第一节 自然科学高中历史教案

第一节 自然科学

重点：牛顿力学体系的建立；电磁学的成就；达尔文的生物进化论
难点：解析几何学和微积分学的创立；爱因斯坦的相对论
教学过程：
　　导入 ：17—20世纪初是人类历史发展的一个重要时期，无论是西方国家，还是东方国家，大多走上了近代化道路。人类的进步离不开科学的推动，依赖科学技术的新发现。
一、近代数学的建立
　　学生阅读教材中关于近代数学的建立部分，回答：解析几何和微积分是由谁创立的？有什么意义？
　　教师在学生回答的基础上总结。
二、牛顿力学体系的建立
（电脑演示牛顿画像）
　　学生介绍牛顿的生平，教师进行补充。引导学生思考：牛顿力学体系创立后，如何证明其预见性、科学性呢？
　　以哈雷彗星、海王星、冥王星的发现来说明此问题。用英国诗人波谱评价牛顿的话：自然和自然的规律，隐藏在黑夜里。上帝说：“让牛顿出生吧！”于是，一切都光明了。以及法国著名哲学家伏尔泰目睹牛顿的葬礼后说的话：“他是像一位深受自己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。”评价牛顿的历史功绩。
三、电磁学的成就
　　简要介绍电磁学的发展，引导学生思考，法拉第的研究对生产有什么实际作用？在学生回答的基础上，教师总结。
四、化学的进步
　　由学生或教师简要介绍波义耳、拉瓦锡、道尔顿、阿伏加德罗和门捷列夫的成就。
五、生物学的巨大进步
　　学生阅读教材中有关哈维的资料，根据所学知识，思考促进科学发展的因素有哪些？引导学生从社会条件和科学家个人的努力两方面来考虑。
介绍并评价细胞学说的建立和德国生物学家施莱登、施旺。在学生介绍达尔文与进化论的基础上，教师进行补充。并提问：进化论的思想核心是什么？进化论的创立又有什么意义呢？
六、物理学的新时代
　　引导学生阅读课文，并思考：物理学的新时代，“新”在何处？体现在哪些方面？
　　在讲述爱因斯坦的相对论时，教师简要介绍相对论。
　　狭义相对论的基本思想：第一，否定了牛顿的绝对空间和绝对时间观念，认为时间、空间与物质运动不是各自孤立存在的，时间、空间随着物质的运动而发生变化，物质的质量也随着运动速度的增加而增加，它们之间是辩证的统一。第二，根据狭义相对论的原理，认为质量和能量是可以互相转换的，并推导出质能关系式E=mc2, 即物体的能量等于质量与光速平方的乘积，揭示了原子内部所蕴藏的巨大能量，为原子能的利用奠定了理论基础。广义相对论是1915年创立的，指出万有引力是由物质的存在与分布，使时间与空间的性质不均匀而引起。相对论的提出是物理学思想的一场重大革命，同时在哲学上也有重要意义，再次证明了物质第一性的观点。引导学生思考：相对论出现后，牛顿力学是否失去了光辉呢？为什么？
　　相对论出现后，牛顿力学并没有失去光辉，因为牛顿力学是人类在低速运动时代关于运动规律的认识。爱因斯坦高度评价了牛顿的著作《自然哲学中的数学原理》，“在牛顿的著作面前，我觉得自己非常渺小。”，并指出，牛顿所创造的概念，至今仍然指导着我们的物理学思想。

小结
　　讨论“17—20世纪初近代自然科学迅速发展的原因”。

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