《第4课 近代科学之父牛顿1.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第4课 近代科学之父牛顿1.docx（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、近代科学之父牛顿 桐庐中学 李晓【教学目标】1、通过绘制时间轴，使学生了解牛顿一生的主要科学成就；时间轴的设置一方面培养学生归纳概括和知识系统化的能力，另一方面，逐步培养学生的时空意识；2、通过一系列问题的探究，层层递进，使学生认识牛顿在社会发展中的作用；问题情境的设置，一方面培养学生的历史探究能力和思辨能力，另一方面，有利于培养学生借助史料，通过历史理解来完成对历史的解释，实现诸多学科素养的落实；3、通过牛顿及霍金、爱因斯坦科学精神的解读，感受科学家们的科学态度与勤奋的探索精神，感悟其成长的人生启迪；进一步培养学生树立为科学、为真理献身的精神，实现家国情怀素养的落地。【学情分析】高二文科班的
2、学生相较于高一学生而言，其历史意识有明显提高，但对历史的时代性、多元性等原则在理解和构建是还是存在一定的难度，在授课时要注意引导培养学生多视角、多层次、多类型地认识历史，培养学生的历史学习兴趣，提高学生的人文素养。【教学重点】1、牛顿的主要科学成就 2、牛顿所处的时代背景【教学难点】1、牛顿力学体系的形成在科学史上的重要地位和作用 2、牛顿体现的宗教与科学的矛盾体【情境导入】2018年3月14日，宇宙之王霍金去世。从这一热点切入，再以2011年霍金接受专访时被问及“您最愿意与哪位前辈相关联”这一问题时霍金的回答引出牛顿。“我出生在1942年1月8日，基本是牛顿出生的300年后，我在自娱自乐的时
3、候，会将自己的事业与他300年前的事业相比。他在有些方面走在牛顿前面但在其他几乎所有方面，牛顿都走在我前面。”设计意图：从时事热点出发，导入新课。既容易激发学生的学习兴趣，也能够拉进学生与历史的距离。教学环节一：上帝选择了牛顿从霍金出生的300年前推出牛顿的出生日期。英国儒略历1642年12月25日牛顿出生了，从圣诞节这个日子铺垫出牛顿的出生带有一定的宗教光环。引用牛顿墓志铭的一句话“上帝说要有光，于是有了牛顿”，引出第一个教学环节主题“上帝选择了牛顿”。并根据墓志铭的内容，引出第一个探究的问题。1、上帝为什么选择牛顿英国诗人蒲柏为牛顿写的墓志铭：Nature and natures laws
4、 lay hid in night;God said Let Newton be and all was light.通过对第一个问题以及墓志铭的解读，引出第二个探究问题。设计意图:通过对墓志铭的解读，激发起学生探究的欲望，在重整教材的基础上，激发学生的学习热情。2、牛顿如何让一切都成为光明？ 引导学生解读教材内容，整理出牛顿主要的科学贡献，并在数轴线上列出牛顿科学成就的重要时间节点和事件。设计意图:引导学生学会阅读教材、把握教材主干知识，提升学生文本阅读能力和提取有效信息的能力；同时以数轴线的形式呈现牛顿的主要科学成就，有利于学生形成历史知识的时序意识，巧妙的落实核心素养。牛顿完成了使世界光
5、明的历史使命后，为与第一问相呼应，引出第三个探究问题。3、牛顿是否也选择了上帝引用材料，引导学生思考牛顿在科学研究中出现的困境。宇宙是如何“动”起来的？世间万物，日月星辰，为什么会按照一定的规律运动？这“最初的一击”是从何而来的？“这一尽善尽美的包括太阳、行星的大系统，惟有出于全能的神之手” 自然哲学的数学原理通过材料的解读，得出牛顿晚年由一个科学家走向了神学家。牛顿最后选择了上帝，但是他促成的科学革命并没有善待上帝。引用以下材料。“虽然牛顿本人是虔诚的基督徒， 但他促成的科学革命却让上帝最终退场”。 通过材料的解读与探究，从而得出牛顿促成的科学革命冲击了神学的统治。于是，学生就会质疑为什么牛
6、顿会成为一个宗教与科学的矛盾体？ 牛顿生活在17世纪教权衰落、科学抬头的时代，牛顿在科学和宗教方面的表现是矛盾的。科学与宗教在牛顿身上这种融合，是当时社会的折射。通过材料的分析、探究，得出牛顿成为宗教和科学的矛盾体是当时社会的折射。设计意图:通过层层递进的设问，激发学生探究的欲望，有利于培养学生的探究历史和思辨的思维能力；同时，通过一段段的史料来帮助学生理解历史，有利于历史学科史料实证和历史解释素养能力的落实。教学环节二：科学呼唤着牛顿引用材料: 我们被放在这有如戏院的世界上，每个事件的起源和缘由却完全隐瞒不让我们知道， 我们被悬挂在永恒的疑惧之中” 英国著名的哲学家休谟1、当时的人们在认识世
7、界时处于怎样的状态？通过材料的解读与问题的探究，学生较容易得出当时处于被动、恐惧和混沌的状态，进而引出以哥白尼为首的科学革命的来临，意图突破这一混沌状态，但是他们都没有能够完成这次科学革命，直到牛顿的出现，才结束了这种状态。因此引出教学第二个环节：科学呼唤牛顿。并进一步引导学生探究第二个问题。设计意图：通过材料的解读与问题的探究，培养学生的探究问题的历史思维能力，并逐步落实史料实证这一核心素养。2、牛顿是如何结束这种状态的？通过对牛顿的科学巨著自然哲学的数学原理初略的解读，让学生明白此书主要讲述了牛顿的力学知识也包括数学、天文学等知识，进而引导学生得出牛顿所揭示的力学现象意在告诉世人一个道理：
8、自然界存在着规律，而且规律是能够被认识的。牛顿的发现，给人类带来从未有过的自信。曾经匍匐在上帝脚下的人类，终于大胆地抬起头来，开始用自己理性的眼光打量世界。在此认识之上，进而让学生感悟到牛顿的发现对当时人们认识世界的认识转变所作出的贡献。设计意图：此环节是理解牛顿成就的关键所在，以混沌的认知状态为背景来讲诉牛顿对自然科学领域的巨大贡献，尤其在力学领域，从而让学生更好地理解牛顿作为近代科学之父的结论所在，旨在落实历史解释这一核心素养。“他不仅作为某些关键性方法的发明者来说是杰出的，同时他还对于数学和物理学的详细证明方法有惊人的创造才能。由于这些理由，他应当受到我们最深挚的尊敬。” 1927年爱因
9、斯坦为纪念牛顿逝世200周年的文章通过这段材料的解读，学生很容易得出爱因斯坦对牛顿在科学的方法上的创造性的贡献。进而得出第三个问题。3、牛顿在研究方法上的创造性贡献是什么？ 这种分析方法用归纳法从中做出普遍结论，然后用演绎法推演出种种结论，再通过实验加以检验、解释和预测，这些预言的大部分都在后来得到证实。 自然哲学的数学原理通过这两段材料的解读，学生比较容易得出实验和归纳研究法，老师在此时可以和学生一起聊聊牛顿身上优秀的学习品质。设计意图：通过对牛顿科学的研究方法和牛顿身上优秀学习品质的分享，达到情感态度价值观的升华。教学环节三：时代成就了牛顿引用材料；1727年3月20日，牛顿去世。英国的知
10、识分子受到国家和社会的尊重，牛顿的葬礼如同“国葬”，整个社会在向一个科学家表达着由衷的敬意，这是一个国家对于科学家的态度，也是一个国家对于科学的态度。而法国的笛卡尔却孤寂的死去通过对上述历史事实的讲述，让学生感受英法两国对科学的不同态度，从而引出第三个教学环节：时代成就了牛顿。并结合材料设置第一个探究问题1、牛顿生活在一个怎样的时代？在牛顿重要事件节点的数轴线上，对应的设置当时英国在政治、经济和思想文化领域的重要历史事件，引导学生从政治、经济、思想文化三个方面分析出当时处于重要的社会转型时期，资本主义经济迅速发展。而牛顿正好处于这样的一个历史时期。设计意图：通过同一数轴线上的形式呈现牛顿的成就
11、和英国重大社会转型的时间，有利于帮助学生从宏观层面构建时空隧道，有利于较好的落实时空观念的核心素养。顺着第一问的时代背景的分析，进而很顺利的引导出第二个问题。2、时代为何需要牛顿这样的人才？引用材料：这些哲人受万有引力定律的影响很大，相信存在着不仅象牛顿所证实的那样控制物质世界、也控制人类社会的自然法则。按照这一设想，他们开始将理性应用于所有领域。 所有的人、所有的制度、所有的传统受到理性的检验。 斯塔夫里阿诺斯全球通史 根据材料思考：“这些哲人”是为什么要借用万有引力定律？ 通过该问题的探究，引导学生分析出牛顿的理性主义可以成为启蒙思想家反对旧思想的武器，有利于推动启蒙运动的发展。引用材料：
12、为了对旧式蒸汽机进行脱胎换骨的改造，瓦特曾钻研过力学、数学、化学，做过系统的实验并仔细计算过气缸的热效能。为什么瓦特会使用这种以前的工匠们根本不会想到的方式来进行发明创造？通过该材料的解读与探究，引导学生分析牛顿的科学成就为工业革命提供了理论基础。在此处，教师设置一个观点辨析环节：牛顿和工业革命无关。通过回忆必修二工业革命的相关知识，从工业革命得益于科学经验而非科学认识的角度对上述观点进行阐述。设计意图：此环节的设置，一方面通过问题的探究和材料的解读，培养学生探究历史问题的能力，学会从时空角度去思考历史问题，培养学生的史料实证素养、历史解释和时空素养。通过牛顿的科学贡献是否对工业革命有贡献这一问题的辨析，培养学生的历史思辨能力。【结语】情感升华在此环节，再次将牛顿与霍金联系起来，霍金愿意与牛顿产生关联，除了牛顿对物理学的巨大贡献外，还与生活命运有关。最后，将牛顿、爱因斯坦、霍金放在一块，共同感受他们的科学精神，感受他们对真理不懈追求的精神。设计意图：此环节的设置，意在达到情感上的共鸣，意在落实家国情怀素养的落实。【课后探究】明清时期是一个重要的社会转型期，科技领域的表现充分证明了这一结论。但遗憾的是未催生近代科技。在同时期出生的牛顿在对欧洲科技继承与发展的基础上推动了近代自然科学的产生，被誉为“近代自然科学之父”。试比较分析相同时期近代科技在中国和欧洲出现不同结局的原因。
