高二历史杰出的中外科学家

1 / 21高二历史杰出的中外科学家专题六杰出的中外科学家专题教学总体设计思路本专题叙述了中外科学家李时珍、詹天佑、李四光、牛顿、爱因斯坦的主要事迹，分两课时授课。第一课时介绍了分别处于中国古代、近代、现代的三位科学家李时珍、詹天佑、李四光。在中国古代科学技术发展进程中，涌现出一大批在世界科学技术史中占有重要地位的科学家和发明家，如由多人著成、世界公认的古典数学名著九章算术 ，北魏末年写成齐民要术的贾思勰，在圆周率计算方面居世界领先地位的祖冲之，明代写成农政全书的徐光启等，他们的共同特点是，自成体系，成果先进，应用性强。李时珍在批判地继承了 16 世纪以前我国医药学成果的基础上，经过广泛调查研究和亲身实践，完成了被誉为“东方医药巨典”的医药学巨著本草纲目 。但纵观我国古代绵长的历史，领先世界的是实用型技术而非科学，而技术只有发展到科学的高度，用科学指导和改进技术，才能产生质的飞跃，从而推动社会生产力的迅猛发展。明朝以后，中国的科学技术已慢慢落后于西方。当时的西方，已出现了一系列新的变化：资产阶级思想和资本主义制度由萌芽走向壮大，新旧两种思想和两种制度的斗争空前惨烈，其中就包2 / 21括以科学的力量来反对宗教的愚昧、落后与反动。近代自然科学正是在这场殊死的斗争中为自己争得了独立的地位，揭开了近代自然科学冲破宗教与封建的藩篱、确立近代科学技术体系的帷幕。而在中国，在腐朽没落的清王朝统治和列强的侵略欺凌下，中国的科学技术已远远落后于西方工业国家。在这种历史背景中，铁路工程专家詹天佑主持完成京张铁路的建设，成为震惊中外的伟大工程，它振奋了民族精神，推动了中国铁路事业的发展从中也可以看出科学家的坚毅性格、创新精神和爱国精神。新中国成立后，百废待兴，许多科学家放弃国外的优越生活，怀着报国之心，毅然回国，参与到新中国的建设中来，做出了巨大的贡献，地质学家李四光便是杰出的代表。他创立地质力学，打破中国“贫油”之说，并致力于地震地质的研究，为实现地震预报探明了方向。第二课时介绍了分别处于西方近代、现代的两位大科学家牛顿和爱因斯坦。在近代，西方的科学技术发展逐渐居于世界领先地位，大批的科学家和科研成果推动着世界进入翻天覆地的变化时期。作为近代世界科学界的卓越代表，牛顿创立了经典力学，解开了物质运动的本质，发现了宇宙定律。作为历史上继牛顿之后最伟大的科学家，爱因斯坦提出了狭义相对论和广义相对论，追寻着空间与时间的本质，开辟了物3 / 21理学的新纪元。这充分体现了科学发展永无止境。科技改变了世界，科技的每一次大变革都促成了人类社会的一次飞跃，科技推动着人类从古代走向了现代。科技是由科学家创造的，一代代的科学家都敢于怀疑，勇于探索，痴迷于科学研究，在批判和继承前人基础上的不断创新，在科学事业上的劈荆斩棘和艰辛努力，推动着人类社会不断向前。人类社会在三次科技革命的推动下，已经并正在得到不断的发展和进步。18 世纪 60 年代，以大机器生产和广泛应用蒸汽动力为标志的第一次工业革命首先在英国发生和完成。蒸汽动力技术代表着这一时期技术发展的方向，它的发展推动和促进了其他技术的发展，并导致社会生产力在世界范围内的变革。19 世纪 60 年代，随着新能源的发现和应用，新机器、新材料、新工艺的发明与推广，新工业部门的建立与发展，新运输手段的发明与使用，远距离传递信息的新方法和新设备的出现等，标志着人类历史上的第二次科技革命开始了。它牵引着人类社会从蒸汽时代跨入电气时代。人类社会开始大踏步地跨进现代文明的大门。20 世纪 40 年代末，以核能、电子计算机和空间技术为主要标志的第三次科技革命，首先从美国兴起，随后扩大到西欧、日本等一系列国家。苏联等社会主义国家在核能、4 / 21空间技术、新型材料等领域也取得重大进展，其成果共同构成了第三次科技革命的主要内容。第三次科技革命实现了科学技术和社会生产力的巨大飞跃，使科学技术跃居为社会第一生产力。科学技术的进步推动了经济的发展与社会的进步，促进着生产方式、生活方式、思维方式的变革，推进了经济的繁荣与生活质量的提高，使得科技作为第一生产力的作用被普遍的认识。另一方面，经济社会的不断发展又为科学技术的发展提供了动力和源泉。它们的互相促进构成了推进人类社会不断向前的双翼。在教学过程中，运用中外比较的方法展开探究是一个很好的学习方法。如比较中外科学家所处的时代特点及其科学研究特点，可以较好地了解中国与外国科学发展的各自特点，更清楚地感受中国近现代科学家开展研究工作的动力及其科学品质；将牛顿与爱因斯坦对科学发展的贡献进行对比，可以发现世界科学发展的重大转折，深切感受科学改变世界的力量。中国科技之光内容标准了解李时珍、詹天佑、李四光等科学家的主要事迹，认识他们对社会发展所做的贡献。教学目标5 / 21一、知识与能力了解李时珍的成长历程及其用全部心血著成的本草纲目在医药学上的重要地位。了解詹天佑的成长历程，认识他主持完成的京张铁路工程对振奋民族精神的重要作用。了解李四光的成长历程及其主要贡献，探讨中国科学家的高尚品质及其在振兴国家的历程中所发挥的重要影响。通过探讨科学家与时代、民族、国家发展之间的关系，培养学生运用历史唯物主义的观点来看待和评价科学技术在历史上的重要影响。二、过程与方法学会利用多种手段自主收集资料，学会分析、整合材料并提取有效信息，探讨科学与社会发展之间的辩证关系。运用比较研究的方法，结合高中相关学科内容的学习，比较和分析詹天佑、李四光在科学精神、创新意识方面的异同点。三、情感、态度与价值观通过对李时珍、詹天佑、李四光主要事迹和贡献的学习，认识到怀疑和探索精神的可贵，认识到个人要有所成就，必须性格坚毅，不断创新，要学习科学家的科学精神和爱国精神，崇尚科学精神，坚定求真、求实和创新的科学态度。6 / 21通过学习科学与社会发展之间的关系，认识到科技虽然是独立的领域，但它与其他社会领域有很强的关联，认识到科学和社会发展之间的辩证关系，牢固树立科学技术是第一生产力的思想，努力营造适合科学发展的社会环境。教学重点：李时珍、詹天佑、李四光的主要科技成就。教学难点：认识和理解詹天佑、李四光科技创新的时代意义。李时珍本草纲目本目讲述了四个问题：一是李时珍所处的时代背景；二是李时珍的主要事迹；三是本草纲目的地位；四是李时珍是医药学的集大成者，也是传统医学的继承者。李时珍所处的时代背景介绍李时珍所处的时代背景，就不能不提到中外科学发展的异同。因为，李时珍所处的时代正是西方社会结构和科学技术开始发生巨大变动的前夜。（1）从 15 世纪开始，中国科学技术的领先地位逐步丧失，西方以崭新的近代科学技术体系处于世界领先地位。这个时期，中国在自然科学领域所取得的成就，大多属于应用科学。 本草纲目的编纂宗旨是为了“辨天下物品之情味，合世人疾病之解宜” ，即是为了解决应用的问题。而此时，西方的自然科学则主要是朝着理论研究的方向发展。7 / 21科学家探索自然奥秘的直接目的，不在于能否在实际中得到应用，而在于研究自然万物发生、发展的原因及其规律。（2）就科学研究的方法而言，在西方，科学家所使用的方法大多是观察、实验、数学演算和逻辑推理，为了这些方法的有效应用，他们还发明了一系列的实验仪器。正是这些理论的发现、方法的应用和实验仪器的发明，使近代自然科学在本质上有别于古代的自然科学。而当时中国的科学研究方法，主要是受儒学思想的影响，崇尚抽象的思辨，忽视逻辑推理和科学实验，没有使用数学和符号系统进行论证的传统，因而往往缺乏精确的定量分析，而综合分析也往往陷入空泛的思辨之中。这就很难形成严密的科学体系。（3）在中国长期的封建社会里，自给自足的自然经济一直占主导地位。自然经济是一种相对分散的、狭隘的、封闭的、保守的经济形式，这种经济形式，既不能为自然科学的发展提供雄厚的物质基础和先进的研究手段，也不能产生发展科学技术的迫切要求。在中国漫长的封建社会中，相对安定统一的社会环境本是一种有利于科学技术发展的重要因素，但在严密的封建专制统治下，专制和独裁扼杀了人性，窒息了人的创造性和思维的活跃性。在这种社会政治制度下，难以形成活跃的学术氛围和激发人对自然探8 / 21索的强烈兴趣。严酷的政治现实使科学失去内在的活力，是这个时期中国科学技术滞后的重要社会因素。（4）中国历代封建统治者，为了维护专制统治，都毫无例外地实行了文化专制主义政策。其主要内容表现为三个方面：一是对知识分子的诱逼与迫害；二是对不利于封建专制统治的所谓“异端思想”的封杀；三是实行所谓思想的大一统。 “学而优则仕”和荒唐的文字狱是历代封建统治者惯用的手段：“罢黜百家，独尊儒术”在思想领域绞杀“异端” 。儒家思想宣扬的是为统治阶级服务的封建伦理道德，注重的是人自身的修养。进入近代西方注重的是人的权利与自由，这种权利与自由来自于对自然、宇宙的探究及对社会发展规律的认识，因此，西方资产阶级启蒙思想家提出了“天赋人权” 、 “自由平等”的观念，引导人们将目光投向自然和广阔的社会，成为激发探究愿望的推动力，而这种推动力无疑造就了大批献身科学的科学家。（5）与上述状况相对应的是当时中国教育制度的落后。这种落后性表现在：教育目的的奴性化，即为培养效忠于皇帝的臣民而进行的教育；教育内容的陈腐化和单一化，即以封建文化的集大成者儒学为教学的主要内容，而不涉及任何生产和自然科学知识；教育方式上的私人化，即以私塾这种私人教育行为代替社会和国家的教育行为，这样不利于教育的规范化和规模化，教育评价体系上的官本位9 / 21化，即以八股取土来评价教育效果的优劣。15 世纪以后，当西欧在教育领域发生翻天覆地的变化时，中国这种落后的教育制度就不仅仅是不适应近代科学技术发展的问题，而是成为维护旧制度、压制人才成长的主要工具和手段。而 12 至 13 世纪以后的西欧，教育在一些先进地区开始走出宫廷和教会的狭小空间，实现了教育的世俗化和教学内容的实用化，各级各类学校和大学相继建立，并普遍开设了自然科学方面的讲座，培养了大量有知识的工商业者、医生、技师、航海家和各种专家学者，他们在日后欧洲科学技术的发展中扮演了主角。李时珍所处时代特征：日薄西山，封建统治走向衰落（相对西方历史潮流而言）1、政治上：君主专制发展到高峰，表明正常的统治措施已难以维持统治，封建制度日益腐朽；2、经济上：商品经济空前活跃，资本主义萌芽产生和发展，代表了新的生产力；3、对外关系上：实施海禁政策，闭关锁国。4、文化上：儒家思想开始活跃（李贽）一、李时珍的人生之路（了解）1.出身名医世家，从小酷爱医学2.三次乡试落榜，坚定从医之路3.宫廷御医之便，饱识医术药材10 / 214.深鉴本草遗误，辞官回乡重修春秋努力，编成本草纲目二、中国的百科全书本草纲目“本草纲目”之意本草：有关中药方面的学问；纲目：药物分类体系1、编写的原因：纠正历代药物学著作存在缺陷（1)药材名称混乱（2)一些药材虽有毒性,但长期被认为可以服用,害人不浅。2、编写过程：十年阅读鉴别（读万卷书） ；亲自采药考察（行万里路） ；深入民间请教；亲自栽培药物思考 1:你从李时珍编撰本草纲目过程中能学到哪些高贵品质？救死扶伤的医德；不盲从古训；刻苦钻研的坚强意志；广泛实地考察的科学方法；亲尝曼佗罗的不怕危险的精神；不耻下问的谦虚态度；27 年坚韧毅力。3、内容特点：药物内容丰富：数量多；增加新品种；配有插图药物分类先进：首创按药物自然属性逐级分类的纲目11 / 21体系；纠正前人很多错误；涉猎多种学科；文学色彩浓厚4、影响及地位：本草纲目集中国古代医药学之大成，是“中国古代百科全书” ，被誉为“东方医药巨典” 。它系统地总结了中国 16 世纪以前医药学的经验和成就，大大丰富了中国的药物品种，是中国古代医药学、植物学的宝贵遗产，对中国乃至世界医药学的发展都起到了重大的推动作用。“东方医学的巨典”：集大成之作，被译成多种文字；达尔文称之为“中国的百科全书”其科学性、文学性、实用性，在我国及世界广泛流传思考 2：为何李时珍能编写成本草纲目并成为杰出的科学家？前人奠定的基础明朝相对稳定的社会环境个人坚持不懈的努力有利的客观条件（兴趣志向、仕途受挫）三、评价李时珍李时珍是中国古代卓越的医药学家，世称“医中之圣” ，被奉为世界文化名人。 本草纲目集中国古代医药学之大12 / 21成，是“中国古代百科全书” ，被誉为“东方医药巨典” ，名扬海内外。李时珍编撰本草纲目 ，开创药物分析新体系，被称为“中国的百科全书” ，其伟大的医学成就，成为对人类最有贡献的科学家之一。李时珍所体现的矢志不渝、执著坚定的信念，科学严谨、求真务实的态度，不畏艰险、勇于创新的献身精神也将永远绽放光芒。【小试牛刀】1、英国留学生卡尔到中国来学习中医，他想先全面学习中医典籍但时间很紧迫，你会优先向他推荐（）A.唐本草B.黄帝内经c.本草纲目D.神农本草经2、李时珍编写本草纲目的目的是为了（）A.帮助父亲更好地行医 B.名扬天下 c.纠正过去医书的错误 D.入朝为官3、下列属于李时珍编写本草纲目的客观条件的是（）A.相对稳定的社会环境 B.执著坚定的信念c.勇于探索和创新的献身精神 D.个人的兴趣爱好4、 本草纲目运用了先进的药物分类法，其首创的逐级分类的依据是（）13 / 21A.药物的名称 B.药物的产地 c.药物的价格高低 D.药物的自然属性5、称本草纲目为“中国古代的百科全书”主要是因为它（）A.涉及的学科领域广 B.记载的药物种类 c.分类方法先进D.对世界影响巨大6、李时珍有哪些优秀的品质值得学习?（）救死扶伤的医德刻苦钻研的坚强意志勇于牺牲的精神不耻下问的谦虚ABcD7、下列关于本草纲目的评价有误的是（）A.东方医学的巨典 B.中国古代的百科全书c.流传广远泽被东西 D.一部学文学者必读之书8、下列对李时珍的表述不正确的是（）A.对人类最有贡献的科学家之一 B.医中之圣c.被奉为世界文化名人 D.东方医药巨典9、关于本草纲目下列说法正确的是（）A.是我国最早的药物学巨著 B.首创按药物自然属性逐级分类的纲目体系c.奠定了我国医疗学的基础 D.是我国最早、最全的药方全集10、明朝和西欧文艺复兴时期的科学技术都取得辉煌的14 / 21成就，这些成就的共同指出是（）A.反映了尊重自然、探索自然的精神 B.侧重于理论探索c.局限于生产、生活层面的探索 D.提倡实验科学詹天佑与京张铁路这一目主要了解京张铁路修建的时代意义，理解詹天佑的民族情操和爱国精神。一、詹天佑的地位二、艰难的求学历程1、善于探究的少年时代2、留学美国（1）背景：清政府内忧外患，为自强求富以维护清朝统治，开展洋务运动；（2）目的：培养洋务人才(为了培养科技、法律和翻译人才)（维护清朝统治）（3）过程：18711881 幼童留学，这是中国近代留学运动的开端。1872 年，詹天佑赴美留学考入美国康涅狄格洲的西海纹海滨学校、丘屋高级中学1878 年，考入耶鲁大学雪菲尔理工学院土木工程系铁路工程科1881 年，回国。（4）结果：中途夭折。（5）夭折原因：中西方社会性质不同，培养人才的目的15 / 21不同。 （封建奴才国家主人）三、曲折的报效祖国之路1、留学海外归来2、勇于承担重任-修筑京张铁路1）背景：帝国主义对中国铁路路权争夺激烈；清政府认识到铁路重要性，决定修建京张铁路2）面临困难：A、帝国主义阻挠、嘲笑；B、清政府拨款有限，时间紧迫；c、工程自身难度较大；3）如何克服：A、选线问题：“关沟线” ；B、发明“詹天佑钩”c、发明双头列车D、设计“人”字形路线；E、采用直井施工法；F、用风扇机、手拉风箱解决通风问题4）结果：1907 年，京张铁路提前全线通车5）意义：A、中国人自行筹款、勘测、设计并施工的第一条铁路，是中国铁路史上的里程碑。B、外国工程师称为“不可能的奇迹” ，周恩来誉为“中国人的光荣” ；c、是詹天佑个人事业的杰出成就，也是中国近代交通事16 / 21业杰出成就。三、为铁路事业鞠躬尽瘁1、投身铁路建设事业：张绥、川汉、粤汉等铁路；2、积极投身保路运动；原因：1911 年，清政府宣布“铁路国有”实质是出卖铁路主权3、为民国政府造路；4、力争中东铁路路权四、评价詹天佑1、詹天佑早年留洋刻苦求学，中年建成中国第一条铁路京张铁路，晚年维护中国铁路路权，依然为铁路事业鞠躬尽瘁，一生都奉献给了铁路建设事业，无愧于“中国铁路之父”的称号。2、詹天佑是我国近代科学与工程技术史上的先驱，推动中国近代交通事业的发展，也是我国近代史上杰出的爱国知识分子，我们能从他的身上汲取丰富的精神财富：热爱祖国、不畏艰险、勇于创新詹天佑修建京张铁路的时代背景中国封建社会自给自足的自然经济形态、封建专制主义中央集权制、专制的文化政策和落后的教育制度成为中国近代科学落后于西方的重要原因。清朝“闭关锁国”的政策导致国人闭目塞听，不了解世界，不了解西方，当17 / 21西方正经历着工业革命时，中国仍然在推行“重农抑商”政策，资本主义萌芽如蜗牛般缓慢爬行，使中国科学技术发展更加滞后。鸦片战争后，中国屡遭外来侵略，民族矛盾和阶级矛盾交替上升，统治者无暇顾及科技的发展。进入帝国主义阶段的英美日等主要资本主义国家，以资本输出为主，抢夺在中国的矿权和路权。1905 年，清政府决定兴建北京到张家口的铁路。英俄都想插手，由于中国人民的强烈反对，他们的企图没能得逞。英俄使者便威胁说，如果京张铁路由中国工程师自己建造，那么修建的一切问题都与英俄两国无关。他们以为这么一来，中国便无法建造这条铁路。詹天佑的历史功绩在这样的时代背景下，詹天佑成功地完成了京张铁路的修建。作为中国第一批官办留学生的一员，詹天佑 17 岁考入美国耶鲁大学土木工程系，专攻铁路工程。通过四年的刻苦学习，他以突出的成绩在毕业考试中名列第一名，并以厚实的功底，立志奉献于祖国的铁路事业。在修筑京张铁路的过程中，詹天佑创造性地克服了技术难题，在三个关键问题上做出了突出贡献。第一个是选线问题，第二个是发明了“詹天佑钩” ，第三个是发明了双头列车。京张铁路是中国第条不借助外国修建的铁路，它的成功建成，大长了中国人的志气，给藐视中国的列强以猛18 / 21烈的回击，詹天佑也因此名扬中外。詹天佑在国事日蹙的背景下，能够创造性地完成京张铁路的修建，这也体现了时代与科学家的辩证关系，即时代可以造就科学家，科学家也能改造时代。李四光与地质力学这一目主要介绍李四光创设的地质力学理论及根据理论研究成果指导新中国的石油勘探事业方面的事迹，认识他的爱国情操和创新精神。一、李四光的地位二、海外留学，报效祖国1、留学日本：学习造船1910 年回国，赐“工科进士”；2、留学英国：学习采矿、地质1920 年回国，从事科研与培养人才（北大教授）3、赴英深造（对国民政府不满）1950 年回国，为祖国科学事业作伟大贡献三、为祖国经