高中的歷史教案課件

　　第一節(jié)自然科學

　　教學目標

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

　　2．能力方面：

　　（1）通過引導學生討論課本中的思考題，培養(yǎng)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(xiàn)象和歷史人物的能力。

　　（2）引導學生對某些科學家的失誤進行分析，培養(yǎng)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(tài)度、價值觀方面：

　　（1）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(fā)展人類優(yōu)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。

　　（2）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(zhì)變量變理論的認識。

　　（3）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(yǎng)愛國主義情感。

　　（4）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(yǎng)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(tǒng)化的學習方法。

　　重點、難點分析

　　1．重點分析：

　　（1）牛頓力學體系的建立。包括牛頓三定律和萬有引力在內(nèi)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(guī)律，把過去一向認為是截然無關(guān)的地球上的物體運動規(guī)律與天體運動規(guī)律概括為一個統(tǒng)一的理論，實現(xiàn)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(chǔ)，也是現(xiàn)代機械、土木建筑、交通等工程技術(shù)的理論基礎(chǔ)。通過學習此內(nèi)容，可以進一步加深學生對“科學理論”創(chuàng)建和作用的正確認識。

　　（2）電磁學的成就。奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應，為電磁學的系統(tǒng)研究奠定了基礎(chǔ)。法拉第電磁感應現(xiàn)象，確立了電磁感應定律，為創(chuàng)造發(fā)電機和電動機提供了理論基礎(chǔ)，為人類開發(fā)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(chǎn)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(shù)是第一生產(chǎn)力的觀點的理解。

　　（3）達爾文創(chuàng)立的生物進化論。以自然選擇、適者生存為基礎(chǔ)的生物進化論，系統(tǒng)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(guī)律，從根本上推翻了長期統(tǒng)治生物學思想的“神創(chuàng)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(fā)現(xiàn)之一。學習此內(nèi)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(fā)展規(guī)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(chuàng)立。由于在高中一年級尚未學習到涉及“高等數(shù)學”的內(nèi)容，所以此內(nèi)容對學生很難理解，只須按照課本內(nèi)容進行介紹并且指出“高等數(shù)學”在以后的學習、工作和科學研究中的重要性即可。

　　（2）愛因斯坦的相對論。這是本節(jié)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(zhì)運動不是各自孤立存在的，而是辯證的統(tǒng)一。時間、空間隨著物質(zhì)的運動而發(fā)生變化，物質(zhì)的質(zhì)量也隨其運動速度而變化。相對論揭示了物質(zhì)與其存在形式——空間、時間、運動之間的本質(zhì)聯(lián)系。牛頓的力學只是相對論力學的一種特例（物質(zhì)在低速運動狀態(tài)），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(fā)展為廣義相對論，揭示了時空結(jié)構(gòu)（四維空時）與物質(zhì)分布的關(guān)系，指出物質(zhì)間的萬有引力是由于物質(zhì)的存在、分布使時間和空間的性質(zhì)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(jié)合

　　教學用具：自制多媒體課件

　　課堂教學設(shè)計

　　師：同學們，在我們學習經(jīng)濟發(fā)展史和政治發(fā)展史為主要內(nèi)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(chǎn)力的自然科學和反映人類社會生活、精神生活的文化藝術(shù)。伴隨著面向現(xiàn)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(shù)有了迅速的發(fā)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(jié)課題）

　　一、近代數(shù)學的建立

　　生：（閱讀引言）

　　師：我們今天共同學習第一節(jié)。自然科學，這當然應該以近代自然科學家為主要內(nèi)容。關(guān)于科學家，我們已經(jīng)了解了不少，人們也力圖根據(jù)科學家的.貢獻判斷出其中最杰出者。美國曾經(jīng)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(xiàn)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(shù)學領(lǐng)域中，他也有開創(chuàng)性的貢獻。下面，請同學們談?wù)勁ｎD和其他兩位近代著名數(shù)學家的貢獻。

　　生：（回答）

　　師：（小結(jié)學生發(fā)言）笛卡爾創(chuàng)立解析幾何實際上是把變量引進了數(shù)學，實現(xiàn)了數(shù)學的轉(zhuǎn)折，使數(shù)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(shù)學，當然也是牛頓研究的領(lǐng)域，他從幾何學入手創(chuàng)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(shù)方法創(chuàng)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(shù)學，使數(shù)學從常量數(shù)學轉(zhuǎn)向變量數(shù)學，是人類認識史上的一次巨大飛躍。在ZI世紀，高等數(shù)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）

　　二、牛頓力學體系的建立

　　師：他發(fā)表了科學巨著《自然哲學的數(shù)學原理》，提出了物體機械運動的三大定律和萬有引力定律，從而形成了牛頓力學體系。人們將牛頓力學體系的建立作為近代科學形成的標志。理論的威力在于預見，同學們能夠說出有關(guān)的證據(jù)嗎？

　　生：（回答）

　　師：哈雷彗星周期的發(fā)現(xiàn)：海王星和冥王星的發(fā)現(xiàn)等。但是，牛頓這樣偉大的科學家卻認為：“絕對的、真正的和數(shù)學的時間在流逝著??與外界事物無關(guān)地流逝著。”“絕對的空間，就其本性而言是與任何外界事物無關(guān)，而且是相同的和不動的。”到了晚年，他還說過：“到現(xiàn)在為止，我還不能從現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)重力的那些原因，我也不愿意建立什么假說。”最后他提出了“上帝第一次推動說”，把宇宙萬物的第一次運動歸之于全能的上帝。同學們討論一下這種現(xiàn)象說明了什么？

　　生：（討論）

　　師：（小結(jié)學生討論）即使像牛頓這樣偉大的科學家，在思想方法上一旦陷入形而上學，也不會取得認識上的進步。而他在晚年把運動歸之于上帝，是屬于唯心主義的錯誤。但是這主要是由于他受歷史條件的限制，這說明任何人都不能超越歷史。我們在做事情、考慮問題時，

　　也同樣不可能超越歷史，必須實事求是；在觀察、分析歷史現(xiàn)象和歷史人物時，也必須堅持歷史唯物主義原則。

　　三、電磁學的成就

　　電磁現(xiàn)象和有關(guān)知識是同學們在初中就學習過的，電和磁的現(xiàn)象是人們很早就發(fā)現(xiàn)的，誰知道最早發(fā)現(xiàn)這些現(xiàn)象的國家？

　　生：（回答）

　　師：是我們中國。司南的發(fā)明，是中國人最早發(fā)現(xiàn)磁現(xiàn)象的證據(jù)；而最早注意到電的也有我們中國，在甲骨文中的“電”字就是證據(jù)。但是，由于古代的中國人忽視對理論的發(fā)現(xiàn)和總結(jié)，所以只能在傳統(tǒng)科學領(lǐng)域走在世界的前列。在近代科學興起后，中國就開始落后了，那么，電磁學在歐洲是怎樣發(fā)展起來的呢？

　　生：（回答）

　　師：丹麥科學家奧斯特首先發(fā)現(xiàn)電與磁之間存在著一定的聯(lián)系。這種認識對電磁學的發(fā)展具有極其重大的作用。法拉第對奧斯特發(fā)現(xiàn)的評價是：“猛然打開了科學中一個黑暗領(lǐng)域的大門”。他于1821年開始對電磁現(xiàn)象進行刻苦的鉆研，屢遭挫折，他說過自己的感覺：“費了好大的勁最終拉上來的可能不是魚而是草。”但是并不氣餒，經(jīng)過10年的艱苦研究，終于在1832年用實驗證明了電磁感應現(xiàn)象，這是19世紀電磁學的輝煌成就，為人類電氣時代的到來創(chuàng)造了必要條件。成名以后，他獲得了應有的榮譽，各國贈給他的學位、學銜及榮譽達94種，但是他從來不炫耀，他說：“我從來沒有為追求這些榮譽而工作。”電磁學是這樣，那么化學又是如何進步的呢？請同學們閱讀課文并結(jié)合所學習過的化學知識，把近代化學的發(fā)展情況概括出來。

　　四、化學的進步

　　師：（引導學生整理近代化學發(fā)展概況）作為近代化學的創(chuàng)始人，波義耳在燃燒實驗中發(fā)現(xiàn)燃燒后的金屬殘渣比原來的金屬增加了重量，而有機物在燃燒后的重量卻大大減少。他認為這是金屬在燃燒過程中吸收了火粒子所致，而有機物原來含有的大量火粒子散失到空中去了。這種“火粒子”的說法，被發(fā)展為“燃素說”。18世紀70年代英國化學家普利斯特列發(fā)現(xiàn)了多種氣體，其中包括具有強烈助燃性的氣體，即氧氣。但是由于他相信燃素說，沒有意識到自己這個發(fā)現(xiàn)的重要性。他在訪問巴黎時將此發(fā)現(xiàn)告訴了拉瓦錫，拉瓦錫敏感地注意到這個發(fā)現(xiàn)的重要性并馬上重復此實驗，在經(jīng)過嚴格的定量實驗，他確認這種能夠幫助燃燒的氣體就是氧氣，物質(zhì)在燃燒后增加了重量是因為吸收了氧氣。他還指出，燃燒是一種氧化作用。這給燃素說以致命的打擊，使化學的發(fā)展步入正軌。（引導學生分析二人在同樣的實驗結(jié)果面前，卻得出不同結(jié)論的原因）

　　生：（討論）

　　師：普利斯特列拘于成說，拉瓦錫卻能夠堅持實踐第一而不唯舊說是從。后來的科學家指出：“他的偉大功績在于：他能夠把別人完成的實驗工作繼承下來，并用自己的定量實驗補充、加強，通過嚴格的合乎邏輯的推理步驟，闡明所得實驗結(jié)果的正確解釋。”同樣，對于所發(fā)現(xiàn)的許多元素之間的關(guān)系，在19世紀已經(jīng)引起科學家的注意。如，19世紀初，英國科學家道爾頓建立了科學的原子論。不久，意大利一位科學家又提出體積相等的氣體所含的分子數(shù)相等的想法，提出了分子的概念。到19世紀60年代末，俄國科學家門捷列夫發(fā)現(xiàn)了元素周期律，并制定了化學元素周期表。后來的發(fā)現(xiàn)證明了他預言的正確性。周期律的發(fā)現(xiàn)，是無機化學的系統(tǒng)化和大綜合，具有重要意義。堅持用聯(lián)系的觀點來觀察、研究是他成功的重要原因之一。（引導學生分析元素周期律與辯證唯物主義理論之間的關(guān)系）

　　生：（討論）

　　師：元素性質(zhì)變化是量變到質(zhì)變的過程，周期律所反映的是物質(zhì)內(nèi)部嚴格的本質(zhì)聯(lián)系，雄辯地證明了物質(zhì)世界多樣性的統(tǒng)一，事物是普遍聯(lián)系的和發(fā)展的這一質(zhì)量互變規(guī)律的正確。門

　　捷列夫的研究成功，事實上也是不自覺地運用這一理論的結(jié)果。從此我們可以清楚地看到科學的思想方法的巨大威力。既然事物是普遍聯(lián)系的，那么生物之間的聯(lián)系也同樣早就引起人們的注意了。

　　五、生物學的巨大進步

　　生：（在教師引導下，整理生物學成就簡表）

　　師：為什么生物學受神學的影響最大呢？因為這涉及最復雜、最微妙的生命現(xiàn)象。與此相對照，可以清楚地看到英國科學家哈維建立的血液循環(huán)學說的重要性。請同學們閱讀課本的引文，思考促進科學發(fā)展的因素有哪些？

　　生：（在分析、歸納的基礎(chǔ)＿土進行討論）

　　師：（小結(jié)學生的討論）指出，科學的發(fā)展應該包括：社會條件——社會背景和社會要求。知識條件——前人的研究成果。科學家的個人條件——為科學獻身的精神和正確的思想方法。

　　哈維以大無畏的獻身精神，沖破神學的束縛，開創(chuàng)了現(xiàn)代生物學。與細胞學說這一對微觀生命現(xiàn)象的研究成果相對的是達爾文從宏觀的角度觀察生物界的發(fā)展變化，創(chuàng)立了生物進化論。此理論在科學上和思想上有什么意義呢？

　　生：（討論）

　　師：達爾文創(chuàng)立的生物進化論學說的核心觀點是物種的“優(yōu)勝劣汰”，他把變異和自然選擇看作新物種起源的重要因素。達爾文的生物進化論是對生物學的一次偉大的綜合，使生物學徹底擺脫了神學的影響而成為真正意義上的科學；在科學方法上，將“變化”、“發(fā)展”等觀念引入科學領(lǐng)域，使人類的思想發(fā)生了飛躍。進化論為馬克思主義的唯物辯證法提供了有力的證據(jù)。馬克思說：“它為我們的觀點提供了自然科學基礎(chǔ)。”他對達爾文進化論的評價非常高，在《資本論》第一卷出版后立即贈給達爾文一本。達爾文對此也很感激，在回信中表示：“我們兩人都希望擴大知識領(lǐng)域，而這無疑地將造福于人類。”現(xiàn)代思維科學的三論之一—一控制論的創(chuàng)立者維納指出：“早在19世紀時，達爾文的進化觀念所產(chǎn)生的影響就不僅僅限于生物學領(lǐng)域了，所有的科學家和社會學家都是從他那個時代的種種富有價值的源泉中汲取他們的科學思想的。”

　　近代微生物學的奠基人巴斯德與大多數(shù)科學家一樣，是個具有為科學獻身精神的品德高尚的人。法國建立了以他的名字命名的研究院，國家元首授與他法國的最高榮譽——大十字勛章，俄國沙皇為了感謝他的發(fā)明治療好許多俄國人的狂犬病，送給他100萬金法郎。巴斯德堅持功績不是他一個人的，與助手分享了這些榮譽。

　　生：（在教師指導下，閱讀課本中關(guān)于恩格斯《自然辯證法》的引文）

　　師：當科學發(fā)展到19世紀晚期時，在研究運動的最古老的物理學中開始發(fā)生革命性的變化，物理學的新時代開始。請舉例說明稱之為“革命性的變化”和“新時代”的依據(jù)。

　　六、物理學的新時代

　　生：（舉例說明）

　　師：倫琴發(fā)現(xiàn)放射線和居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性元素鐳，把人們的視野引向微觀世界的運動這樣一個“新”的領(lǐng)域。愛因斯坦相對論的提出，也使人們的科學思想為之一新。愛因斯坦在總結(jié)前人實驗事實的基礎(chǔ)上，于20世紀初建立和發(fā)展起來的關(guān)于物質(zhì)運動與時間空間關(guān)系的理論。此前，人們根據(jù)經(jīng)典的時空觀解釋光的傳播等問題時，發(fā)現(xiàn)一系列尖銳的矛盾。相對論針對這些問題建立了新的時空觀和高速物體的運動規(guī)律，對以后物理學的發(fā)展具有重大作用。相對論分狹義相對論和廣義相對論兩部分。在1915年創(chuàng)立的狹義相對論中，包括的基本原理有：相對性原理——在任何慣性參考系中，自然規(guī)律都相同。光速不變原理—一在任何慣性系中，真空光速都相同。由此可以推導出許多重要結(jié)論，如：量度物體長度時，可以測量到運動物體在其運動方向上的長度要比靜止時縮短。量度時間進程時，可以看到運動的時鐘要比靜止的時鐘行進得慢。物質(zhì)質(zhì)量隨速度的增大而變大。物體的質(zhì)量與能量之間滿足質(zhì)能關(guān)系式E＝mc。但是只有在高速運動時，效應才顯著。在一般情況下，相對論效應極其微小，所以牛頓力學可以認為是相對論力學在低速情況下的近似。根據(jù)1916年創(chuàng)立的廣義相對論，認為萬有引力的存在是由于物質(zhì)的存在和一定的分布狀況使時間空間性質(zhì)變得不均勻（所謂的時空彎曲）所致，并由此建立了引力場理論。根據(jù)廣義相對論得出的一些重要推論，如：光線在引力場中發(fā)生彎曲等，與后來的觀測結(jié)果基本相同。從此，人們開始認識到：宇宙中的一切，連時間和空間這樣過去被認為是永恒的東西，也不是絕對不變的，而是隨著物勵運動而變化的。相對論首先引起了物理學思想的重大革命，第一，相對論否定了牛頓力學體系的絕對空間和絕對時間觀念，時間、空間和物質(zhì)運動是辯證的統(tǒng)一。時間、空間隨著物質(zhì)的運動而發(fā)生變化。第二，揭示了萬有引力的物質(zhì)基礎(chǔ)，即萬有引力是由物質(zhì)的存在與分布使時間與空間的性質(zhì)不均勻而引起的。相對論更重大的影響是為馬克思主義提供了自然科學方面的基礎(chǔ)，再次證明了物質(zhì)第一的觀點；證明了馬克思主義是真正的科學理論，是真理。但是，這是否就說明牛頓力學體系是錯誤的呢？請思考并討論課本上的思考題。

　　生：（討論）

　　師：牛頓力學是人類在低速運動時代關(guān)于運動規(guī)律的認識，在低速運動的情況下，這些認識依然是正確的。愛因斯坦說過，要是沒有牛頓的發(fā)現(xiàn)，他自己的研究都是不會成為可能的。

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