新课程背景下的科学与文化

1、新课程背景下的科学与文化新课程背景下的科学与文化 一、关于论坛一、关于论坛 二、谈谈文化二、谈谈文化 三、谈谈科学三、谈谈科学 一、关于论坛一、关于论坛 1、配合新课程的实施、配合新课程的实施 2、培养学生的科学文化素养、培养学生的科学文化素养 3、形成良好的科研氛围、形成良好的科研氛围 二、谈谈文化二、谈谈文化 广义上：指人类创造的一切物质产品和精神产品的广义上：指人类创造的一切物质产品和精神产品的 总和；总和； 狭义上：指语言、文学、艺术及一切意识形态在内狭义上：指语言、文学、艺术及一切意识形态在内 的精神产品。的精神产品。 人类学：指语言、习俗、观念、社会机制以及造成人类学：指语言、习俗

2、、观念、社会机制以及造成 一个群体区别于另一个群体的日常实践。一个群体区别于另一个群体的日常实践。 1.自然文化自然文化 羿射九日羿射九日 夸父追日夸父追日 精卫填海精卫填海 2.人文文化（民族文化）人文文化（民族文化） 以人为中心，探索人的精神世界，思考人生的目的、以人为中心，探索人的精神世界，思考人生的目的、 意义和价值，进而追求人的完美。产生了与人有关意义和价值，进而追求人的完美。产生了与人有关 的文学、艺术、历史、法律、宗教、伦理等。的文学、艺术、历史、法律、宗教、伦理等。 中西方文化比较中西方文化比较 2.1 从琴棋书画谈起从琴棋书画谈起 中西方乐器中西方乐器 二胡二胡 笛笛 扬琴扬

3、琴 大号大号 小提琴小提琴 钢琴钢琴 命运交响曲命运交响曲 沧海一声笑沧海一声笑 中国音乐：以旷达悠深见长，突出中国音乐：以旷达悠深见长，突出“情情”和和“景景”的交融。的交融。 西方音乐：以深刻严肃见长，大都带有正剧或悲剧色彩。节西方音乐：以深刻严肃见长，大都带有正剧或悲剧色彩。节 奏明快、音域宽广，曲调刚健、情绪激昂、气魄宏大，体现奏明快、音域宽广，曲调刚健、情绪激昂、气魄宏大，体现 出阳刚美。出阳刚美。 曲调：曲调：5音系统和音系统和7音系统音系统 宫、商、角、徵、羽宫、商、角、徵、羽 (变宫、变徵变宫、变徵) c调自然音阶的频率调自然音阶的频率 8 9，9 10，15 16，8 9，9

4、 10，8 9，15 16，8 9 高高8度的频率关系是度的频率关系是1 2 大三和弦大三和弦do、mi、sol的频率之比为的频率之比为4 5 6 西方注重对音乐的定量研究西方注重对音乐的定量研究 411 (sinsin3sin5.) 35 a yttt 100hz的钢琴声的波形曲线的钢琴声的波形曲线 由由16个不同频率简谐波组成的声谱个不同频率简谐波组成的声谱 棋棋 v中国象棋中国象棋 将、士、象、车、马、砲、兵将、士、象、车、马、砲、兵 v国际象棋国际象棋 king（王）（王）queen（后）（后）bishop（主教）（主教） castle（城堡）（城堡）knight（骑士）（骑士）paw

5、n （兵）（兵） 科学技术水平科学技术水平 妇女地位妇女地位 行为方式行为方式 空间观念空间观念 书（文字）书（文字） 中国：象形文字、象图画、书写不便中国：象形文字、象图画、书写不便 西方：拼音文字、象音乐、学习容易西方：拼音文字、象音乐、学习容易 书法书法 缩写缩写 跟科学的关系跟科学的关系 324 王羲之书法：平和自然，委婉含蓄，飘若游云，矫若惊蛇王羲之书法：平和自然，委婉含蓄，飘若游云，矫若惊蛇 怀素书法：怀素书法：笔法瘦劲，飞笔法瘦劲，飞 动自然，如骤雨旋风，随动自然，如骤雨旋风，随 手万变。手万变。 科学上的表述科学上的表述 乙乙 丙丙 丁丁 甲甲 徐光启采用的表述法徐光启采用的表

6、述法 c)ln( d xa xa x 丙天）对（甲 天 天甲 禾 法曰：甲乙直线上求立平边三角法曰：甲乙直线上求立平边三角 形。先以甲为心，乙为界作丙乙形。先以甲为心，乙为界作丙乙 丁圆，次以乙为心，甲为界作丙丁圆，次以乙为心，甲为界作丙 甲丁圆，两圆相交于丙、于丁。甲丁圆，两圆相交于丙、于丁。 末自甲至丙、丙至乙，各作直线，末自甲至丙、丙至乙，各作直线， 即甲乙丙为平边三角形。即甲乙丙为平边三角形。 画画 中国美术：写意，借物抒怀，追求宁静淡泊的闲情逸致中国美术：写意，借物抒怀，追求宁静淡泊的闲情逸致 西方美术：写实，追求灵肉冲突的生命体验，且把绘画当西方美术：写实，追求灵肉冲突的生命体验，

7、且把绘画当 作一门科学。作一门科学。 清明上河图清明上河图 米勒（米勒（18141875，法国）：拾穗者，法国）：拾穗者 席里柯席里柯 (1791-1824年年 ):梅杜莎之筏梅杜莎之筏 描绘了遇难者居高呼喊远方的救生船的紧张瞬间。画面结构宏描绘了遇难者居高呼喊远方的救生船的紧张瞬间。画面结构宏 伟、伟、情感激越、情感激越、气势磅礴。人体塑造坚实有力，光影对比强烈，气势磅礴。人体塑造坚实有力，光影对比强烈， 整个色调阴森沉郁，显示出震撼人心的悲剧力量。整个色调阴森沉郁，显示出震撼人心的悲剧力量。 透视原理透视原理 消失点消失点 马萨乔的马萨乔的圣三位一体圣三位一体 毕沙罗的毕沙罗的蒙马特尔大街

8、的傍晚蒙马特尔大街的傍晚 达达芬奇芬奇最后的晚餐最后的晚餐 达达芬奇的芬奇的维特鲁威人维特鲁威人: 圆圈的中心点是肚脐，两腿之圆圈的中心点是肚脐，两腿之 间的空间是一个等边三角形。间的空间是一个等边三角形。 颈部的宽度等于下巴骨到双眼颈部的宽度等于下巴骨到双眼 的距离；把颈部的宽度乘以的距离；把颈部的宽度乘以15， 等于人身高。把手掌用力张开，等于人身高。把手掌用力张开， 大拇指指尖与小指指尖间距离大拇指指尖与小指指尖间距离 相等于脚板的长度相等于脚板的长度 (由脚丫到由脚丫到 与脚趾相连的地方与脚趾相连的地方)。 牛顿的色散实验牛顿的色散实验 莫奈的莫奈的 日出日出印象印象 凡高的向日葵凡高

9、的向日葵 毕加索：毕加索：阿维农少女阿维农少女 马格里特马格里特温室温室 超现实主义超现实主义 马格里特马格里特定住的时间定住的时间 杜尚杜尚下楼梯的裸女下楼梯的裸女 未来主义：表达对空间的同时观未来主义：表达对空间的同时观 睹。通过对运动的抽象表现来表睹。通过对运动的抽象表现来表 述时间和空间。动感的画面背后述时间和空间。动感的画面背后 潜藏着凝滞。潜藏着凝滞。 2.2 中西方思维特点中西方思维特点 中国：整体、辨证、天人合一中国：整体、辨证、天人合一 西方：分析、逻辑、物我两分西方：分析、逻辑、物我两分 阴阳五行阴阳五行 经络：人体内血气运行通路的主干和分支经络：人体内血气运行通路的主干和

10、分支 经脉：纵贯全身的通路经脉：纵贯全身的通路 络脉：干路上的一些分支络脉：干路上的一些分支 人体人体电路电路 器官器官灯泡灯泡 经络经络电线电线 穴位穴位开关开关 健康、阳虚（经常感冒）、阴虚（体力透支）、阴阳两健康、阳虚（经常感冒）、阴虚（体力透支）、阴阳两 虚（糖尿病）、血气枯竭（癌症、肾病、中风）虚（糖尿病）、血气枯竭（癌症、肾病、中风） 阴阴储存的能量储存的能量 阳阳日常生产的血气能量日常生产的血气能量 火火透支的能量透支的能量 人体使用手册人体使用手册 西医建立在对人体西医建立在对人体 解剖的基础上。解剖的基础上。 2001年年7月美国医生为病人植月美国医生为病人植 入世界第一个完

11、整的人工心脏，入世界第一个完整的人工心脏， 这是首个不需要通过管线与外这是首个不需要通过管线与外 部电源连接的人工心脏。部电源连接的人工心脏。 1967年年12月月21日人类首次日人类首次 心脏移植手术成功心脏移植手术成功 代表中西方精神的两本书代表中西方精神的两本书 2.3 中西方精神中西方精神 5个公理：个公理： 1.等于同量的量彼此相等；等于同量的量彼此相等； 2.等量加等量，总量仍相等；等量加等量，总量仍相等； 3.等量减等量，余量仍相等；等量减等量，余量仍相等； 4.彼此能重合的物体是全等的；彼此能重合的物体是全等的； 5.整体大于部分。整体大于部分。 5个公设：个公设： 1.从任一

12、点到另外一点作直线是可能的。从任一点到另外一点作直线是可能的。 2.把有限直线不断沿直线延长是可能的。把有限直线不断沿直线延长是可能的。 3.以任一点为圆心和任一距离为半径作一以任一点为圆心和任一距离为半径作一 圆是可能的。圆是可能的。 4.所有直角彼此相等。所有直角彼此相等。 5.如果一直线与两直线相交，且同侧所交如果一直线与两直线相交，且同侧所交 两内角之和小于两内角之和小于180，则两直线延长后，则两直线延长后 必相交于该侧的一点。必相交于该侧的一点。 八卦八卦 64卦卦 v乾卦乾卦 v初九：潜龙勿用初九：潜龙勿用 v九二：见龙在田，利见大人九二：见龙在田，利见大人 v九三：君子终日乾乾

13、九三：君子终日乾乾 v九四：或跃在渊九四：或跃在渊 v九五：飞龙在天九五：飞龙在天 v上九：亢龙有悔上九：亢龙有悔 西方人注重研究自然现象，他们把研究当作西方人注重研究自然现象，他们把研究当作 自己毕生的追求，甚至可以献出生命。自己毕生的追求，甚至可以献出生命。 东西方精神追求不同：东西方精神追求不同： 探索自然的本质探索自然的本质 泰勒斯：水泰勒斯：水 阿那克西曼德阿那克西曼德 ：无限：无限 阿那克西美尼阿那克西美尼 ：气：气 毕达哥拉斯：数毕达哥拉斯：数 赫拉克利特：火赫拉克利特：火 恩培多克勒：土、气、火、水恩培多克勒：土、气、火、水 留基伯和德谟克利特：原子和虚空留基伯和德谟克利特：原

14、子和虚空 现代物理学家：原子、电子、中子、质子、光子、夸克、现代物理学家：原子、电子、中子、质子、光子、夸克、 中微子、超弦等中微子、超弦等 苏格拉底之苏格拉底之死（死（1789年达维德年达维德 作）作） 拉瓦锡之死拉瓦锡之死 布鲁诺布鲁诺 荆轲刺秦王荆轲刺秦王 三、谈谈科学（科学文化）三、谈谈科学（科学文化） 科学是反映客观世界（自然界、社会和思维）的本质联系科学是反映客观世界（自然界、社会和思维）的本质联系 及其运动规律的知识体系（及其运动规律的知识体系（自然辩证法百科全书自然辩证法百科全书），）， 它具有客观性，真理性和系统性的特点。它具有客观性，真理性和系统性的特点。 3个方面：个方面

15、： 1、科学的知识；、科学的知识； 2、科学的方法；、科学的方法； 3、科学的社会建制。、科学的社会建制。 科学文化科学文化是科学诞生以后在科学知识基础上生成的文是科学诞生以后在科学知识基础上生成的文 化，是人类对科学的认识、利用以及在这一过程中创造的化，是人类对科学的认识、利用以及在这一过程中创造的 物质文明和精神文明物质文明和精神文明 。 1、科学的萌芽、科学的萌芽 泰勒斯泰勒斯 芝诺（前芝诺（前490前前425） 亚里士多德亚里士多德（前（前384前前 322）研究了人类）研究了人类的思维，的思维， 提出了著名的三段论，即提出了著名的三段论，即 从大前提、小前提推论到从大前提、小前提推论

16、到 结论结论 。 阿基米德阿基米德（前（前287前前212 ） 国王的难题国王的难题浮力定律的发现浮力定律的发现 螺旋提水器螺旋提水器 杠杆原理杠杆原理 1在无重量杆的两端离支点相等的距离上挂相等重量物体，它们平衡。在无重量杆的两端离支点相等的距离上挂相等重量物体，它们平衡。 2在无重量杆的两端离支点相等的距离上挂不相等重量物体，重的一端下倾。在无重量杆的两端离支点相等的距离上挂不相等重量物体，重的一端下倾。 3在无重量杆的两端离支点不相等的距离上挂相等重量物体，距离支点远的一在无重量杆的两端离支点不相等的距离上挂相等重量物体，距离支点远的一 端下倾。端下倾。 4一个重物的作用可以用几个均匀分

17、布的重物的作用来代替，只要重心的位置一个重物的作用可以用几个均匀分布的重物的作用来代替，只要重心的位置 保持不变。几个均匀分布的重物可以用一个悬挂在他们重心处的重物来代替。保持不变。几个均匀分布的重物可以用一个悬挂在他们重心处的重物来代替。 5相似图形的重心以相似的方式分布。相似图形的重心以相似的方式分布。 6杠杆原理：杠杆原理：f1x1=f2x2（两重物平衡时，所处的距离与重量成反比）。（两重物平衡时，所处的距离与重量成反比）。 光的反射光的反射 托勒密托勒密 托勒密的宇宙体系托勒密的宇宙体系 讨论了太阳、月亮和五大行星讨论了太阳、月亮和五大行星 的运动，日食和月食的计算方的运动，日食和月食

18、的计算方 法，恒星和岁差现象，给出了法，恒星和岁差现象，给出了 详细的星图，按亮度分星等，详细的星图，按亮度分星等， 论证了地球是球形论证了地球是球形 ，研究了光，研究了光 的折射规律。的折射规律。 几千年前的古希腊那么小的一块地方，产生了那么几千年前的古希腊那么小的一块地方，产生了那么 多的、那么伟大的学者，他们的名字流传至今；产多的、那么伟大的学者，他们的名字流传至今；产 生了那么多的、那么优秀的科学文化成果，它们的生了那么多的、那么优秀的科学文化成果，它们的 影响长远深刻，这真是一个奇迹！影响长远深刻，这真是一个奇迹！ 2.近代科学的兴起近代科学的兴起 1543年年 哥白尼出版了哥白尼出

19、版了天体运行论天体运行论 维萨留斯出版了维萨留斯出版了人体的结构人体的结构 奠基者是伽利略奠基者是伽利略 伽利略（伽利略（1564-1642）意）意 大利物理学家，大利物理学家，“伽利伽利 略的发现以及略的发现以及他他所运用所运用 的科学的推理方法和实的科学的推理方法和实 验是人类思想史上最伟验是人类思想史上最伟 大的成就之一，而且标大的成就之一，而且标 志着物理学的真正开端志着物理学的真正开端” （爱因斯坦语）（爱因斯坦语） 重力和重心的实质重力和重心的实质 研究自由落体规律、提出加速度概念研究自由落体规律、提出加速度概念 单摆的等时性单摆的等时性 第一支温度计第一支温度计 脉搏计脉搏计 比

20、重秤比重秤 伽利略伽利略1609年绘制的水彩月相变化图年绘制的水彩月相变化图 1610年年1月伽利略画的木星月伽利略画的木星 及卫星位置变化图及卫星位置变化图 1610年年7月伽利略记录的土星环月伽利略记录的土星环 1612年伽利略手绘太阳黑子图年伽利略手绘太阳黑子图 伽利略研究梁的弯曲伽利略研究梁的弯曲 伽利略亲手制作的望远镜伽利略亲手制作的望远镜 军用尺规军用尺规 关于托勒密和哥白尼两大世界关于托勒密和哥白尼两大世界 体系的对话体系的对话（ 1632年）年） 萨尔维亚蒂代表伽利略萨尔维亚蒂代表伽利略 辛普利奇奥代表亚里士多德辛普利奇奥代表亚里士多德 萨格雷多扮演中立的仲裁人萨格雷多扮演中立

21、的仲裁人 用对话的形式，作了用对话的形式，作了4天的谈话。天的谈话。 讨论了讨论了3个问题：个问题： 1、证明地球在运动；、证明地球在运动； 2、充实哥白尼学说；、充实哥白尼学说； 3、地球的潮汐。、地球的潮汐。 1638年年 出版出版 第第1天：关于固体材料强度的问题；天：关于固体材料强度的问题； 第第2天：关于内聚作用的原因，讨论了杠杆天：关于内聚作用的原因，讨论了杠杆 原理的证明及梁的强度问题；原理的证明及梁的强度问题； 第第3天：讨论了匀速运动和自然加速运动；天：讨论了匀速运动和自然加速运动； 第第4天：天：讨论了讨论了抛射体运动。抛射体运动。 伽利略的研究方法：实验（思想实验）伽利略

22、的研究方法：实验（思想实验）+数学推理数学推理 3、科学的精神气质、科学的精神气质 理性、求实、怀疑和无私利性理性、求实、怀疑和无私利性 3、科学的精神气质、科学的精神气质 （1）理性精神）理性精神 古希腊的哲学的理性、纯粹的理性古希腊的哲学的理性、纯粹的理性 泰勒斯：志向不在于赚钱泰勒斯：志向不在于赚钱 毕达哥拉斯：百牛定理毕达哥拉斯：百牛定理 德谟克利特：德谟克利特：“找到天下一件事物的原因，其快乐找到天下一件事物的原因，其快乐 有甚于当波斯国王有甚于当波斯国王” 亚里士多德：亚里士多德：“吾爱吾师，吾尤爱真理吾爱吾师，吾尤爱真理” 科学的理性科学的理性 注重数学的形式在科学中的运用注重数学的形式在科学中的运用 伽利略研究铜球在斜面上的匀变速运动伽利略研究铜球在斜面上的匀变速运动 牛顿发明微积分分析行星的椭圆运动；牛顿发明微积分分析行星的椭圆运动； 欧拉提出变分法求解最速降线问题；欧拉提出变分法求解最速降线问题； 傅立叶建立函数的三角级数展开研究热传导的规律；傅立叶建立函数的三角级数展开研究热传导的规律； 麦克斯韦创立场论描述电磁场。麦克斯韦创立场论描述电磁场。 思想实验思想实验 伽利略大船，爱因斯坦火车，光