高中历史版选修四18课近代科学体系的奠基人

1、第18课近代科学体系的奠基人牛顿课程标准 了解牛顿成长历程及主要科学成就，认识他在社会发展中的作用。内容解读1.了解牛顿成长历程，求学过程。2.了解牛顿的主要成就：万有引力定律和力学体系、微积 分、日光的组成。3.认识牛顿在社会发展尤其是科学发展史上的地位和作 用。牛顿12岁进入中学读书，由于家境贫寒，曾经一度辍学。由于牛顿的好学精神感动了舅舅，舅舅劝说牛顿母亲让他复学。1661年，牛顿进入剑桥大学三一学院，在这里，牛顿悉心研究了欧几里得和笛卡儿的几何学，发现了代数_定理。这些都为牛顿后来在数学领域做出贡献奠定了坚实的基础。2一、成长的足迹1中学时代二项式1665年，牛顿回到了故乡。在家乡居住

2、的两年期间他发明了_，发现了日光的组成，并开始研究_问题。在开普勒和伽利略研究基础上，牛顿设法通过_方法计算出地球对月亮的引力。并通过大量研究证明了“万有引力”存在于宇宙所有的物体之间。(1)提出：1686年，牛顿在用拉丁文撰写的_中提出了力学三大定律和万有引力定律。3回归故乡微积分引力二、万有引力定律1研究万有引力定律数学2牛顿力学三大定律和万有引力定律的提出及意义自然哲学的数学原理(2)意义：万有引力定律的创立，对以后的天体研究起了极大的推动作用，“_”体系的建立成为近代科学体系形成的标志。 牛顿力学成就除个人的辛勤努力之外，也是他在总结了前人大量研究成果的基础上提出的，正如牛顿所说是“站

3、在巨人们的肩上”取得的。牛顿在晚年迷恋和钻研宗教与神秘思想，写下了大量的_评注和其他神学论文。牛顿力学三、晚年的困惑1牛顿对宗教的钻研圣经牛顿作为科学家也会有其局限性，但综观其一生，他无疑是近代_体系的奠基人。 宗教迷信思想，是科学的大敌。牛顿晚年没有再取得重大成就，与其迷恋宗教和神秘思想密切相关。2对牛顿一生的评价自然科学“但对自己而言，我仅仅是一个在海边嬉戏的顽童，为时不时发现一粒光滑的石子或一片可爱的贝壳而欢喜，可与此同时却对我面前的伟大的真理海洋熟视无睹。”这段话表达了牛顿的什么精神？“石子”“贝壳”指什么？答案谦逊的品质。“石子”“贝壳”指牛顿力学体系、微积分、对光的分析等重要发现。

4、一位诗人说，艾萨克牛顿“解开了白日那闪光的外袍，又熟练地把它合上了”。这是指牛顿的什么成就？答案通过“闪光的外袍”可以判断这里赞扬的是牛顿发现了日光的组成。拓展1拓展2拓展3法国生物学家巴斯德说：“机会只眷顾那些有准备的头脑。”请用牛顿的史实证明这句名言的正确性。答案牛顿不是在苹果坠落的那一刻才开始思考重力问题的。在大学里，牛顿已深入了解了前人在天文学、数学等领域的研究成果，并进行了深入思考。当牛顿得出万有引力的结论之后仍继续思考，直至1686年写成自然哲学的数学原理，才完整地提出万有引力定律。 从经济基础角度分析提示当时英国资本主义经济的迅速发展，为牛顿在科学方面的贡献创造了条件。牛顿在17

5、世纪建立力学理论体系的原因【角度1】 从知识条件角度分析提示开普勒和伽利略的研究成果，特别是伽利略的实验观察法和培根所倡导的唯物主义的科学研究法。【角度2】从必要性角度分析提示英国资本主义制度确立后，资本主义生产的迅速发展对力学提出了迫切的要求。【角度3】从个人因素角度分析提示牛顿在科学领域的探索精神和不畏艰辛、勇于牺牲的思想品质。他在系统总结前人成果的基础上，进行了大量的实验。【角度4】阅读下列材料：材料一让人们欢呼人类曾经诞生过一位堪称伟大作品的人物。牛顿墓碑题词末句材料二莱布尼茨曾说过：“在从世界开始到牛顿生活的时代的全部数学中，牛顿的工作超过了一半。”请回答：(1)根据所学知识回答，为

6、什么材料一、二对牛顿有这样高的评价？(2)结合时代背景，分析牛顿取得这些成就的原因。1答案(1)牛顿发明了微积分；发现了代数二项式定理和日光的组成；提出了力学的三大定律和万有引力定律，建立了牛顿力学体系。把天地万物的运动规律概括在一个严密的统一理论中，这是人类认识自然的历史中第一次理论性的大综合，是经典物理学和天文学的基础。这一成就使以牛顿力学为代表的机械论的自然观在整个自然科学领域中取得了长达200余年的统治地位。(2)时代背景：17世纪后期到18世纪初期，欧洲正处在社会大变革的时代，资本主义生产关系已有较大发展；欧洲工商业的迅速发展和殖民扩张对科学提出了新的要求，也为科学的发展奠定了物质基

7、础；文艺复兴、宗教改革、启蒙运动解放了人们的思想。牛顿自身的因素：扎实的基础知识，勤奋和严谨的工作态度，热爱科学、追求真理的精神，借鉴了前人的科学成果。 从内容角度分析提示1687年牛顿发表自然哲学的数学原理，系统地阐述了运动三大定律(惯性定律、加速度的比例定律、作用与反作用定律)和万有引力定律，建立起一个完整的力学理论体系，实现了物理学史上的第一次伟大飞跃。【角度1】牛顿力学体系的内容和意义 从意义角度分析提示(1)牛顿力学定律以严格的数学方法和逻辑体系把宇宙间的运动统一起来，对人类解释和预见物理现象具有决定性的意义。而海王星的发现是证明牛顿力学和万有引力定律有效性的最成功范例。(2)牛顿力

8、学是经典物理学和天文学的基础，也是现代工程力学以及与之有关的工程技术的理论基础。(3)牛顿力学体系的创立，标志着人类科学时代的开始。牛顿力学和热学引发了以英国工业革命为起点的第一次工业革命，使人类社会进入蒸汽时代。(4)牛顿用数学方法精确描述宇宙运行的自然法则，还为法国启蒙思想和唯物主义哲学奠定了科学基础。【角度2】爱因斯坦说，在牛顿时代，牛顿的道路是一位具有最高思维能力和创造力的人所能发现的唯一道路；牛顿所创造的概念，至今仍然指导我们的物理学思想。请回答：(1)“牛顿时代”是什么样的时代？(2)牛顿在物理学上有什么贡献？(3)有人认为相对论的建立使牛顿在历史上的光辉被抹掉了。你认为这种观点是

9、否正确？为什么？2阅读下列材料：解析第(1)问要紧密结合17世纪历史发展的特征回答。第(2)问要结合物理学科中的知识来回答，第(3)问的关键是理解相对论将牛顿力学作为特殊情况下的运动状态包容其中。答案(1)17世纪中叶至18世纪20年代；处于资本主义手工工场时期，资产阶级文化在逐渐发展。(2)提出力学的三大定律和万有引力定律，是人类认识史上对自然规律的第一次理论性的概括和综合。(3)不正确，因为牛顿力学体系的建立是近代科学体系形成的标志，牛顿在科学史上有杰出的贡献；牛顿所创造的概念，至今仍指导着我们的物理学思想。答案提示可以从牛顿的言语中找到答案：“惟有勤奋而已”“因为我站在巨人们的肩上”。(

10、答案不拘定见，教师应鼓励学生发言)【阅读与思考】(P91)答案提示凯恩斯认为牛顿“不再只是一个科学家，也是一个醉心神学和炼金术的人”。这一评价过分强调了牛顿一生局限性的一面。而爱因斯坦却认为：“只有把他的一生看做为永恒真理而斗争的舞台上之一幕才能理解他。”这就充分肯定了牛顿一生热爱真理，为真理而斗争的崇高品质。尽管由于时代的局限，牛顿在晚年陷入了思想的困境，但瑕不掩瑜，他仍是一位伟大的科学家。在理解上述文字的基础上，学生宜根据辩证唯物主义和历史唯物主义的观点，客观公正地从以下方面进行评价：牛顿的优秀品质、牛顿的巨大成就、晚年牛顿的局限性等。【解析与探究】(P91)答案提示1.(1)牛顿自身的因素：具有虚怀若谷、谦虚好学的精神；尊重他人的科研成果，有勇于探索的精神；甘于寂寞、献身科学的精神等。客观条件：西欧思想解放运动提供思想基础；英国资产阶级革命的洗礼；前人的研究成果为牛顿提供很好的条件。(2)爱动脑筋，动手能力非常强；进入大学后潜心研究数学，发现了代数二项式定理，为牛顿后来在数学领域做出贡献奠定了坚实的基础。在家乡居住的两年，发明了微积分，发现了日光的组成，并开始研究引力问题。1686年撰【自我测评】(P91)写了自然哲学的数学原理，