2019-2020学年高中历史 第6章 古今中外著名的科学家 第4节 “站在巨人肩膀上”的牛顿学案

第四节“站在巨人肩膀上”的牛顿(教师用书独具)●新课导入艾萨克·牛顿爵士是人类历史上出现过的最伟大、最有影响的科学家，同时也是物理学家、数学家和哲学家，晚年醉心于炼金术和神学。他在1687年7月5日发表的不朽著作《自然哲学的数学原理》里用数学方法阐明了宇宙中最基本的法则——万有引力定律和三大运动定律。这四条定律构成了一个统一的体系，被认为是“人类智慧史上最伟大的一个成就”，由此奠定了之后三个世纪中物理界的科学观点，并成为现代工程学的基础。牛顿为人类建立起“理性主义”的旗帜，开启工业革命的大门。牛顿逝世后被安葬于威斯敏斯特大教堂，成为在此长眠的第一个科学家。我们应该如何评价牛顿？带着这个问题我们一起走进本课的学习。●教法案例本节课包括四个框目的内容：从笨学生到大科学家；创建经典力学体系；数学、光学和天文学家的成就；不彻底的唯物论者。建议教师在讲授时将其整合成三块：从笨学生到大科学家；牛顿的伟大成就；不彻底的唯物论者。即将教材的第二目和第三目整合成一个板块来进行讲解。关于第一目“从笨学生到大科学家”，建议教师引导学生自主阅读教材，然后教师点拨关键点：(1)出生——小学——中学——大学时代。(2)家乡避疫——教授——大科学家。教师还应该点拨，牛顿的巨大成功，与巴鲁这样的大科学家的引导密不可分，但更主要的原因还是牛顿自己刻苦钻研和不懈努力的结果。正如牛顿所说：我只是一个在海边玩耍的孩子，偶尔拾到了一些美丽的贝壳，是因为自己站在了前人的肩上，看得远了一些。关于“牛顿的伟大成就”，包括教材第二目和第三目的内容。建议教师在授课时，制作表格，引导学生阅读教材后自主填写：项目主要成就历史意义物理学著作《自然哲学的数学原理》运动三定律惯性定律、加速度定律、作用力与反作用力定律万有引力定律数学微积分的创始人之一光学太阳光的合成性；物质的颜色之谜；《光学》天文学第一架反射式望远镜天体力学的创立者关于“不彻底的唯物论者”的讲授，建议教师将其本课导语结合起来，形成对牛顿的公正评价和认识。牛顿作为一个“唯物论者”的体现是什么？(牛顿的自然科学成就)。其“不彻底性”主要表现在什么地方？(把自然界中的各种现象和过程都归结为机械运动，一概用纯粹力学的规律予以解释；提出了所谓的“绝对时间”“绝对时空”的观点；认为各种自然事物，只能发源于上帝的意志之中)。结合时代背景回答，其“不彻底性”的原因何在？(17世纪是近代唯物主义的形成时期，唯物主义还不成熟)。结合本课引言和所学知识总结归纳，怎样评价牛顿？(尽管牛顿是一个并不彻底的唯物论者，但这掩盖不了其作为伟大科学家的熠熠光辉。他在数学、力学、天文学家、光学等领域都获得了巨大的成就。其中任何一项成就度，足以使他跨入大科学家的伟大行列而名垂千古，而他却集诸多成就于一身，成为科学史上划时代的、里程碑式的科学巨匠。他把自己的一切都献给了伟大的科学事业)。学习目标重点难点了解牛顿的成长历程及主要科学成就，认识他在社会发展中的作用1.牛顿在物理学、天文学等领域的主要贡献，其在世界自然科学发展史上的崇高地位(重难点)2.对牛顿进行客观公正的评价(重点)知识点一从笨学生到大科学家1．1643年，牛顿诞生在英国林肯郡。2．读小学时，牛顿成绩一般。12岁时上了中学，逐渐成了同学中的佼佼者。3．1665年1月，牛顿大学毕业，取得文学学士学位。4．1667年初，牛顿回到剑桥，并于次年3月获得硕士学位，同时成为高级院委。5．1669年10月，牛顿成了“卢卡斯讲座”的数学教授。知识点二创建经典力学理论体系1．牛顿对人类最重要的贡献，是创建了经典力学的理论体系。2．1685年，牛顿发现万有引力定律。3．1687年，牛顿出版了划时代的伟大著作《自然哲学的数学原理》，系统阐述了他关于动力学和引力问题的研究成果。他提出了惯性定律、加速度定律和作用力与反作用力定律。4．法国科学家拉普勒斯称赞《原理》是“人类智慧的产物中最卓越的杰作”，牛顿当然也堪称人类有史以来最伟大的科学家。知识点三数学、光学和天文学的成就1．牛顿和莱布尼茨并称为微积分的创始人。2．提出微粒说：光是由微粒形成的，并且走的是最快速的直线运动路径。3．牛顿的著作《光学》在1704年正式出版。4．1668年，牛顿设计制造了第一架反射式望远镜，并因此成为世界一流的科学家，并被认为是最伟大的天文学家。知识点四不彻底的唯物论者1．从哲学的角度审视牛顿，可以发现他的哲学思想基本上属于“自然科学的唯物主义”。2．牛顿把自然界中的各种现象和过程都归结为机械运动，一律用纯粹力学的规律予以解释；牛顿提出所谓的“绝对时间”和“绝对空间”的观点，这些表明牛顿是一个不彻底的唯物论者。3．受亚里士多德的影响，牛顿认为“是上帝之手赋予了行星运动的第一推动力”。4．1727年3月20日，牛顿在睡梦中安然长眠，享年85岁。牛顿被称为“近代科学之父”的原因1.牛顿是英国物理学家、天文学家和数学家。2．在天文学方面，他解释了潮汐现象，指出潮汐的大小不但同朔望月有关，而且与太阳的引力也有关系。牛顿从理论上推测出地球不是球体，而是两极稍扁、赤道略鼓，并由此说明了岁差现象等。3．在物理学上，牛顿基于伽利略、开普勒等人的工作，提出了力学的三大定律和万有引力定律，并建立了经典力学的理论体系。4．在数学上，牛顿创立了“牛顿二项式定理”，并和莱布尼茨几乎同时创立了微积分学。在牛顿的著作《自然哲学的数学原理》中，他用数学解释了哥白尼的“日心说”和天体运动的现象。5．在光学方面，牛顿发现白色日光由不同颜色的光构成，并制成“牛顿色盘”；关于光的本性，牛顿创立了光的“微粒说”。6．牛顿力学体系的建立是近代科学形成的标志，是人类认识史上对自然规律的第一次概括和总结。牛顿对近代自然科学的奠基作用不包括()A．经典力学B．微积分C．放射理论D．日光的分析C[据所学知识可知，经典力学、微积分、日光的分析皆属牛顿的贡献，而放射理论不是他的成就。]阅读下列材料，回答问题。材料一上中学时牛顿就喜欢做实验并记笔记。他将日常生活中发生的许多现象记录下来，还对所学过的知识进行分类整理。因生活所迫，他曾一度辍学在家，即便如此，他仍在从事科学研究。有一天，外面狂风大作，下起大雨。牛顿只披了一件斗篷跑到院子里，在雨中跳来跳去地做风力实验，再把实验数据记录下来，以供研究。材料二如果说我比别人看得远些，那是因为我站在巨人肩上的缘故。我不知道在别人看来，我是什么样的人；但在我自己看来，我不过就像是一个在海滨玩耍的小孩，为不时发现比寻常更为光滑的一块卵石或比寻常更为美丽的一片贝壳而沾沾自喜，而对于展现在我面前浩瀚的真理的海洋，我还没有发现呢。——牛顿(1)结合材料一，你怎样看待牛顿的学习方法？(2)材料二中牛顿以怎样的态度看待他取得的成就？在他身上我们能够学到科学家的哪些优秀品质？【思路分析】考查角度对伟大的科学家牛顿的评价材料解读材料一：简单介绍了牛顿善做实验的学习品质，并列举了一个小例子；材料二：展示了牛顿的两则名言，从而说明了牛顿对自己伟大成就的态度解答思路第(1)问要求回答的是“怎样看待”而不是“学习方法”，解题关键在于牛顿的学习方法是科学的。牛顿通过做实验、记笔记，积累数据并对知识进行分类整理。第(2)问中的第一小问要求回答的是“态度”而不是“成就”，第二小问要求回答的是“优秀品质”，解题关键是认真体会牛顿的名言【尝试解答】(1)怎么看待：________________________________________________________________________________________________________(2)态度：____________________________________________________________________________________________________________优秀品质：__________________________________________________________________________________________________________[答案](1)怎样看待：牛顿的学习方法是科学的。通过做实验、记笔记，积累数据，并能够把知识进行分类整理。这样的学习方法与当时的“归纳—演绎”的科学研究方法是一致的。(2)态度：牛顿对待自己取得的成绩是很谦虚的。优秀品质：我们可以从牛顿身上学到虚怀若谷的谦虚态度和严谨的科学研究态度，还有勤奋的探索精神等。1．威斯敏斯特教堂墓地的一块墓碑上写着：自然界和自然规律隐藏在黑暗中，上帝说，让他出生吧，于是一切都成为光明。其中的“他”是指()A．巴罗B．笛卡儿C．牛顿D．伽利略C[本题考查学生的理解能力。牛顿是近代经典力学的创始人，揭示了自然界和自然规律的奥秘。]2．斯塔夫里阿诺斯在《全球通史》中写道：“在‘光荣革命’到来之前，一个伟大的人发现了解释自然现象的钥匙。”这位“伟大的人”()A．揭示了物体高速运动的客观规律B．提出光的本质是微粒的见解C．发明了人类第一架望远镜D．揭露了物质和能量的相当性B[材料中“伟大的人”指的是牛顿，爱因斯坦揭示了物体高速运动的客观规律，故A项错误；牛顿提出光的本质是微粒的见解，故B项正确；牛顿设计制造了第一架反射望远镜，故C项错误；爱因斯坦揭露了物质和能量的相当性，故D项错误。]3．《自然哲学的数学原理》一书出版的最大意义是()A．改变了19世纪多数人对生物界和人类在生物界中的位置的看法B．建立了完整的力学理论体系，实现了物理学史上的第一次大飞跃C．开创了以实验事实为根据并且有严密逻辑体系的近代科学D．从根本上动摇了欧洲中世纪宗教神学的理论基础B[A项是达尔文生物进化论的意义，C项是伽利略的成就，D项“从根本上动摇”不正确，B项符合题意。]4．有一次，牛顿一边做试验一边煮鸡蛋，竟将怀表当成鸡蛋放到锅里煮起来，对这件事理解正确的是()A．体现了牛顿专心致志的工作态度B．体现了牛顿严肃的科学态度C．牛顿在生活上不能自理D．牛顿做事心不在焉A[B项与材料无关，C、D两项说法本身不符合史实，由材料可看出牛顿专心致志探索的工作态度。]5．阅读下列材料：材料一牛顿的《原理》公认是科学史上的最伟大的著作。在对当代和后代思想的影响上，无疑没有什么别的杰作可以同《原理》相媲美。二百多年来，它一直是全部天文学和宇宙学思想的基础……无怪乎牛顿力学的非凡成功甚至给诸如心理学、经济学和社会学等各个不同领域的工作者也留下了极其深刻的印象，以致他们试图在解决各种问题时以力学或准力学为楷模。——《十六、十七世纪科学、技术和哲学史》材料二启蒙思想家们在牛顿革命的启发、激励下进行了种种思考，伏尔泰曾写道：“如果全部自然界，一切行星，都要服从永恒的规律，而有一个小动物，五尺来高，却可以不把这些定律放在眼中，完全任意地为所欲为，那就太奇怪了。”但由于牛顿学说本身的机械决定论性质，充满机械唯物论精神的启蒙思想也不可避免地带有形而上学的武断(主要是忽视了人的心灵的复杂性)。——《世界文明史》请回答：(1)牛顿说：“如果说我比别人看得远些，那是因为我站在巨人肩上的缘故。”结合所学知识，指出牛顿生活的时代的特征，并列举两位影响了牛顿的巨人。(2)根据上述材料并结合所学知识，指出牛顿学说对近代社会发展的主要影响。[解析]回答本题的关键是要“结合所学知识”，另外注意，无论是回答第(1)问中的“时代特征”还是回答第(2)问中的“主要影响”，都要注意简明扼要，抓住核心。[答案](1)资本主义不断发展，启蒙思想兴起与传播，近代科学不断取得进展。哥白尼、开普勒、伽利略。(列举两位即可)(2)影响：①在物理学、数学、天文学等领域做出杰出贡献，并确立了相关学科的科学体系和科学的研究与思维方法。②推动了启蒙运动。③机械决定论对启蒙思想及某些社会科学研究也产生了一定的负面影响。