向、害羞的性格。但是这样一个孤僻、害羞、内向的小男孩却显露出一个小科学家的潜质。师：那牛顿都有哪些小制作，小发明呢？生：木质四轮车、风车。师：对啊，为了方便外婆运送东西，牛顿自己动手制作了一架木质四
5、轮车，因为家里没有钟表，小牛顿用一个多月的时间将一块圆石磨成了日晷仪。传说小牛顿还制作过以老鼠为动力的风车。传说小牛顿把风车的机械原理摸透后，自己制造了一架磨坊的模型，他将老鼠绑在一架有轮子的踏车上，然后在轮子的前面放上一粒玉米，刚好那地方是老鼠可望不可及的位置。老鼠想吃玉米，就不断的跑动，于是轮子不停的转动。2、中学时代的牛顿师：很快小牛顿长大了，开始到镇上的中学读书。由于离家较远，牛顿当时租住在一家药房的楼上。这给他提供了自行做实验的机会。而且牛顿会把自己观察到的现象记录下来，他甚至还抄过一些药品上的说明书。说实话，牛顿的成绩并非一开始就那么优秀，他也做过许多熊孩子做的事情。有一次他与一位
6、同学打架了，打完架之后，牛顿就宣布他的成绩一定要抄过欺负过他的同学。以此他发奋学习，使得成绩一跃千里，很快就超过了那位同学，并跃居全班第一。不过成绩如此优异的牛顿也曾中途辍学。他的妈妈让牛顿回家管理农场，不过牛顿还是未放弃一切追求知识的机会，对农场的工作总是心不在焉，他曾经还被当地法院罚款了3先令4便士，当地法院的处罚理由是”牛顿放任他的羊群破坏了田野小树。”最终，牛顿的好学精神打动了他的舅舅，牛顿得以回到学校，并最终成为剑桥大学三一学院的减费生。剑桥大学至今还留着牛顿生活过的痕迹。3、大学时代的牛顿据说剑桥大学里的“数学桥”是牛顿修建的。如果按接口来计算的话必须用到10299枚铁钉，但牛顿却
7、把这些铁钉丢进了河里，至今无人能破他的记录，目前最好的成绩就是一位冰岛人用了561枚铁钉。牛顿的人生足迹继续向前迈进。1668年牛顿获得硕士学位。1669年，经导师巴罗教授推荐，牛顿成为剑桥大学教授。1672年，牛顿被推选为英国皇家学会会员，英国皇家学会一直是英国最具名望的科学学术机构。1703年，牛顿被选为英国皇家学会会长并连任24年之久，直至去世。并且牛顿还是科学家中第一被授予“爵士”称号的人。正如我们最开始的视频中看到的，牛顿最终获得了国葬的礼遇，为他的人生画上了句号。那么，牛顿到底获得了哪些科学成就呢？请同学们根据图片，指出牛顿的科学成就。二、牛顿的主要科学成就生：（略）师：那么接下来
8、，我们将从不同的学科对牛顿的科学成就做进一步的梳理。首先，在数学方面，牛顿取得了哪些成就。生：提出了二项式定理以及微积分的初步算法。师：对，回答的很好，坐下。那天文学方面呢？生：他发明了反射望远镜，解释了潮汐现象，并预言地球不是正球体。师：在光学方面牛顿又取得了哪些成就？生：首先，他自制第一架折射望远镜，证明了日光是由七色光组成的，另外他还发表了关于光与色的新理论一文，提出了光的本质是微粒的见解。师：而在力学方面，牛顿的成就照样是举世瞩目的。他与1687年出版了自然哲学中的数学原理一书。他在这部著作中构建了他的经典力学体会是哪四条定律啊？生：万有引力定律、加速度定律、作用与反作用定律，惯性定律
9、。师：现在根据图表上的提示，我们对牛顿的科学成就来作一下总结。生：数学二项式定理、微积分的基本算法。生：光学制作折射望远镜，证明日光由七色光组成；发表关于光与色的新理论，提出了光的“微粒说”。生：力学创立了运动三定律、万有引力定律、自然哲学中的数学原理，标志着经典力学理论体系的建立。生：天文学只做了第一架反射望远镜考察行星运动，解释潮汐现象和地球圆扁问题。师：牛顿获得了任何一项成就都足以使他在科学史上留下不朽的美名，更何况他获得了那么多的成就，牛顿不愧是近代科学之父。我们刚刚所提到的牛顿力学体系还仅仅是理论层面，接下来我们来看三个故事，实践证明了牛顿力学的正确性。师：第一个小故事跟我们平时对天
10、地的观念有关系。首先在牛顿之前，东方人对天地是什么样的观念啊？生：一直都有“天圆地方”的概念，师：西方这边，亚里士多德则认为地球是一个正球体。而牛顿则根据他的力学计算出地球是一个像橘子一样的扁球体，后来法国科学家经过三次实地测量，证实了牛顿的观点。师：第二个小故事个一颗彗星有关，我们所熟知的最著名的一颗彗星就是？生：哈雷彗星。师：之所以将这颗彗星命名为哈雷彗星，是因为？生：哈雷彗星的出现周期是牛顿的好友哈雷博士算出来的。师：那哈雷博士计算彗星回归周期的方法是？生：是牛顿力学。师：对的，1758年哈雷彗星如期出现在人们的视野当中，所以我们把它明明为哈雷彗星。师：第三个小故事则和行星的运动轨迹有关
11、。1781年天王星被发现后，科学家们开始用牛顿力学计算天王星的运行轨道，但计算结果与观测数据却不太相符。那问题出在哪呢？科学家大胆猜想，太阳系中还有一颗未知的行星，它对天王星有引力作用。按照这个思路，生：科学家用牛顿力学算出了这颗行星的位置和质量，它就是海王星。师：那么牛顿为什么能成为科学之父，与哪些因素有关呢？我们来看以下几则材料。（材料一：曾经有人问牛顿：“你获得成功的秘诀是什么？”牛顿回答：“假如我有一点微小成就的话，没有其他秘诀，惟有勤奋而已。”）师：从材料一中我们可以得出怎样的结论生：勤奋。师：对，牛顿成功的秘诀之一就是“勤奋的探索精神”。接下来我们来看第二段材料（材料二：牛顿：“我
12、不知道世人怎样看我，但我自己以为我不过像一个在海边玩耍的孩子，不时为发现比寻常更为美丽的一块卵石或一片贝壳而沾沾自喜，至于展现在我面前的浩翰的真理海洋，却全然没有发现。”）师：在材料二中，牛顿是怎样看待评价自己所取得的成就的？生：比寻常更为美丽的一块卵石或一片贝壳而沾沾自喜，至于展现在我面前的浩翰的真理海洋，却全然没有发现。师：那这体现了牛顿怎样的科学态度啊？生：谦虚、严肃的科学态度（材料三：“我之所以能比别人看得远些，是因为我站在巨人们的肩上。”牛顿）师：在这段材料中，牛顿认为他能取得这些成就是因为？生：他“站在巨人们的肩膀上”。师：没错，换句话说，牛顿他善于吸收生：前人的研究成果。师：嗯，
13、善于吸收前人的研究成果，而非闭门造车。（材料四：牛顿第一个成功地找到了一个用公式清楚表述的基础，从这个基础出发，他用数学思维，逻辑地、定量地演绎出范围很广的现象并且同经验相符合。牛顿对于数学和物理学的详细证明方法有惊人的创造才能。他应当受到我们最深挚的尊敬。爱因斯坦）师：接下来我们来看下，在材料四中，爱因斯坦提到牛顿对于数学和物理学的详细证明方法有惊人的创造才能。那么这种证明方法到底是什么呢？生：“归纳演绎”的科学研究方法。师：回答得很好。（材料五：作为大学教授，牛顿常常忙得不修边幅，往往领带不结，袜带不系好，马裤也不纽扣，就走进了大学餐厅。有一次，他在向一位姑娘求婚时思想又开了小差，他脑海了
14、只剩下了无穷量的二项式定理。他抓住姑娘的手指，错误的把它当成通烟斗的通条，硬往烟斗里塞，痛得姑娘大叫，离他而去。牛顿也因此终生未娶。一次，他边读书，边煮鸡蛋，等他揭开锅想吃鸡蛋时，却发现锅里是一只怀表。还有一次，他请朋友吃饭，当饭菜准备好时，牛顿突然想到一个问题，便独自进了内室，朋友等了他好久还是不见他出来，于是朋友就自己动手把那份鸡全吃了，鸡骨头留在盘子，不告而别了。等牛顿想起，出来后，发现了盘子里的骨头，以为自己已经吃过了，便转身又进了内室，继续研究他的问题。）师：材料五向我们展示了牛顿的几个小故事，请几位同学来帮我们概括一下。生：牛顿在向姑娘求婚时，脑子里想到了二项式定理，错误的把它当成
15、通烟斗的通条，硬往烟斗里塞，使得姑娘最终离他而去，而牛顿也终身未娶。生：因为全心投入科学研究，将怀表当作鸡蛋放到了锅里，几乎达到了废寝忘食的境界。师：牛顿醉心于科学事业而终身未娶，以及全身心地投入科学事业体现了他怎样的精神：生：体现了他甘于寂寞，献身科学的精神。师：是的，这种为科学奉献终身的精神值得我们敬佩。师：那牛顿的这些科学成就对我们的人类文明又能产生哪些影响呢？请同学们看接下来的材料。（牛顿的发现表明，自然界中一切在引力作用下产生的运动均可从物质自身的原因得到说明，因此无需借助于超自然因素的作用；一切力学事件不再是孤立的、偶然的事件，而是一系列运动变化中的一个环节，人们只要通过运用力学三
16、定律，便可以从物体在某一给定时刻的运动状态推知其在此之前或之后某一时刻的运动状态。世界文明史简编）师：牛顿力学体系的建立使人类对自然界的认识方式出现了什么变化？生：材料中“牛顿的发现表明，自然界中一切在引力作用下产生的运动均可从物质自身的原因得到说明，因此无需借助于超自然因素的作用”，这句话表明牛顿的力学体系使人类的认识摆脱了神学的束缚，完成了人类对自然界认识史上的第一次理论大综合。师：这位同学概括得很好。（牛顿确立了充分尊重经验事实的理性化或科学化的思维传统。牛顿革命还告诉人们，科学研究最好的方法有综合与分析两种。正是牛顿，以他的巨大成功为动力，推动了这种科学思维方式在知识界的迅速普及。一系
17、列学科领域的飞跃发展，汇同牛顿革命一起，构成了人类历史上第一个科学革命时代。马克垚世界文明史）师：牛顿在什么方面为近代科学的整体发展提供了启示？生：理性化或科学化的思维传统，综合与分析的科学研究方法师：也就是说牛顿通过理性思维和科学研究方法推动了什么？生：推动了科学革命时代的到来。师：那我们把它概括一下就是“牛顿力学体系体现的科学思维和研究方法带动了各门科学的发展，引起了巨大的科学革命。”（牛顿的思想在英国和全欧洲出版的许多大众读物中传播。迄1784年，关于牛顿的书的就有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。启蒙运动的史学家们相当严格地认识到牛顿作为某种
18、象征的重要性。科学与启蒙运动（伏尔泰认为）牛顿以他对天地万物的寥寥数条规律的精美绝伦的概括，彰显了人的理性的伟大，暴露了宗教非理性主义的的荒谬。世界文明史）师：从第一段材料中我们可以看出，哪些人对牛顿的著作关注度最高？生：启蒙运动的史学家们。师：对了，那在第二段材料中，伏尔泰认为牛顿发现的规律彰显的是：生：理性的伟大。师：揭露的是？生：宗教的非理性主义观念。师：而理性主义是哪次思想运动的指导思想啊？生：生：启蒙运动。师：故而牛顿的自然成就推动了什么的发展生：启蒙运动。（在瓦特研制蒸汽机之前的一个世纪里，正是欧洲历史上一个科学鼎盛的时期。从17世纪中期开始，近代科学在一批巨人的推动下产生。在这批
19、科学巨人当中排在最中心位置的是一位妇孺皆知的人，他就是艾萨克牛顿。许多历史学家认为，如果从近代科学的角度看，正是牛顿开启了工业革命的大门。大国崛起工业先声）师：最后一段材料比较简单，牛顿的科学成就开启了什么的大门？生：工业革命。师：对的，所以呢，它的影响就是牛顿的科学成就为英国工业革命提供科学理论。（牛顿名言：我的成就当归于精力的思索。你该将名誉作为你最高人格的标志。胜利者往往是从坚持最后五分钟的时间中得来成功。聪明人之所以不会成功，是由于他们缺乏坚韧的毅力。你若想获得知识，你该下苦功；你若想获得食物，你该下苦功；你若想得到快乐，你也该下苦功。因为辛苦是获得一切的定律。）师：这些是牛顿的名言，给同学们自勉，希望我们班的同学将来也能成为像牛顿一样的人。
