专题六：杰出的科学家

第六单元杰出的科学家 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变革 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 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 李四光是蒙古族人 姓 库 家谱上写的是 库里家族 由于家境贫寒 其祖父从蒙古地区讨饭流落至湖北黄冈 李四光原名李仲揆 1889年在黄冈出生 1902年他14岁 在填报武昌高等小学表格时 慌张中把十四写在了姓名栏里 按规定不得涂改 再要表格需花钱 为了省钱 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 一 生平简介 1904年留学日本 在大阪高等工业学校学习造船 期间接受革命思想 加入同盟会 立 李四光为什么选择学习造船 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 1910年回国 清政府赐以 工科进士 1912年袁世凯上台 辞官留学英国伯明翰大学 先学习采矿 后学习地质 获得硕士学位 李四光为什么改学地质 科学救国 1920 1928年受聘北大 回国担任地质教授 培养地质人才 1928年任南京中央研究院地质研究所所长 中国地质学会会长 1931年 获英国伯明翰大学博士学位 1947年 挪威奥斯陆大学授予他哲学博士学位 1948年 入选中央研究院院士 同年出席伦敦第18届国际地质学会 1950年第三次回国 1950年 当选中国科技协会主席 1951年 当选世界科协副主席 1952年 担任中国首任地质部部长 1958年 被选为苏联科学院院士 1971年 在北京逝世 一 创立地质力学 1 地质力学 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 这一名词 1948年伦敦第18届国际地质学会报告 新华夏海的起源 地质力学 从此被正式载入史册 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 理论研究和实践经验总结 地质力学的代表作 二 主要成就 二 运用地质力学的原理 指导石油和其他矿产资源的开采以及地震预报 李四光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 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 李四光根据地质力学的原理 分析了我国东部地区地质构造特点后认为 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 也为国家经济建设提供了能源保障 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 等方面取得了重大成果 三 确定第四纪冰川的存在 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厚 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 并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 巨大意义 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 李四光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 四 古生物学研究成就 创立蜓科化石鉴定的10条标准 意义 提高了鉴定的科学性和准确性 被国内外古生物学家普遍采用 三 李四光的精神 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 学术地位 他把一生都献给科学事业 献给祖国和人民 他身上凝聚着强烈的爱国热情和民族自尊心 自信心 以杰出的成就为中国科学工作者树立了光辉的榜样 在中国科学发展史上具有不可替代的位置 我国杰出的地质学家 地质力学的创建者和新中国地质事业的开拓者和奠基人 总体评价 人格魅力 思考讨论 为什么说李四光是中国科学家的一面旗帜 四 评价 李四光是中国科学家的一面旗帜 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 中国地质力学的奠基人李四光 生平简介 主要成就 精神 评价 创立地质力学 运用地质力学的原理 指导石油和其他矿产资源的开采以及地震预报 确定第四纪冰川的存在 创立蜓科化石鉴定的10条标准 近代科学之父牛顿 生平简介 童年时代 中学时代 大学生活 科学成就 主要表现 取得原因 总体评价 1 童年时代的牛頓 1643年1月4日诞生于英格兰北部小镇乌尔斯索普一个自耕农家庭 牛顿是遗腹子 父親在出生前病逝 又是早产儿 先天营养不足 衰弱多病 出生时体重只有3磅 差点夭折 3岁母亲改嫁 由外婆抚养長大 个性孤僻 内向 害羞 小学成绩不佳 常受同学嘲笑 欺負 一 生平简介 2 中学时代的牛頓 个性内敛 喜愛閱讀 受到同学嘲笑的刺激而发憤向上 成绩优秀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 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 当时 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 3 大学时代的牛顿 卢卡斯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 1664年 牛顿成为奖学金获得者 被选为巴罗的助手 1665年剑桥大学评议会通过了授予牛顿大学学士学位的决定 1665 1666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 1665 1666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 1669年牛顿由巴罗推荐 任剑桥大学教授 接替巴罗担任了卢卡斯讲座的第二代教授职务 这时 牛顿年仅27岁 1672年 牛顿被推选为英国皇家学会会员 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 直至去世 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 1 数学 2 光学 3 天文学 4 力学 提出二项式定理和微积分的初步算法 二 科学成就 牛顿获得巨大成就的原因 1 吸收前人的研究成果 2 勤奋探索的科学精神 3 虚怀若谷 谦虚好学精神 4 甘于寂寞 献身科学的精神 5 科学的研究方法 归纳 演绎法 6 有利的社会环境 英国资本主义的发展 文艺复兴运动 启蒙运动的洗礼 牛顿获得如此巨大的成就 是偶然的吗 为什么 牛顿是英国物理学家 数学家和天文学家 是经典物理学理论体系的建立者 是近代科学之父 他在光学 数学 天文学研究方面都做出了划时代发明和发现 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 三 总体评价 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 怎样理解牛顿是 近代科学之父 生平简介杰出贡献和谐发展 创立相对论 狭义相对论 广义相对论 创立 时间 1905年 标志 论物体的电动力学 的发表 意义 基本原理 相对性原理 光速不变原理 创立 时间 1916年 标志 意义 基本原理 等效原理 广义相对性原理 提出光量子假说 1905年 在宇宙学和统一场论等物理学领域也取得了重大科研成果 成功地解释了经典物理学无法解释的光电效应出现的现象及光的本质 推动了量子力学的发展 广义相对论的基础 的发表 爱因斯坦 近代物理学发展过程中的主要成就及意义 自由落体定律 匀速运动 匀加速运动 用自制的望远镜证明了哥白尼的 日心说 为经典力学的建立奠定基础 证明哥白尼的 日心说 的正确性 自然哲学的数学原理 物体运动三大定律和万有引力定律 运动三定律是近代物理学的重要支柱 相对论 狭义 广义 量子理论 爱因斯坦 德 近代物理学理论框架的重大突破 继承和发展了牛顿力学构成现代物理学的基本理论框架 经典力学是近代自然科学理论体系中最先成熟和完善的核心理论体系 1 正确的科研和学习方法 独立思考是科学创新的首要条件 是科学思维的必备品质 重视实践调查 考察研究 李四光 归纳总结 牛顿 理论分析 爱因斯坦 科学实验 科学实践与理论研究相结合 是科学家基本的方法 坚持不懈 勤奋探索 杰出科学家共同之处 2 挑战权威的创新精神 如李四光两次否定 洋神话 而牛顿之前许多科学家如胡克 哈雷 惠更斯等人的科学研究已经很接近万有引力规律 但是 他们由于囿于传统观念 离真正的科学发现仍隔着一层关键的 窗户纸 牛顿则在 巨人的肩上 大胆创新 做出了辉煌的科学发现 爱因斯坦则大胆否定了牛顿的绝对时空观念 创立了相对论 阿尔伯特 爱因斯坦生平简历1879年出生于德国小镇乌尔姆的一个犹太人家庭 从小善于思考 中小学时代 表现平平 因爱提问在中学还没毕业就被赶出校门 1895年到瑞士 1896年考入瑞士苏黎士联邦工业大学师范系学习 主修物理和数学 1900年毕业 大学时代 广泛阅读 对物理学兴趣与日俱增 为从事理论物理学研究打下基础 1902 1909年在瑞士伯尔尼专利局任技术员 于1905年创立狭义相对论 加入瑞士国籍 1913年任柏林大学教授 1916年创立广义相对论 1921年因光电效应研究而获得诺贝尔物理学奖 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 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 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 和谐发展 一战爆发时 爱因斯坦在一份仅有4人参加的反战宣言上签字 一战后 四处奔走 积极致力于恢复各国人民的相互谅解 20世纪30年代 当战争的阴影再次在德国呈现时 开始呼吁各国人民为和平而斗争 二战后 致力于防止核战争 狭义相对论创立的意义 广义相对论创立的意义 改变了牛顿力学的时空观念 揭露了物质和能量的相当性 为原子能的利用奠定了理论基础 是近代物理学领域的一次伟大革命 改变了人们对宇宙的认识 推动了天体和宇宙演化的观察研究及理论探讨的开展 1 1666年 牛顿在家休假期间 自制折射望远镜和三棱镜 用来进行了著名的色散试验 一束太阳光通过三棱镜后 分解成七种颜色的光谱带 牛顿再用一块带狭缝的挡板把其他颜色的光挡住 只让一种颜色的光在通过第二个三棱镜 结果出来的只是同样颜色的光 这样 他就发现了白光是由七种不同颜色的光组成的 牛顿为了验证白光是由七色光组成的这一发现 设法把几种不同的单色光合成白光 并且计算出不同颜色光的折射率 精确地说明了色散现象 揭开了物质的颜色之谜 原来物质的色彩是不同颜色的光在物体上有不同的反射率和折射率造成的 而不在物体自身上 这就是著名的物体颜色形成原理 牛顿的实验与结论奠定了光谱学的基础 2 1672年在 关于光和色的新理论 论文中提出了光的本质是微粒学说 统领西方物理学界近两个世纪 与荷兰物理学家惠更斯的 波动说 构成了关于光的两大基