第一節自然科學

　　教學目標

　　1．知識方面：通過本節內容的教學，使學生了解和掌握解析幾何學和微積分的創立；牛頓力學體系的建立；法拉第發現電磁感應定律；拉瓦錫對燃燒現象的科學解釋；道爾頓提出科學的原子論；門捷列夫發現化學元素周期律；哈維建立血液循環學說；林耐創立科學的植物分類法；細胞學說的創立；達爾文創立生物進化學說；巴斯德奠定微生物學的基礎；倫琴發現放射現象；居里夫婦發現放射性元素鐳；愛因斯坦提出相對論。

　　2．能力方面：

　?。?）通過引導學生討論課本中的思考題，培養學生初步運用辯證唯物主義和歷史唯物主義的觀點分析、評價歷史現象和歷史人物的能力。

　?。?）引導學生對某些科學家的失誤進行分析，培養學生批判地繼承前人成果的能力和注重學習科學思維方法的能力。

　　3．態度、價值觀方面：

　?。?）通過了解近代世界自然科學的巨大成就和杰出科學家獻身于科學研究的崇高精神、換而不舍的鉆研精神，使學生樹立繼承和發展人類優秀文化成果的觀念，學習科學家刻苦鉆研的精神及為科學、真理而獻身的精神。

　?。?）通過對門捷列夫元素周期律的回顧，加深學生對辯證唯物主義基本原理之一——質變量變理論的認識。

　?。?）通過對杰出科學家愛國主義情操的回顧，引導學生自覺培養愛國主義情感。

　?。?）通過對杰出科學家高尚人格的介紹，對學生進行注重個人品格、修養的教育。

　　4．學法指導方面：引導學生編制“17世紀至20世紀初自然科學大事年表”，幫助學生掌握歸納、概括及將知識系統化的學習方法。

　　重點、難點分析

　　1．重點分析：

　?。?）牛頓力學體系的建立。包括牛頓三定律和萬有引力在內的牛頓力學體系正確地反映了宏觀物體在低速運動中的客觀規律，把過去一向認為是截然無關的地球上的物體運動規律與天體運動規律概括為一個統一的理論，實現了自然科學的第一次理論性的大綜合，是人類對自然界認識的一次飛躍。牛頓力學是整個物理學和天文學的基礎，也是現代機械、土木建筑、交通等工程技術的理論基礎。通過學習此內容，可以進一步加深學生對“科學理論”創建和作用的正確認識。

　?。?）電磁學的成就。奧斯特發現電流的磁效應，為電磁學的系統研究奠定了基礎。法拉第電磁感應現象，確立了電磁感應定律，為創造發電機和電動機提供了理論基礎，為人類開發出新能源，打開了電氣時代的大門。從電磁學的實驗和理論研究到電氣時代的到來，深刻地說明了科學研究對生產不僅有巨大推動作用，還有正確的指導作用。這可以使學生加深對科學技術是第一生產力的觀點的理解。

　　（3）達爾文創立的生物進化論。以自然選擇、適者生存為基礎的生物進化論，系統地闡述了生物界所有的動物、植物都是由簡單到復雜、由低級到高級進化而來的規律，從根本上推翻了長期統治生物學思想的“神創論”。達爾文的生物進化論被恩格斯稱為19世紀自然科學的三大發現之一。學習此內容，可以使學生進一步認識到，任何真正科學的理論都必須是符合客觀世界發展規律的，都具有革命性。

　　2．難點分析：

　　（1）解析幾何學和微積分學的創立。由于在高中一年級尚未學習到涉及“高等數學”的內容，所以此內容對學生很難理解，只須按照課本內容進行介紹并且指出“高等數學”在以后的學習、工作和科學研究中的重要性即可。

　?。?）愛因斯坦的相對論。這是本節最大的難點，由于此理論極其深奧，教師在講授時只要講清楚兩點即可。第一，否定了牛頓的絕對空間和絕對時間觀念，指出時間、空間和物質運動不是各自孤立存在的，而是辯證的統一。時間、空間隨著物質的運動而發生變化，物質的'質量也隨其運動速度而變化。相對論揭示了物質與其存在形式——空間、時間、運動之間的本質聯系。牛頓的力學只是相對論力學的一種特例（物質在低速運動狀態），被包容在相對論的體系中。相對論是一種適用于宏觀、微觀、低速、高速各種情況的運動理論。第二，1916年愛因斯坦進一步把相對論發展為廣義相對論，揭示了時空結構（四維空時）與物質分布的關系，指出物質間的萬有引力是由于物質的存在、分布使時間和空間的性質不均勻（即時空彎曲）而引起的。

　　課時安排：一課時

　　教學方法：學生閱讀與教師講授相結合

　　教學用具：自制多媒體課件

　　課堂教學設計

　　師：同學們，在我們學習經濟發展史和政治發展史為主要內容的世界近代史之后，再學習世界近代的人類文明史。其中包括屬于第一生產力的自然科學和反映人類社會生活、精神生活的文化藝術。伴隨著面向現實世界、重視實踐和理性這一風氣的盛行，歐洲的科學和文化藝術有了迅速的發展。請同學們閱讀課本第五章的引言，先從整體上把握本章的知識。（板書章節課題）

　　一、近代數學的建立

　　生：（閱讀引言）

　　師：我們今天共同學習第一節。自然科學，這當然應該以近代自然科學家為主要內容。關于科學家，我們已經了解了不少，人們也力圖根據科學家的貢獻判斷出其中最杰出者。美國曾經邀請50多位在全世界受到尊敬的科學家推舉有史以來世界上最杰出的科學家。在全部推選名單中，只有一個人的名字出現在每一份名單上，而且大多是名列榜首。同學們知道這位科學家是哪位嗎？

　　生：（回答）

　　師：這位科學家就是牛頓。牛頓在科學上的貢獻是多方面的，在數學領域中，他也有開創性的貢獻。下面，請同學們談談牛頓和其他兩位近代著名數學家的貢獻。

　　生：（回答）

　　師：（小結學生發言）笛卡爾創立解析幾何實際上是把變量引進了數學，實現了數學的轉折，使數學成為研究和解決運動與變化問題的工具。對于作為工具學科的數學，當然也是牛頓研究的領域，他從幾何學入手創立了微積分學，理論分析清晰，但是計算起來比較麻煩。萊布尼茨則是用代數方法創立了微積分學，雖然理論難以理解，但是計算起來很方便。這些使精密測量和變量計算成為可能。解析幾何和微積分組成的高等數學，使數學從常量數學轉向變量數學，是人類認識史上的一次巨大飛躍。在ZI世紀，高等數學的用途將越來越廣泛。牛頓在科學上的貢獻是多方面的，最重要的是在力學方面。同學們知道，有什么貢獻嗎？生：（回答）