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近代的科學(xué)和文化一教案之二

時間：2023-02-27 08:53:30 高二歷史教案我要投稿

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近代的科學(xué)和文化（一）教案之二

第27課近代的科學(xué)和文化（一）教案之二

近代的科學(xué)和文化（一）教案之二

——自然科學(xué)革命

教學(xué)目標(biāo)

1．知識目標(biāo)：

解析幾何學(xué)和微積分的創(chuàng)立；英國科學(xué)家牛頓及運(yùn)動三大定律和萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)；英國科學(xué)家法拉第及電磁感應(yīng)原理的發(fā)展；原于－分子結(jié)構(gòu)學(xué)說的確立；俄國科學(xué)家門捷列夫制定化學(xué)元素周期律；英國科學(xué)家達(dá)爾文及其生物進(jìn)化論學(xué)說；法國科學(xué)家巴斯德及微生物學(xué)的創(chuàng)立；法國物理學(xué)家居里夫婦合作發(fā)現(xiàn)放射性元素鐳；美國物理學(xué)家愛因斯坦提出著名的物理學(xué)的相對論。

2．能力目標(biāo)：

①在教師的幫助和指導(dǎo)下，學(xué)生思考：為什么近代時期被人們稱為知識革命的時代？從而培養(yǎng)學(xué)生以歷史唯物主義觀點分析問題的能力。

②通過列表反映近代自然科學(xué)的發(fā)展?fàn)顩r，以培養(yǎng)學(xué)生綜合所學(xué)知識的能力。

3．情感目標(biāo)：

①近代自然科學(xué)的迅速發(fā)展，是由于資本主義制度取代封建制度，促進(jìn)了生產(chǎn)發(fā)展所引起的自然科學(xué)的發(fā)展，反過來促進(jìn)了生產(chǎn)的發(fā)展，鞏固了資本主義制度對封建制度的勝利。

②學(xué)習(xí)近代自然科學(xué)的發(fā)展概況，結(jié)合工業(yè)革命，進(jìn)一步理解科學(xué)技術(shù)是生產(chǎn)力的理論。

③近代時期，眾多的科學(xué)家所以能作出重大貢獻(xiàn)，除了客觀條件外，還由于他們的努力以及他們具備的優(yōu)秀品質(zhì)，如他們的勤奮刻苦、執(zhí)著追求，牛頓的虛心精神，巴斯德的愛國思想等，都是他們?nèi)〉贸删偷囊蛩�，也是值得我們青少年學(xué)習(xí)的優(yōu)良品德。

教材分析

1．重要人物：

牛頓，法拉第，門捷列夫，達(dá)爾文，居里夫婦，愛因斯坦

2．重要詞語：

微積分，運(yùn)動三大定律，萬有引力定律，電磁感應(yīng)原理，生物進(jìn)化學(xué)說，物理學(xué)的相對論

教學(xué)重點、難點

重點：牛頓對力學(xué)的貢獻(xiàn)和達(dá)爾文創(chuàng)立牛物進(jìn)化學(xué)說。

難點：本課涉及的自然科學(xué)知識，如解析幾何學(xué)、微積分、運(yùn)動三大定律、萬有引力定律、電磁感應(yīng)原理、原子－分于結(jié)構(gòu)學(xué)說、化學(xué)元素周期律、生物進(jìn)化學(xué)說、物理學(xué)的相對論等。

知識結(jié)構(gòu)

板書設(shè)計（采用列表格的形式）

第27課　　近代的科學(xué)和文化（一）

一、自然科學(xué)革命

類別
成就
時間
科學(xué)家
地位與作用

數(shù)學(xué)
解析幾何學(xué)微積分學(xué)
17世紀(jì)
（法）笛卡爾
把變量引進(jìn)數(shù)學(xué)，從而使精密的測量和計算有了可能

（英）牛頓

（德）萊布尼茨

力學(xué)
牛頓軟科學(xué)體系
17世紀(jì)后半期
（英）牛頓
對以后科學(xué)的發(fā)展產(chǎn)生了巨大影響

電磁學(xué)
電磁感應(yīng)原理
19世紀(jì)30年代
（英）法拉第
開辟了人類歷史的電氣時代

化學(xué)
原子論
19世紀(jì)初
（英）道爾頓
近代化學(xué)得到長足進(jìn)步

分子概念
19世紀(jì)
（意）阿佛加德羅

化學(xué)元素周期律

（俄）門捷列夫
化學(xué)發(fā)展史上一個里程碑

物理學(xué)
放射性元素鐳
19世紀(jì)晚期
（法）居里夫婦
物理學(xué)發(fā)生革命性的變化

相對論
20世紀(jì)初
（德）愛因斯坦
自然科學(xué)史上劃時代的成就

教學(xué)過程

［復(fù)習(xí)提問］

14世紀(jì)，一股資產(chǎn)階級文化的新潮流在意大利興起，這種資產(chǎn)階級文化運(yùn)動在歷史上稱為什么？（答：文藝復(fù)興）

文藝復(fù)興是14世紀(jì)到16世紀(jì)歐洲發(fā)生巨大變化的又一標(biāo)志，從此歐洲進(jìn)入一個文化昌盛的時期，許多文學(xué)家、藝術(shù)家、思想家、科學(xué)家給后人留下了不朽的作品和啟示。文藝復(fù)興不僅在當(dāng)時是思想文化領(lǐng)域里的一場偉大變革，而且成為近代文化的先驅(qū)，近代文化在它的基礎(chǔ)上取得長足的進(jìn)步。

［導(dǎo)入新課］

同學(xué)們，人們通常把世界近代史分為兩大時期。第一時期從1640年到1870年，是“自由”資本主義時期；第二時期從1871年到1917年，是“自由”資本主義向帝國主義過渡和帝國主義最后形成的時期。近代第二時期的文化在第二冊世界歷史課本里闡述。本節(jié)課我們所講的是17世紀(jì)以來三四百年的科學(xué)和文化的成就，首先我們來了解自然科學(xué)革命。

（請同學(xué)閱讀課文提示）

［講授新課：］

一、數(shù)學(xué)和物理學(xué)的進(jìn)展

（1）解析幾何學(xué)的創(chuàng)立

數(shù)學(xué)在17世紀(jì)取得了飛速的發(fā)展，使用了小數(shù)來表示分?jǐn)?shù)，代數(shù)符號已經(jīng)規(guī)范化。代數(shù)是進(jìn)行著數(shù)量關(guān)系的研究和運(yùn)算，它原來只是算術(shù)的一個組成部分。隨著計算方法的不斷改進(jìn)，符號體系的被引進(jìn)，使代數(shù)有可能成為一門科學(xué)。首先用字母做符號的是法國數(shù)學(xué)家維葉特。后笛卡爾改進(jìn)了維葉特的符號體系。笛卡爾的方法和我們現(xiàn)在用的已十分接近，表明代數(shù)符號已基本實現(xiàn)規(guī)范化。符號的規(guī)范化，符號體系的建立，使代數(shù)發(fā)生了一次質(zhì)的飛躍。

笛卡爾在數(shù)學(xué)上的又一大貢獻(xiàn)是創(chuàng)立了解析幾何學(xué)。幾何學(xué)進(jìn)行著空間形式的研究，如長度、面積、體積的測量。解析幾何學(xué)的所謂“解析的”，其意義實際是“代數(shù)的”，它實現(xiàn)了幾何和代數(shù)的結(jié)合，即形和數(shù)的結(jié)合。

（2）微積分的發(fā)明

提問：微積分的發(fā)明者及意義。

教師特別強(qiáng)調(diào)：牛頓和萊布尼茨各自獨(dú)立發(fā)明了微積分。

隨著解析幾何學(xué)的建立，必然導(dǎo)致微積分的產(chǎn)生，微積分是人類思維的偉大成果之一。

如果一個物體，不受外力干擾，進(jìn)行等速運(yùn)動，就可以用一條直線來描述，用初等數(shù)學(xué)就可以求出它的運(yùn)動速度或者所走過的路程�？墒切行菄@太陽運(yùn)動的軌道是橢圓，不但運(yùn)動速度每時每刻在變，而且橢圓的方向處處在變。怎樣來計算行星在無論哪個時刻的速度呢？用什么辦法來精確地描述橢圓的方向變化呢？科學(xué)家牛頓和萊布尼茨在研究笛卡爾解析幾何的基礎(chǔ)上找到了出路。

可以把任意時刻的速度看作是在微小的時間范圍里的速度的平均值；當(dāng)這個微小的時間間隔縮到無限小的時候，就是微分的概念。一個變速的運(yùn)動物體在一定時間范圍里走過的路程，可以看作是在許多微小時間間隔里所走的路的和，這就是積分的概念�？茖W(xué)家從這些基本要領(lǐng)出發(fā)，建立了微積分。

歐幾里得的幾何學(xué)也好，上古和中世紀(jì)的代數(shù)學(xué)也好，都是一種常量數(shù)學(xué)，微積分才是真正的變量數(shù)學(xué)。從日常生活中積累的經(jīng)驗使人們習(xí)慣于常量計算，但是只要稍稍深入到事物的本質(zhì)，人們遇到的就是大量的變化著的事物�，F(xiàn)在有了微積分這門變量數(shù)學(xué)，對變化著的事物進(jìn)行精密的測量和計算就有了可能。所以，微積分的發(fā)明不僅在數(shù)學(xué)史上，而且在整個人類的認(rèn)識史上都是一次巨大的飛躍，稱得上是一次“革命”。

牛頓在1665年發(fā)明了微積分，但他只是把研究結(jié)果通知了自己的一些朋友。萊布尼茨最早關(guān)于微積分的筆記寫于1673年，他在這方面的著作發(fā)表于1684年，比牛頓公開發(fā)表自己的研究成果的時間要早。于是，就引起了關(guān)于微積分的發(fā)明權(quán)的爭論，歐洲大陸的數(shù)學(xué)家們站在萊布尼茨一方，英國的數(shù)學(xué)家們站在牛頓一方，雙方劍拔弩張，甚至進(jìn)行人身攻擊。在牛頓和萊布尼茨死后，經(jīng)過調(diào)查證明：雙方都是在前人的基礎(chǔ)上獨(dú)自發(fā)明的。

（3）牛頓和力學(xué)

請同學(xué)們朗讀課文中小字部分：牛頓簡介。

再請同學(xué)看書歸納出牛頓的科學(xué)成就，教師填表格。

牛頓在科學(xué)上重大貢獻(xiàn)有很多，在本課課文中主要指的是發(fā)現(xiàn)運(yùn)動三大定律及萬有引力定律。這些定律，反映了物體機(jī)械運(yùn)動的基本規(guī)律。牛頓把力學(xué)確定為完整、嚴(yán)密、系統(tǒng)的學(xué)科。

請同學(xué)思考：牛頓在物理學(xué)上作出重大貢獻(xiàn)的原因。

教師歸納：當(dāng)時社會發(fā)展的需求；牛頓以前有許多科學(xué)家對力學(xué)的發(fā)展作出了貢獻(xiàn)；牛頓本人的天資和刻苦努力。牛頓有句名言：如果我看得遠(yuǎn)，那是因為我站在巨人的肩上。充分表現(xiàn)了牛頓的謙遜精神，值得我們大家學(xué)習(xí)。

（4）電磁感應(yīng)原理的發(fā)現(xiàn)

提問：電磁感應(yīng)原理的發(fā)明者、時間及作用是什么？

法拉第是自學(xué)成才而取得巨大成就的科學(xué)家。他出生在英國一個貧困的鐵匠家庭，只上過兩年小學(xué)，十二三歲曾以送報獲得微薄收入輔助家庭，14歲當(dāng)裝訂書籍的學(xué)徒。他求知欲望十分強(qiáng)烈，在七年的學(xué)徒期間，廢寢忘食地閱讀了許多自然科學(xué)的書籍，他勤奮好學(xué)，工作努力。法拉第由于對電磁學(xué)作出的貢獻(xiàn)，而成為19世紀(jì)最偉大的物理學(xué)家。

從此，人們根據(jù)電磁感應(yīng)原理，制成了發(fā)電機(jī)、電動機(jī)、建造起巨大的水力和火力發(fā)電站。人們利用電能推動工廠機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)，利用電力為人類服務(wù)，推動了一系列新機(jī)器和新產(chǎn)品的研制，從而極大地改變了社會生產(chǎn)和人類生活各方面的面貌。電學(xué)的發(fā)展，有力地證明了科學(xué)技術(shù)是生產(chǎn)力。

二、化學(xué)和生物的發(fā)展

（1）原子—分子結(jié)構(gòu)學(xué)說的確立

道爾頓出生在英國一個貧窮的家庭，年輕時干過農(nóng)活，27歲時成為曼徹斯特新教學(xué)院的數(shù)學(xué)和自然教師。他沒有受過正規(guī)的科學(xué)教育，但他不屈不撓的勤奮自學(xué)使他對科學(xué)事業(yè)作出了巨大貢獻(xiàn)。1808年，他提出了近代的科學(xué)的原子論。他認(rèn)為：一切物質(zhì)都是由小的微粒一原子組成的；每一種物質(zhì)都由自己的原子組成；化合物是由幾種不同元素的原子按固定的比例結(jié)合而成；不同的元素原子量不同。道爾頓的原子論即使以當(dāng)時的標(biāo)準(zhǔn)來看也是有缺陷的，但道爾頓不愧為現(xiàn)代自然科學(xué)中占據(jù)重要地位的原子科學(xué)的創(chuàng)始人和奠基者。

1811年，阿佛加德羅在論文中提出：分子是由原子組成，分子是具有物質(zhì)特性的最小單位。

原子—分子結(jié)構(gòu)學(xué)說的確立，合理地解釋了很多化學(xué)現(xiàn)象和定律，給化學(xué)奠定了重要的理論基石。

（2）門捷列夫制定化學(xué)元素周期表

指導(dǎo)學(xué)生閱讀課文小字部分，說明門捷列夫的周期律引起廣泛重視的原因。

（3）達(dá)爾文的進(jìn)化論

關(guān)于生物是神創(chuàng)造的觀點，稱為“神創(chuàng)論”；關(guān)于生物物種是一成不變的觀點，稱為“物種不變論”。這些都是唯心主義的錯誤觀點。但在18世紀(jì)中期以前，這些錯誤觀點的盛行有一定的客觀原因。除社會宗教原因外，生物學(xué)的發(fā)展?fàn)顩r也是一個原因。

林耐（1707年－1778年）是18世紀(jì)最偉大的植物學(xué)家，他在總結(jié)前人作過試驗的基礎(chǔ)上，擬定了最初的生物分類學(xué)，但他認(rèn)為物種是由上帝創(chuàng)造的。

法國學(xué)者布豐（1707年－1788年）為進(jìn)化論的前驅(qū)者。他的進(jìn)化觀念最初由觀察化石得到啟發(fā)。他拒絕接受上帝創(chuàng)世的說法，對整個自然界提出了一種發(fā)展的觀點。他把生物界與地球的歷史聯(lián)系起來，斷言有機(jī)界并不是以現(xiàn)有的形式被創(chuàng)造出來，而是有自己的發(fā)展史。

法國博物學(xué)家拉馬克（1744年－1829年）于1809年出版了著名的《動物學(xué)的哲學(xué)》一書，明確提出了生物是從低級向高級發(fā)展進(jìn)化的觀點。

1859年，英國科學(xué)家達(dá)爾文的《物種起源》問世，把生物進(jìn)化思想卜升到理論的高度。他在書中指出：一切生物都經(jīng)歷了由低級到高級、由簡單到復(fù)雜的發(fā)展過程，生物不是不變的。他還指出，在自然界，生物物種是通過生存斗爭實現(xiàn)的，生存斗爭的結(jié)果是優(yōu)勝劣汰。這就是以自然選擇為基礎(chǔ)的生物進(jìn)化論學(xué)說。

達(dá)爾文進(jìn)化論是19世紀(jì)牛物科學(xué)的最大成就。它是生物科學(xué)的一次理論綜合。從達(dá)爾文開始，把生物科學(xué)作為一個整體來研究，并且從發(fā)展的觀點對生物進(jìn)行研究。

進(jìn)化論的提出，在人類整個思想史上也是劃時代的大事。17世紀(jì)的牛頓把上帝從無生命現(xiàn)象的研究領(lǐng)域驅(qū)逐出去（雖然牛頓承認(rèn)了上帝的第一性），現(xiàn)在，進(jìn)化論又把上帝從有生命現(xiàn)象的研究領(lǐng)域驅(qū)逐出去了。

恩格斯在1883年總結(jié)馬克思一生的貢獻(xiàn)時說：“正像達(dá)爾文發(fā)現(xiàn)有機(jī)界的發(fā)展規(guī)律一樣，馬克思發(fā)現(xiàn)了人類歷史的發(fā)展規(guī)律。”這個比喻是對達(dá)爾文的最高評價。

（4）巴斯德開創(chuàng)微生物學(xué)

微生物學(xué)是研究微生物結(jié)構(gòu)和功能的科學(xué)。巴斯德是法國化學(xué)家、微生物學(xué)家，他開創(chuàng)的生物學(xué)分支——微生物學(xué)，改變了外科手術(shù)的面貌，大大提高了外科手術(shù)的成功率。

三、19世紀(jì)晚期到20世紀(jì)初的科技進(jìn)步

（1）發(fā)現(xiàn)放射現(xiàn)象

德國物理學(xué)家倫琴發(fā)現(xiàn)并深入研究了X射線，后人為紀(jì)念他，也稱倫琴射線。倫琴這一發(fā)現(xiàn)，成為人類探索原子內(nèi)部的微觀世界的重要開始。因發(fā)現(xiàn)X射線，倫琴獲得1901年諾貝爾物理學(xué)獎，成為第一位獲得諾貝爾獎的物理學(xué)家。

（2）居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性元素鐳

法國物理學(xué)家皮埃爾·居里及其夫人瑪麗·居里，在法國物理學(xué)家貝克勒爾發(fā)現(xiàn)放射性物質(zhì)鈾（1896年）以后，對放射性現(xiàn)象進(jìn)行了深入的研究。1898年7月，他們從鈾瀝青礦中含鉍的部分發(fā)現(xiàn)了一種新的放射性元素，命名為“釙”（以紀(jì)念居里大人的祖國波蘭）；同年12月又在含鋇的部分發(fā)現(xiàn)了另一種新的放射性元素“鐳”，其放射性強(qiáng)度要比純鈾強(qiáng)900倍。以后，他們又在極其惡劣和簡陋的條件下，不顧個人健康，艱苦工作了整整4年，終于在1902年從數(shù)噸鈾瀝青礦渣中提煉出微量的氯化鐳，并初步測定出鐳的原子量是225。居里夫婦由于發(fā)現(xiàn)放射性元素釙和鐳等重要成就，而與發(fā)現(xiàn)放射性鈾的貝克勒爾共同獲得1903年的諾貝爾物理學(xué)獎。

（3）愛因斯坦提出相對論

德國出生的猶太血統(tǒng)美國物理學(xué)家愛因斯坦，是20世紀(jì)最偉大的科學(xué)家。19世紀(jì)末，由于電磁學(xué)方面一系列的新發(fā)現(xiàn)、新實驗同經(jīng)典物理學(xué)理論發(fā)生了矛盾，物理學(xué)出現(xiàn)了危機(jī)。當(dāng)時老一輩物理學(xué)家都企圖用修補(bǔ)漏洞的辦法來維護(hù)經(jīng)典理論框架�？茖W(xué)界中一個默默無聞的小人物愛因斯坦，卻敏銳地意識到只有對物理理論的基礎(chǔ)進(jìn)行根本性的變革，才能解決這一危機(jī)。1905年，年僅26歲的愛因斯坦發(fā)表了《論動體的電動力學(xué)》，創(chuàng)立了狹義相對論。1915年，愛因斯坦又創(chuàng)立了廣義相對論，進(jìn)一步揭示了時空結(jié)構(gòu)（四維時空）同物質(zhì)分布的關(guān)系，指出了物質(zhì)問所存在的萬有引力，是由于物質(zhì)的存在和分布使時間和空間的性質(zhì)不均勻（即時空彎曲）而引起的。相對論的捉出是物理學(xué)思想的一場重大革命，相對論既是原子內(nèi)部的微觀物理學(xué)的基礎(chǔ)，也是大體物理學(xué)和宇宙學(xué)的基礎(chǔ)。相對論的提出，使愛因斯坦成為繼牛頓之后世界上最偉大的理論物理學(xué)家。

［課堂小結(jié)］

1．結(jié)合表格小結(jié)所學(xué)內(nèi)容，鞏固新知。

2．請學(xué)生思考：牛頓和達(dá)爾文作出重大貢獻(xiàn)的原因是什么？兩者對比，其共同性的東西又是什么？

［課堂練習(xí)］

課后習(xí)題一、二、三。

［教法建議］

1．由于本課教材內(nèi)容豐富，涉及的人名及事件較多，故教師在講授時要突出重點，詳略得當(dāng)，語言準(zhǔn)確，板書可通過列表的形式，邊講邊問邊填。

2．講授時最好以啟發(fā)式講解為主，配以簡明的表格和適當(dāng)?shù)碾娊淌侄�，增�?qiáng)其生動性、趣味性。

3．講授本課涉及的力學(xué)、電磁學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)的發(fā)現(xiàn)或成就時，要充分運(yùn)用學(xué)生在其他學(xué)科中所學(xué)的知識，幫助理解，并引導(dǎo)他們從歷史的角度加以認(rèn)識。

4．本課涉及的科學(xué)家較多，在講解過程中注意適當(dāng)補(bǔ)充他們的成長經(jīng)歷、鉆研精神、愛國思想等優(yōu)秀品質(zhì)，激勵學(xué)生刻苦學(xué)習(xí)，見賢思齊，有所貢獻(xiàn)。

(人民教育出版社延邊教育出版社初中《世界歷史》第一冊教案)

(江蘇省南京市寧海中學(xué) 賈小竹)