人教版高二历史选修4第六单元《杰出的科学家》课件.ppt

第六单元 杰出的科学家,第一部分 教材分析 第二部分 教学建议 第三部分 启迪现实,总体把握,政治家追求权力，科学家追求真理。 政治家研究社会，科学家探索自然。 政治家致力于生产关系的和谐， 科学家推动生产力的发展。 政治家追求现实的轰轰烈烈， 科学家则大多淡泊名利，耐得寂寞,一、课标要求,第一部分 教材分析,二、教材重点、难点、特点、地位,三、三维目标 四、与必修3专题七联系、区别,一、课标要求 课程标准规定： 通过学习，认识历史人物所进行的各项重大活动既受到历史环境的影响和制约，同时又与其个人的主观因素密切相关；掌握科学评价历史人物的一些基本方法，把历史人物置于特定历史条件下，进行具体分析，尤其要关注个人在历史发展进程中所起的作用，正确认识个人与社会、个人与自然的关系；从杰出人物的嘉言懿行中汲取历史智慧和人生经验，进而确立强烈的历史使命感和社会责任感。 p25,二、教材重点、难点、特点、地位,重 点：了解李四光、牛顿、爱因斯坦三位杰出科学家的成长历程和科学成就及其对社会发展的贡献。 难 点：科学家独特的科研方法，思维方式和人文精神。 具体的自然科学知识、概念，如地质力学、相对论等。,特 点：本单元重点介绍杰出科学家，科学家不同于政治家，政治家重在评述功过，而科学家重在体验，了解科学家做出重大发明创造的过程、态度、方法、科学精神，认识其对社会发展的贡献。重在科学意识，科学素养的培养，教材知识性强，趣味性弱。 地 位：是“科教兴国”战略、“科学技术是第一生产力”思想的具体体现。,三、三维目标,（一）知识与能力：知识是历史教育的重要内容和载体，是一种对立统一的关系。通过了解科学家的主要科学成就和贡献、培养学生总结成功经验，吸取科学方法、评价社会影响的能力。 （二）过程与方法：杰出科学家作为典型和示范，理解科学家的内心世界并与之进行心灵对话，体会科学家独特的个性特征和思维方式，总结他们学习、科学研究的方法，进而培养独立思考的学习习惯和思维判断力。,（三）情感态度价值观：我们正处在知识增长方式的转型时代，从一个纯粹的理性过程转到一个诉诸学习者整个心灵生活的过程，通过本单元学习，要使学生真切感受科学家勇于探索，勇于创新、质疑权威的理性精神，淡泊名利，献身科学的人性光辉，获取更多的人生经验和人生智慧，树立积极进取的人生态度。培养学生崇尚理性、崇尚真理的科学精神,四、与必修3专题七联系、 区别 第二部分 教 学 建 议,中国地质力学的奠基人 李四光,第3课,思考讨论： 李四光是中国科学家的一 面旗帜，这面旗帜在哪些方面起到了引领作用？,重点： 了解李四光的主要事迹：留学归来报效祖国、创建地质力学、推动中国石油和其他矿产资源的开采。 感受李四光的科学精神和爱国情操，增强历史使命感和社会责任感。,【本课学习目标】,难点：认识李四光的科学成就对中国社会发展 的重大贡献。,1905年，年仅16岁的李四光在日本宣誓加入同盟会，成为同盟会中年龄最小的会员。孙中山赞赏李四光的志向，勉励他：“努力向学，蔚为国用。”,一、李四光简介,一、李四光生平年表,1889年 出生湖北黄冈 1902年 考入武昌高等小学 1904年 破格选送日本留学 1905年 加入同盟会 1907年 入大阪高等工业学校学习造船机械 1910年 毕业回国 1911年 参加留学生廷试，被赐“工科进士” 1913年 入英国伯明翰大学学习采矿， 后改学地质 1920年 回国，北大地质系执教,李四光为什么选择造船专业？,1926年 发表地球表面现象变迁的主因 1928年 担任中央地质研究院地质研究所所长 1945年 发表地质力学的基础与方法 1948年 在伦敦第18届国际地质科学大会上作 新华夏海的起源的报告 1950年 回国，任中国科学院副院长 60年代初 完成地质力学概论一书 1971年 卒于北京,李四光三次回国原因何在？,1、 我们最早姓“库”，由于家境贫寒，从蒙古地区讨饭流落至湖北黄冈，所以我们的出生地是黄冈。曾祖父即是蒙古族人，家谱上是库里家族。” 我父亲原名李仲揆，他14岁报考学堂时买了一张表格要填，慌张中把十四写在了姓名栏里，按规定不得涂改，再买表格要花钱，于是就把“十”改成李，四字不好改，正好看到墙上一块匾“光被四春”，就加了个光字，于是就成了现在的名字。,李四光的女婿邹承鲁院士,李四光先生的独生女李林，博士、教授、中科院院士。,李四光一家三院士,李四光,2、心灵对话：李四光三次回国原因何在？,（1）留学日本（19041910）学习造船 。接受革命思想，加入同盟会；1910年回国，赐“工科进士” 。辛亥革命后任湖北军政府实业部部长，掌管全省农、林、工商、矿业事务。 “实业救国” （2）留学英国（19121918）袁世凯上台，辞官留学英国伯明翰大学，学习采矿、地质，获得硕士学位。 “科学救国”,他在伯明翰大学学习期满时，有一位好心的老师找到他说：“印度有一个矿山需要聘请一位高水平的工程师，待遇十分优厚。凭你的学识和水平，完全可以胜任这个职务。如果你愿意的话，我可以介绍你去。” “不，谢谢。”李四光态度严肃地回答说，“我学习地质，是为了繁荣自己的祖国，造福于中华民族。外国的条件再优越，也解决不了我们中华民族的贫穷问题。我是个中国人，理应回中国去。为祖国找矿，才是我的志向。” 不久，李四光收到了北京大学校长蔡元培教授发来的聘书。虽然教书并不是李四光本来的意愿，待遇更谈不上优厚，但他却欣然接受了北京大学的聘请，回国任教。,（3）受聘北大，担任地质教授（1920 1928）培养人才。 （4）1928年任南京地质所长，中国地质会长。 （5）赴英深造 ，第三次回国。,1949年秋，新中国成立在即， 正在国外的李四光被邀请担任政协委员。得到这个消息后，他立即做好了回 国准备。这时，伦敦的一位朋友打来电话，告诉他国民党政府驻英大使已接 到密令，要他公开发表声明拒绝接受政协委员职务，否则就要被扣留。李四 光当机立断，只身离开伦敦来到法国。两星期之后，李夫人许淑彬接到李四光来信，说他已到了瑞士与德国交界的巴塞尔。夫妇二人在巴塞尔买了从意 大利开往香港的船票，于1949年12月启程秘密回国。 建设祖国,二、李四光的科学成就,（一）创立地质力学,（二）地质力学的运用 -推动石油、矿产开采,（三）第四纪冰川研究,(四)古生物学研究, 创立蜓科化石的鉴定标准,1952年起担任新中国地质部首任部长的李四光，为摘掉“中国贫油”的帽子作出了杰出贡献,问题探究,今天，我们要求新兴一代的“黄帝”子孙，认识到自己肩负的责任，也许并非为时过晚。一方面，要为纯科学的发展而尽力；另一方面，要用得来的知识，直接或间接地去解决有关工业的问题。 李四光（1918年） 1、李四光是怎样实践其诺言的？他解决了有关工业的什么重大问题？ 2、在我们今天的现实生活中仍可以感受到李四光科学成果的哪些“光”和“热”？,李四光蜡像,1964年，毛泽东亲切会见著名地质学家李四光,亲赴野外进行地质考察的李四光,（一）创立地质力学,1、地质力学的形成： 萌芽：1926年 地球表面形象变迁的主因 地质力学萌芽之作； 形成:1945年 地质力学的基础与方法 正式提出“地质力学”名词； 1948年 伦敦国际地质学会报告：新华夏海的起源“地质力学”从此被载入史册，李四光也被公认为地质力学的奠基人； 总结：20世纪六十年代 地质力学概论（经验总结） 应用：地质力学的应用主要在：（1） ；（2）寻找铀矿；（3）预报地震。,2、李四光与地质力学 本世纪20年代，地质学家李四光在我国和世界上首创了地质力学。地质力学是介于地质学和力学之间的新兴边缘科学。地质力学理论认为，地壳上任何一种构造形迹，都反映了地应力的作用。这种地应力作用是研究地质力学、分析构造形迹特征以及它们之间内在联系的基础。李四光运用地质力学的原理，从运动的观点分析研究地壳构造与地壳运动的现象，探索地壳构造、地壳运动及矿产分布的规律，建立了“构造体系“这一地质力学的基本概念。从而开创了地质科学的新局面，使地质科学的发展进入了一个新阶段。例如，李四光根据地质力学的原理，分析我国东部地区地质构造特点，认为整个新华夏体系就是“多字型构造体系“，它的三个沉降带既生油又储油，具有广阔的找油远景。从理论上否定了“中国贫油“论。后来大庆、胜利、大港、华北等大型油田的相继发现，完全证实了他的科学预见。地质力学研究各种类型构造体系的工作，对研究外生和内生矿产的形成和分布具有重大意义。因此，地质力学认为，对地壳构造和地壳运动规律的正确认识，是找矿和解决其它地质问题的关键。 此外，李四光还把地质力学应用于地震地质工作方面，强调在研究地质构造活动性的基础上，观测地应力的变化，为实现地震预报指明了方向。,李四光结合自己在国内外积累的大量野外观察实例，首先在地球表面形象变迁之主因一文中提出了“大陆车阀”的假说，进而完整地表述了地质力学理论，用力学的观点研究地壳的构造和运动规律。李四光认为，地球表层的各种构造现象都是地壳运动的产物，地壳在运动中存在，必然有一种力量在起作用，这种力就是地应力。他把各种构造行迹看作是地应力的结果，建立了不同形式的构造体系，科学地探索地壳运动的产生与矿产资源的分布规律。,（二）地质力学的运用 -推动石油、矿产开采,早在1922年，美国斯坦福大学教授布莱克威尔德曾武断地断言：“中国是缺乏石油资源的国家。”这一错误，直到新中国成立后，才被李四光驳倒。李四光认为，整个新华夏体系是巨大的“多”字形结构体系，三条隆起带和三条沉降带互相间隔着，在隆起带蕴藏着多种矿藏，在沉降带又蕴藏着丰富的天然气和石油。具有广阔的找油远景。从理论上否定了“中国贫油“论。,1956年，他亲自主持石油普查勘探工作，在很短时间里，先后发现了大庆、胜利、大港、华北、江汉等油田，完全证实了他的科学预见。甩掉了中国“贫油”的帽子，使中国进入世界产油大国的行列。为中国石油工业建立了不朽的功勋。,接着，李四光与其它地质工作者共同努力，使我国很快找到了钨、铬、铀、金刚石、煤及稀有金属矿藏，并在开发地热、地下水，研究第四纪冰川等方面取得了重大成果。,（三）第四纪冰川研究,德国冰川权威李希霍分断言：“中国南方太暖，而北方太干，第四纪中国无冰川发生。” 1933年11月11日，他在中国地质学会第十次年会上，宣读了扬子江流域之第四纪冰期的论文。他满怀信心地宣布：“强有力的事实证明，长江流域在第四纪确有冰川遗迹存在 李四光的新发现，震惊了世界。,第四纪冰川遗迹,第四纪冰川 科学家们称距今最近的（距今约200万年）一次冰川期为第四纪冰川。冰川的发生是极地或高山地区沿地面运动的巨大冰体。由降落在雪线以上的大量积雪，在重力和巨大压力下形成，冰川从源头处得到大量的冰补给，而这些冰融化得很慢，冰川本身就发育得又宽又深，往下流到高温处，冰补给少了，冰川也愈来愈小，直到冰的融化量和上游的补给量互相抵消。一般冰川为舌状，冰川面往往高低不平，有的地方有深的裂口，即冰隙。中国第四纪冰川的研究，始于李四光。李四光在20年代即已在山西大同及河北太行山东麓发现了冰川漂砾，识别出冰川流动形成的擦痕。30年代，他又在江西庐山发现冰川沉积物，在鄱阳湖边发现具冰川擦痕的羊背石；并在安徽黄山发现u形谷削壁上的擦痕，在该山后海发现具擦痕的漂砾。推翻了国际上许多冰川学权威断言中国无第四纪冰川的错误结论。并最终得到国际学术界的认可。 中国第四纪冰川的确立是我国第四纪地层学和气候学研究上的一个里程碑，它对寻找地下水资源、砂金矿床、选定工程建设场址，都有重要指导作用。,考察第四纪冰川,当地人在冰臼群上行走。近日，距今200多万年的冰川遗迹冰臼群在重庆梁平县云龙镇龙溪河七里滩水电站水坝附近被发现。该遗址位于水坝前干枯的河床中，在整幅巨大的岩石上有无数密密麻麻的石洞，石洞以椭圆形、圆形居多，大的直径3米左右、小的几厘米。中国地质科学院地质研究所有关专家实地考察后认为，此次发现的冰臼群属于罕见的地质遗迹，是第四纪冰川运动的结果，距今已有约200300万年。,(四)古生物学研究, 创立蜓科化石的鉴定标准,三、对李四光的评价 学术地位：我国杰出的地质学家、地质力学的创建者，新中国地质事业的开拓者、奠基人 人格特征：他把一生都献给了科学事业，献给祖国和人民。他早年立下报国之志，以国家强大、开发祖国地下宝藏为己任，有强烈的民族自尊心和自信心 总体评价：以杰出的成就为中国科学者树立了光辉的榜样，在中国科学发展史上有不可替代的位置,四、体验感悟： 李四光的方法与精神,李四光治学严谨，在科学研究中，始终掌握从现象深入到本质、从结果追溯到原因的治学方法，因此能不断地提出创造性的见解，并敢于向地质学界的传统观点提出挑战。,李四光是位颇具传奇色彩的人物，他早年受孙中山“要努力学习，蔚为国用”的勉励，后两度出国留学，在新中国成立之际冲破重重阻碍回到祖国，他打破了两个“洋神话”，被誉为中国的“地质之光” 请回答： （1）李四光打破了哪两个“洋神话”？ （2）李四光的哪些精神值得当今青年科技工作者学习？ （1）他推翻了外国人作出的“中国不存在第四纪冰川”的错误结论，确定中国第四纪冰川的存在并得到国际学术界的公认。在他地质力学理论的指导下，中国成功地发现了许多大型油田，推翻了外国人的“中国贫油论”。 （2）崇高的爱国主义精神，为科学献身的精神，少年大志的精神，敢于挑战权威，勇于探索真理的精神，严谨治学的精神。,课后思考： 李四光 辞了北洋政府的官、 拒绝蒋介石的官、 当了共产党的官，这说明什么？,辛亥革命的经历，使他得出应以科学来改变旧中国面貌的结论。随着时间的推移，他发现这种“科学救国”的理想已是难以实现的幻想。北洋政府时期，军阀之间混战不已，没有一个管老百姓的死活。李四光曾化名在报上发表过一些讽刺、责骂的文章。南京政府时期，他亲眼看到国民党的腐败和对科学的不重视，看到爱国青年仍然受到追捕迫害。1933年，中央研究院总干事兼“中国民权保障同盟”总干事杨铨被特务暗杀，李四光非常气愤，把刚鉴定出来的一个古生物化石新属以杨铨的名字来命名，用这种科学家特有的方式表示纪念与抗议。鉴于李四光在学术界和教育界的地位，蒋介石多次表示要其出任教育部长、大学校长或驻英大使，都被他拒绝。 在困顿与痛苦中，李四光逐渐认识到新民主主义革命的必要性。抗战期间，他在重庆两次见到了周恩来。后来他说：“我在周先生身上产生一个最大的感觉中国有了共产党，中国就有了希望。”这也是他在国外那么热切地怀念祖国、那么坚定地返回新中国的一个根由。,牛顿的生平与成就,第 4 课 近代科学之父牛顿,【本课学习目标】,重点：了解牛顿的成长历程，简述他的主要科学成就：建立经典物理学理论体系、发明反射望远镜等。感受牛顿严谨的科学态度与勤奋的探索精神 难点：认识牛顿在社会发展中的作用，感悟其成长的人生启迪。,一、社会必然,1、材料四 鲁迅在电的利弊中说：“外国用火药制造子弹御敌，中国却用它做爆竹敬神；外国用罗盘针航海，中国却 用它看风水；外国用鸦片医病，中国却拿来当饭吃” 材料四中鲁迅揭露了当时中国社会的什么问题？1995年高考历史题,2、1689年牛顿代表剑桥大学当选为国会议员。但据说他在国会从不发言，有一次他站了起来，议会大厅里顿时静了下来，人们等待着这位伟人发言，可他只说了一句“应把窗户关上”就又坐下了。 1703年，牛顿被选为英国皇家学会会长。以后的24年间，他一直连任，甚至去世，这在英国皇家学会历史上是绝无仅有的。 1705年，英国女王授予他爵士称号。所以后世提到他时有时称“牛顿爵士”。在所有的自然科学家中，牛顿是获得这一荣誉的第一人。,牛顿以自己杰出的贡献，获得了国葬的礼遇。他被安葬在威斯敏斯特教堂，那是安葬英国英雄们的地方。为他抬棺材的是两位公爵、三位伯爵以及大法官。法国著名哲学家伏尔泰当时正在英国访问，他目睹了牛顿的葬礼，十分感叹牛顿所获得的殊荣。他是这样描写的：“他是像一位深受自己的臣民爱戴的国王一样被安葬的。在他之前，是没有哪一位科学家享受如此殊荣的。在他之后，受到如此厚葬的也将会是屈指可数的。” 科学简史 从牛顿受到的“礼遇”、“殊荣”可得出哪些认识？,经过资产阶级革命、文艺复兴运动、启蒙运动洗礼、工业革命前夕的英国形成了崇尚科学、尊重科学的社会风尚，这是杰出科学家成长的丰厚土壤。,剑桥大学校园,1661年，19岁的牛顿以减费生的身份进入剑桥大学三一学院，靠为学院做杂务的收入支付学费，1664年成为奖学金获得者，1665年获学士学位。,17世纪中叶，剑桥大学的教育制度还渗透着浓厚的中世纪经院哲学的气味，当牛顿进入剑桥时，那里还在传授一些经院式课程，如逻辑、古文、语法、古代史、神学等等。两年后三一学院出现了新气象，卢卡斯创设了一个独辟蹊径的讲座，规定讲授自然科学知识，如地理、物理、天文和数学课程。,讲座的第一任教授伊萨克巴罗是个博学的科学家。这位学者独具慧眼，看出了牛顿具有深邃的观察力、敏锐的理解力。于是将自己的数学知识，包括计算曲线图形面积的方法，全部传授给牛顿，并把牛顿引向了近代自然科学的研究领域。 在这段学习过程中，牛顿掌握了算术、三角，读了开普勒的光学，笛卡儿的几何学和哲学原理，伽利略的两大世界体系的对话，胡克的显微图集，还有皇家学会的历史和早期的哲学学报等。,牛顿在巴罗门下的这段时间，是他学习的关键时期。巴罗比牛顿大12岁，精于数学和光学，他对牛顿的才华极为赞赏，认为牛顿的数学才超过自己。后来，牛顿在回忆时说道：“巴罗博士当时讲授关于运动学的课程，也许正是这些课程促使我去研究这方面的问题。”（导师制） 1664年，牛顿被选为巴罗的助手，第二年，剑桥大学评议会通过了授予牛顿大学学士学位的决定。,16651666年严重的鼠疫席卷了伦敦，剑桥离伦敦不远，为恐波及，学校因此而停课，牛顿于1665年6月离校返乡。 由于牛顿在剑桥受到数学和自然科学的熏陶和培养，对探索自然现象产生浓厚的兴趣，家乡安静的环境又使得他的思想展翅飞翔。16651666年这段短暂的时光成为牛顿科学生涯中的黄金岁月，他在自然科学领域内思潮奔腾，才华迸发，思考前人从未思考过的问题，踏进了前人没有涉及的领域，创建了前所未有的惊人业绩。,深 广 创新 坚持 孤独,二、个性特征,你的学生中有“牛顿”吗？,出生经历,1642年1月4日诞生于英格兰东部小镇乌尔索普一个自耕农家庭. 牛顿是遗腹子，又是早产儿，先天不足，出生时体重只有3磅，差点夭折。,1、幼童時期的牛頓,早产、营养不足、衰弱多病。 父親在其出生前病逝，3岁母亲改嫁， 由外婆抚养長大。 家境一贫如洗。 个性孤僻、內向、害羞。 小学成绩不佳，常受同学嘲笑、欺負,2、少年時期的牛頓,个性內敛，喜愛閱讀。14岁辍学放牛。 成绩不算优秀，受到同学嘲笑的刺激而发憤向上18岁考上剑桥大学。 功課不佳，但对一切不明白的事物感兴趣。 少年发明家(水鐘、風車、) 十六岁在大風暴中測量風速,3、牛頓的读书法,利用假期、瑣碎時間预习功課。 牛頓：“当我走进教室上課時，常发現对上課內容的了解深度，已 经超越了我的老師。”,牛頓說：,我并无特別过人的智慧，有的只是坚持不懈的思索经历而已。 一个人如果控制不了自己的脾气，脾气將控制你。(自制力),4、牛頓的默想生活,他常在信仰的思索里想到科学，在科学的思索里想到信仰。 纽约大学历史系教授曼纽：“近代的科学是源自牛頓对上帝的默想。” 因为牛頓有独自來到花園祷告与默想的习惯，所以看到苹果掉在地上，进而发現了万有引力的存在。,有人問牛頓： 为什么能够有伟大的发現？,牛頓答道：“我始終把思考的主題像一幅画般摆在面前，再一点一线的去勾勒，直到整幅画慢慢的凸显出來。這需要長期的安靜与不断的默想。”,5、朋友、学生眼中的牛頓,“牛頓讲話慎重、緩慢。他尽量避免意气之爭，不見利忘义，不奉承人，宁原默默忍受侮辱，也不愿披掛着一身的裝甲去与人爭战。” 他是一个杰出的科学家，喜欢公开表白自己 的信仰，又有个不擅与人交际、喜愛独自安靜工作的个性。,6、牛頓的金钱观,房租、伙食费、购买要分发的圣经，是牛頓学生生活的三大花費。,7、牛頓之“牛”,牛顿说 “我之所以能比别人看得远些，是因为我站在巨人们的肩上。” 你了解它的原意吗？,三、科学成就,愛因斯坦說：“在人类的历史上，能够結合物理实验、数学理论、机械发明成为科学艺术的人，只有一位-那就是牛顿。”,思考：牛顿的一生有哪些重大机械发明、理论发现？其理论发现的贡献是什么？,（一）、早期科学发明和创造,1、童年时代： 2、中学时代： 3、大学时代：,四轮车、风车、日晷仪,除发明创造外， 开始进行科学研究与实验,1）在数学上提出二项式定理以及微积分的初步算法 2）用自制的折射望远镜对太阳光实验，证明日光由七色光组成，还进一步说明物体颜色的形成原理 3）用反射望远镜考察行星运动分析潮汐现象，预言地球不是正球体 4）1672年关于光和色的新理论提出光的本质是微粒学说。与惠更斯的“波动说”构成了关于光的两大基本理论。,？,（二） 发现万有引力定律,牛顿在总结前人和自己的大量研究成果的基础上，经过反复思考与实验后得出 结论：宇宙间一切物体之间，都存在着一种相互吸引的作用，这种作用力，就是万有引力,牛顿说 “我之所以能比别人看得远些，是因为我站在巨人们的肩上。” 牛顿在发现万有引力定律的过程中，有哪些巨人的肩膀托起了牛顿？有什么意义？,哥白尼、开普勒、伽利略,该定律后来成为天文学上的基础定律，推动了人们对天体运动研究,（三）、创建牛顿力学即经典力学,1、标志： 2、内容： 3、意义： 4、地位：,自然哲学中的数学原理,他在书中确定了解决万有引力问题的物体运动三大定律，阐明万有引力的概念并把它应用到天文学中。他在书中还解释了潮汐现象、地球的圆扁形状等问题。,经典力学理论在以后的二百多年间，居于物理学的统治地位，直到爱因斯坦相对论和量子力学的建立才打破了这种绝对权威。,这本书用数学表达式，把伽利略和开普勒等人提出的零散的理论加以科学整理，从而构成完整力学理论体系。牛顿力学体系建立标志经典力学体系建立。,思考：牛顿的一生有哪些重大理论发现？这些理论发现的贡献是什么？,1、数学：提出二项式定理以及微积分的初步算法 2、光学：1）用自制的折射望远镜对太阳光实验，证明日光由七色光组成，还进一步说明物体颜色的形成原理 2）1672年关于光和色的新理论提出光的本质是微粒学说。与惠更斯的“波动说”构成了关于光的两大基本理论。 3、天文学：1）用反射望远镜考察行星运动分析潮汐现象，预言地球不是正球体 2）发现万有引力定律，推动人们对天体运动研究 4、物理学：自然哲学中的数学原理提出三大运动基本定律和万有引力，标志牛顿力学体系建立即经典力学体系建立。,（二）发现万有引力定律,牛顿在总结前人和自己的大量研究成果的基础上，经过反复思考与实验后得出 结论：宇宙间一切物体之间，都存在着一种相互吸引的作用，这种作用力，就是万有引力,牛顿说 “我之所以能比别人看得远些，是因为我站在巨人们的肩上。” 牛顿在发现万有引力定律的过程中，有哪些巨人的肩膀托起了牛顿？有什么意义？,哥白尼、开普勒、伽利略,该定律后来成为天文学上的基础定律，推动了人们对天体运动研究,1685年，哈雷登门拜访牛顿时，牛顿已经发现了万有引力定律： 两个物体之间有引力，引力和距离的平方成反比，和两个物体质量的乘积成正比。,万有引力的发现说明，天上星体运动和地面上物体运动都受到同样的规律力学规律的支配。,（三）、创建牛顿力学即经典力学,1、标志： 2、内容： 3、意义： 4、地位：,自然哲学中的数学原理,他在书中确定了解决万有引力问题的物体运动三大定律，阐明万有引力的概念并把它应用到天文学中。他在书中还解释了潮汐现象、地球的圆扁形状等问题。,经典力学理论在以后的二百多年间，居于物理学的统治地位，直到爱因斯坦相对论和量子力学的建立才打破了这种绝对权威。,这本书用数学表达式，把伽利略和开普勒等人提出的零散的理论加以科学整理，从而构成完整力学理论体系。牛顿力学体系建立标志经典力学体系建立。,牛顿是英国物理家、数学家和天文学家，是经典力学建立者。是近代科学之父。 他创建了经典力学的理论体系，在光学、数学、天文学研究方面也做出划时代发明和发现， 牛顿是17c科学革命中所涌现出来最伟大的科学家，也是人类历史上最伟大的科学家之一。,谈谈你是怎样评价牛顿的？在他身上我们能学到科学家的哪些优秀品质？,虚怀若谷的谦虚态度；勤奋好学求知态度；善于思考善于观察；正确科学研究方法；勤奋探索科学精神；严谨的科学研究态度；,牛顿为什么获得如此巨大的成就？,四、人生启迪：,(一) 牛顿获得巨大成就的原因,1、具有虚怀若谷、谦虚好学精神； 2、勇于探索科学精神； 3、科学的研究方法； 4、甘于寂寞，献身科学的精神等； 5、吸收前人的研究成果； 6、有利的社会环境：启蒙运动、英国资产阶级革命的洗礼,他继承了英国唯物主义的始祖培根重视归纳法有传统，主张科学研究要通过实验发现现象，然后运用归纳法总结为定律，再用数学推演建立理论体系。自然哲学的数学原理一书正是这样写成的，这无疑是一种重要的科学方法，对后来的科学发展起了很大的促进作用。,牛顿是英国物理家、数学家和天文学家，是经典力学建立者。是近代科学之父。 他创建了经典力学的理论体系，在光学、数学、天文学研究方面也做出划时代发明和发现， 牛顿是17c科学革命中所涌现出来最伟大的科学家，也是人类历史上最伟大的科学家之一。,（二）谈谈你是怎样评价牛顿的？在他身上我们能学到科学家的哪些优秀品质？,虚怀若谷的谦虚态度；勤奋好学求知态度；善于思考善于观察；正确科学研究方法；勤奋探索科学精神；严谨的科学研究态度；,牛顿在科学史上的崇高地位是举世公认的。恩格斯曾指出：“牛顿由于发现了万有引力定律而创立了科学的天文学，由于进行了光的分解而创立了科学的光学，由于建立了二项式定理和无限理论而创立了科学的数学，由于认识了力的本性而创立了科学的力学。”的确，牛顿在自然科学领域里作了奠基性的贡献。,（三）怎样理解牛顿是“近代科学之父”？,近代科学，是牛顿开辟的。他创立了科学研究的世界观和方法论，从此之后，世界进入了一个科学昌明的时代。人类的文明由此大踏步的向前迈进了。而牛顿之所以会成为点燃科学之光的人，是因为一个一闪念的想法。苹果从树上落下来，多少年来人们都习以为常，认为是天经地仪的事情，自然而然应该落下来。牛顿似乎比别人傻，对这个不是问题的问题想了一下。这可了得，做了一回傻子，竟然得出了万有引力的科学结论，并以此开辟了现代物理学和天文学。来自于苹果落地的道理，竟然星球之间也是如此。,根据牛顿的启示，我们是不是也能发现什么呢？是不是也能加以应用呢？让我想起了现代教学。学校的任务是单单教学生学习书本知识吗？现在我们应该注重培养学生的各方面的能力。注重生活实际，在生活中发现问题，把问题加以解决。现在的学生不是不能发现问题，而是发现问题后没有正确面对解决。所以，也就不能像牛顿一样从人们常见的苹果落地现象中发现地球的引力了。现在教学何去何从？这是每个教育工作者要思考的问题。,第5课 20世纪的科学伟人爱因斯坦,你了解吗？,一个瘦的出奇、全身瘫痪的天才，他的身体无力地蜷缩在轮椅里，思想却在宇宙的最深处飞扬，穿越时间与空间，追寻宇宙的尽头，探索黑洞的隐秘这就是史蒂芬霍金，被称为“当今爱因斯坦”的思想家、物理学家。 没有哪一位科学家的著作能像时间简史那样成为发行量上千万，全世界平均每500个人就拥有一册的畅销书。在西方，没有读过时间简史甚至会被认为是没受过教育。,沉思这个世界的問題，才能指望获得解放。 一、生平、个性 二、杰出贡献 三、关注和平,重点：了解爱因斯坦的成长历程，简述他的主要科学成就：提出狭义相对论、广义相对论、光量子假说等。 感受爱因斯坦脚踏实地进行科学研究和勇于科学创新的精神。 难点：认识爱因斯坦对科学和社会发展的巨大推动作用，感悟其成长的人生启迪。,【本课学习目标】,他与牛顿是历史上最伟大的两位物理学家 爱因斯坦是天才吗？,一、生平、个性,（一）生平简历 1、阿尔伯特爱因斯坦（18791955） 1879年出生于德国小镇乌尔姆的一个犹太人家庭。 2、1895年到瑞士，1896年考人瑞士苏黎世联邦工业大学师范系理论物理专业学习，1900年毕业。 3、19021909年在瑞士伯尔尼专利局任技术员，创立狭义相对论。加入瑞士国籍。 4、1913年任柏林大学教授。1915年创立广义相对论。 5、1933年10月迁居美国，1940年加入美国国籍， 1955年逝世于美国普林斯顿。,爱因斯坦的青少年时代,1、1879年出生于德国的一个犹太人家庭，从小对几何学兴趣浓厚 2、中学时代：表现平平 3、大学时代：广泛阅读，培养了自学和独立思考的能力，对物理学兴趣与日俱增 4、大学毕业：成为瑞士伯尔尼专利局的一名技术员 5、划时代事件：利用业余时间研究物理学，获得革命性突破,小时候的爱因斯坦。你能看出天才的影子吗?,青年时期的爱因斯坦,十六岁的爱因斯坦,四岁的爱因斯坦,（二）个性特征 1、和牛顿一样，爱因斯坦年幼时也未显出智力超群，相反，到了四岁多还不会说话，家里人甚至担心他是个低能儿。爱因斯坦小时候头很大，形狀也奇怪；行为迟钝，他說話所用的 時間比起別的孩子要多得多。 2、孤独：他不愿和其他孩子在一起玩耍，总喜欢一个人玩，并且老是陷在沉思之中，如痴如呆。 3、成绩平平、自学能力强。在整个中小学时代常常被斥为“生性孤僻、智力迟钝”，“不守纪律、心不在焉、想入非非”。,爱因斯坦取得伟大的成就和他小时侯的学习态度是分不开的。,对科学和真理充满强烈的求知欲,爱读书、爱思考、爱提问、爱钻研,三岁时 陶醉于母亲的钢琴曲，表现出对音乐的早慧,四五岁时被袖珍罗盘迷住，转动着大眼睛寻求答案；,五岁时因为愿意慢慢独立思考，所以回答老师的提问反应迟钝,六岁时要求拉小提琴。,七岁时还没有学会说话。,十岁时已经是暴力专制制度的反对者。,十二岁时已能独立证明数学定理。,少年爱因斯坦,智力令人担忧 有特殊的音乐天赋 喜欢独立思考 有正义感 勤学好问 对科学情有独钟,2、在这些经历中，你对爱因斯坦的哪件经历印象最深？ 3、少年爱因斯坦是个怎样的人,无疑，与所有科学家都一样，愛因斯坦拥有惊人的智慧和对大自然的好奇心。在他五岁時一次生病，父亲送他一个指南針，他发觉指針无论如何只会向着同一个方向，令他开始探索大自然的奧秘。,六岁时他进入了国民学校，是一个十分沉静的孩子，喜欢玩一些需要耐心和坚韧的游戏，例如用纸片搭房子。1888年进入了中学后，学业也不突出，除了数学很好以外，其他功课都不怎么样，尤其是拉丁文和希腊文，他对古典语言毫无兴趣。,当时的德国学校必须接受宗教教育，开始时爱因斯坦非常认真，但当他读了通俗的科学书籍后，认识到宗教里有许多故事是不真实的。12岁时他放弃了对宗教的信仰，并对所有权威和社会环境中的信念产生了怀疑，并发展成一种自由的思想。爱因斯坦发现周围有一个巨大的自然世界，它离开人类独立存在，就象一个永恒的谜。他看到，许多他非常尊敬和钦佩的人在专心从事这项事业时，找到了内心的自由和安宁。于是，少年时代的爱因斯坦就选择了科学事业，希望掌握这个自然世界的奥秘，而一旦选择了这一道路，就坚持不懈地走了下去，从来没有后悔过。,早年被开除学籍,愛因斯坦比较孤独，不喜欢說話。学校的运动，他不會參予。他很讨厌上学，经常裝病缺席。在上课時，经常神遊四方，思考一切他喜欢的問題。后來，更因为上课与老师爭执，被开除学籍。,他甚至老師爭執，還被老師教訓說：“你(愛因斯坦) 的出席破壞了全班對我的尊敬。”最後因此而被開除學籍。 愛因斯坦之所以不喜歡上學，是因為他無法接受德國當 時那種混合了威權主義和百科全書式的填鴨教育。他後 來寫道：“現代教育事業道然沒有扼殺了研究的好奇心 ，真是一項奇蹟。因為這脆弱的小樹苗需要鼓勵和自由 。否則它將枯萎。主張規範和責任感能引發觀察和研究 樂趣的想法，真是大錯特錯。” “一隻再健康的馴獸如果不斷地用鞭子威脅牠，逼牠在 不餓時進食，牠也會喪失胃口。”,但是，他却沒有因不上学，而减少学习知识的机会。他喜欢阅读课外书籍，其中包括物理、化学、几何、数学，以致哲学。在十二三岁的時候，已经开始钻研大学要读的书籍。他经常和叔叔研究有关数学的理论。在当時，他的家人对愛因斯坦的智慧和消化力，感到吃惊。,中学毕业前夕，校方甚至断言他未来将“一事无成”，勒令他退了学。16岁那年，他以同等学历报考大学，尽管物理数学成绩很好，但由于需要死记硬背的科目考砸了锅，只得名落孙山。第二年进入大学后，他仍然不愿意强迫自己去适应那种被动的、刻板的、纯粹按部就班的学习生活，他擅自“刷掉了”很多课程，只以“极大的兴趣”去听某些课和在家里自学。,1、积极、自主地学习，对一个人的成长是十分有利的。,2、君子之学必好问。学习应该勤学好问、好独立思考。,3、人应该自信自尊自强，而不应该自卑自暴自弃。,爱因斯坦启示,1896年，爱因斯坦正式成为一个无国籍的人，并考进了联邦工业大学。大学期间，爱因斯坦迷上了物理学，一方面，他阅读了德国著名物理学家基尔霍夫、赫兹等人的著作，钻研了麦克斯韦的电磁理论和马赫的力学，并经常去理论物理学教授的家中请教。另一方面，他的大部分时间是去物理实验室去做实验，迷恋于直接观察和测量,在四年大学生活中，他仍然不是“好学生”：曾被数学教授称为“懒狗”，曾因做实验出事故受到处分，还曾被物理教授认为不适宜学物理而应当改行。大学毕业时几位同窗好友都留校当了助教，他却因得不到教授们的赏识而遭到了“毕业即失业”的命运。这种种亲身经历，使爱因斯坦对教育的总体印象一直不佳。正因为如此，成名后的爱因斯坦通过自身的体验和长期的观察，形成了一种与众不同的教育观点。 “知识是死的，而学校却要为活人服务。”这是爱因斯坦对于学校教育的基本看法。他反对把学校仅仅看做是传授知识的工具，更反对把学生“当作死的工具来对待”。他认为：“学校的目的始终应当是：青年人在离开学校时，是作为一个和谐的人，而不是作为一个专家。”,而所谓“和谐的人”，按照他的思路，就是既富有个性又有益于社会的人。爱因斯坦的上述基本教育思想，与我们所主张的尊重学生主体性、促进学生健康成长的素质教育思想是完全一致的。1905年，26岁的爱因斯坦尚未知名，小人物写出了大文章。年仅26岁的爱因斯坦，而且是一个瑞士专利局的职员，在大学里老师都不大看得起他，不愿意把他留下来做助教，他几次去请求，人家也不要他，他甚至于有几次几乎要失业了，几次在中学里面求职，最后在专利局里面找到一个职位，他每个星期要在专利局工作大概40多个小时。但尽管如此，这一年是他最辉煌的时期，因为他做出了二十世纪物理学史上最辉煌的几项贡献 。,爱因斯坦和量子理论的创始人普朗克,二、杰出贡献,1、光量子假说：爱因斯坦利用量子论成功地解释了光电效应出现的现象及光的本质，进一步推动了量子论的发展。 1921年因光电效应研究获诺贝尔物理学奖。,2、狭义相对论（1905年提出） 狭义相对论认为时间不是绝对的（即固定不变的）。爱因斯坦指出，随着物体（观察者所见到的）线性运动速度的加快，时间会变慢。使用同步原子钟已证实了这个结论的正确性，将一个钟表留在地面上，而携带另一个以很快速度移动（如在喷气式飞机上），随后进行比较，静止的钟表总比另一个稍微快一点。,爱因斯坦1905年提出的相对论，后来称作狭义相对论，以光速永不改变、相对性原则来推论，得到“时间”会因速度快慢而改变的结论。,相对论的例子：一卷录音带，如果在地面上播放需要一个小时；在快速飞行的宇宙飞船里播放，宇宙飞船里的人测定也是一个小时。但是由地面上的人员，来测定在宇宙飞船中播放的时间呢？根据牛顿的理论，因为时间是绝对的，所以也是一小时；但是爱因斯坦的理论则认为应该是一个多小时，因为时间是相对的，在不同速度下测量时间，长度是不一样的。,什么是狭义相对论？,相对论的意义：（1）是物理学思想的一次重大革命，否定了经典力学的绝对时空论，从本质上修正了由狭隘经验建立起来的时空观，深刻揭示了时间和空间的本质属性。（2）同时，它发展了牛顿力学，将牛顿力学概括在相对论力学之中，推动物理学发展到一个新的高度。,3、广义相对论（1915年提出）