第一节自然科学

　　教学目标

　　1．知识方面：通过本节内容的教学，使学生了解和掌握解析几何学和微积分的创立；牛顿力学体系的建立；法拉第发现电磁感应定律；拉瓦锡对燃烧现象的科学解释；道尔顿提出科学的原子论；门捷列夫发现化学元素周期律；哈维建立血液循环学说；林耐创立科学的植物分类法；细胞学说的创立；达尔文创立生物进化学说；巴斯德奠定微生物学的基础；伦琴发现放射现象；居里夫妇发现放射性元素镭；爱因斯坦提出相对论。

　　2．能力方面：

　　（1）通过引导学生讨论课本中的思考题，培养学生初步运用辩证唯物主义和历史唯物主义的观点分析、评价历史现象和历史人物的能力。

　　（2）引导学生对某些科学家的失误进行分析，培养学生批判地继承前人成果的能力和注重学习科学思维方法的能力。

　　3．态度、价值观方面：

　　（1）通过了解近代世界自然科学的巨大成就和杰出科学家献身于科学研究的崇高精神、换而不舍的钻研精神，使学生树立继承和发展人类优秀文化成果的观念，学习科学家刻苦钻研的精神及为科学、真理而献身的精神。

　　（2）通过对门捷列夫元素周期律的回顾，加深学生对辩证唯物主义基本原理之一——质变量变理论的认识。

　　（3）通过对杰出科学家爱国主义情操的回顾，引导学生自觉培养爱国主义情感。

　　（4）通过对杰出科学家高尚人格的介绍，对学生进行注重个人品格、修养的教育。

　　4．学法指导方面：引导学生编制“17世纪至20世纪初自然科学大事年表”，帮助学生掌握归纳、概括及将知识系统化的学习方法。

　　重点、难点分析

　　1．重点分析：

　　（1）牛顿力学体系的建立。包括牛顿三定律和万有引力在内的牛顿力学体系正确地反映了宏观物体在低速运动中的客观规律，把过去一向认为是截然无关的地球上的物体运动规律与天体运动规律概括为一个统一的理论，实现了自然科学的第一次理论性的大综合，是人类对自然界认识的一次飞跃。牛顿力学是整个物理学和天文学的基础，也是现代机械、土木建筑、交通等工程技术的理论基础。通过学习此内容，可以进一步加深学生对“科学理论”创建和作用的正确认识。

　　（2）电磁学的成就。奥斯特发现电流的磁效应，为电磁学的系统研究奠定了基础。法拉第电磁感应现象，确立了电磁感应定律，为创造发电机和电动机提供了理论基础，为人类开发出新能源，打开了电气时代的大门。从电磁学的实验和理论研究到电气时代的到来，深刻地说明了科学研究对生产不仅有巨大推动作用，还有正确的指导作用。这可以使学生加深对科学技术是第一生产力的观点的理解。

　　（3）达尔文创立的生物进化论。以自然选择、适者生存为基础的生物进化论，系统地阐述了生物界所有的动物、植物都是由简单到复杂、由低级到高级进化而来的规律，从根本上推翻了长期统治生物学思想的“神创论”。达尔文的生物进化论被恩格斯称为19世纪自然科学的三大发现之一。学习此内容，可以使学生进一步认识到，任何真正科学的理论都必须是符合客观世界发展规律的，都具有革命性。

　　2．难点分析：

　　（1）解析几何学和微积分学的创立。由于在高中一年级尚未学习到涉及“高等数学”的内容，所以此内容对学生很难理解，只须按照课本内容进行介绍并且指出“高等数学”在以后的学习、工作和科学研究中的重要性即可。

　　（2）爱因斯坦的相对论。这是本节最大的难点，由于此理论极其深奥，教师在讲授时只要讲清楚两点即可。第一，否定了牛顿的绝对空间和绝对时间观念，指出时间、空间和物质运动不是各自孤立存在的，而是辩证的统一。时间、空间随着物质的运动而发生变化，物质的'质量也随其运动速度而变化。相对论揭示了物质与其存在形式——空间、时间、运动之间的本质联系。牛顿的力学只是相对论力学的一种特例（物质在低速运动状态），被包容在相对论的体系中。相对论是一种适用于宏观、微观、低速、高速各种情况的运动理论。第二，1916年爱因斯坦进一步把相对论发展为广义相对论，揭示了时空结构（四维空时）与物质分布的关系，指出物质间的万有引力是由于物质的存在、分布使时间和空间的性质不均匀（即时空弯曲）而引起的。

　　课时安排：一课时

　　教学方法：学生阅读与教师讲授相结合

　　教学用具：自制多媒体课件

　　课堂教学设计

　　师：同学们，在我们学习经济发展史和政治发展史为主要内容的世界近代史之后，再学习世界近代的人类文明史。其中包括属于第一生产力的自然科学和反映人类社会生活、精神生活的文化艺术。伴随着面向现实世界、重视实践和理性这一风气的盛行，欧洲的科学和文化艺术有了迅速的发展。请同学们阅读课本第五章的引言，先从整体上把握本章的知识。（板书章节课题）

　　一、近代数学的建立

　　生：（阅读引言）

　　师：我们今天共同学习第一节。自然科学，这当然应该以近代自然科学家为主要内容。关于科学家，我们已经了解了不少，人们也力图根据科学家的贡献判断出其中最杰出者。美国曾经邀请50多位在全世界受到尊敬的科学家推举有史以来世界上最杰出的科学家。在全部推选名单中，只有一个人的名字出现在每一份名单上，而且大多是名列榜首。同学们知道这位科学家是哪位吗？

　　生：（回答）

　　师：这位科学家就是牛顿。牛顿在科学上的贡献是多方面的，在数学领域中，他也有开创性的贡献。下面，请同学们谈谈牛顿和其他两位近代著名数学家的贡献。

　　生：（回答）

　　师：（小结学生发言）笛卡尔创立解析几何实际上是把变量引进了数学，实现了数学的转折，使数学成为研究和解决运动与变化问题的工具。对于作为工具学科的数学，当然也是牛顿研究的领域，他从几何学入手创立了微积分学，理论分析清晰，但是计算起来比较麻烦。莱布尼茨则是用代数方法创立了微积分学，虽然理论难以理解，但是计算起来很方便。这些使精密测量和变量计算成为可能。解析几何和微积分组成的高等数学，使数学从常量数学转向变量数学，是人类认识史上的一次巨大飞跃。在ZI世纪，高等数学的用途将越来越广泛。牛顿在科学上的贡献是多方面的，最重要的是在力学方面。同学们知道，有什么贡献吗？生：（回答）