第六单元 杰出的科学家.docx
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第六单元杰出的科学家
第六单元杰出的科学家
[课标内容]
1.了解李时珍、詹天佑、李四光等科学家的主要事迹，认识他们对社会发展所作的贡献。
2.了解牛顿、爱因斯坦等人的成长历程及主要科学成就，认识他们在社会发展中的作用。
第一课杰出的中医药学家李时珍
[说明]
“杰出的中医药学家李时珍”一课为学生课外阅读内容。
第二课中国铁路之父詹天佑
[说明]
“中国铁路之父詹天佑”一课为学生课外阅读内容。
第三课中国地质力学的奠基人李四光
[基本要求]
了解李四光的主要事迹：
留学归来报效祖国、创建地质力学、推动中国石油和其他矿产资源的开采。
感受李四光的科学精神和爱国情操，增强历史使命感和社会责任感。
[发展要求]
认识李四光的科学成就对中国社会发展的重大贡献。
[说明]
知识与能力
了解李四光的主要事迹：
留学归来报效祖国、创建地质力学、推动中国石油和其他矿产资源的开采。
过程和方法
阅读教材，编制和研读李四光生平年表。
联系李四光的生活年代，捕捉人物成长心路。
陈述自己的观点，提炼对人物认识。
情感、态度、价值观
感受李四光的科学精神和爱国情操，增强历史使命感和社会责任感。
教学重点
李四光在科学研究上的杰出成就和对国家建设的主要贡献。
教学难点
李四光成为科技界一面旗帜的原因。
导入新课
“行路难，行路难，多歧路，今安在？
长风破浪会有时，直挂云帆济沧海！
”，这是我国第一首小提琴曲《行路难》，它的谱曲者是……
曾立下“努力向学，蔚为国用”的人生志向；
曾是前清进士、同盟会会员、中国共产党员、中国科学院副院长；
是中国地质力学的创建人；
是他摘掉了“中国贫油论”的帽子。
…………
他是谁？
？
一、生平年表
1889年10月26日生于湖北黄冈
1904年官费留学日本
1905年加入同盟会
1907年考入大阪高等工业学校，习舶用机关
1910年回国
1911年 参加留学生廷试，成为“工科进士”
1913年入英国伯明翰大学，先学采矿后转地质
1920年聘任为北京大学地质系教授
1926年发表《地球表面形象变迁的主因》
1928年担任中央研究院地质研究所所长
1945年发表专著《地质力学的基础与方法》
1948年英国第18届国际地质大会宣读《新华夏海之起源》
1950年回国，任中国科学院副院长
1952年任中国地质部部长
1956年任中国石油地质委员会主任
1958年任中国科学技术协会主席
1960年中国第四纪冰川遗迹研究工作中心联络组组长
20世纪60年代初完成《地质力学概论》一书。
此书为地质力学的代表作
1971年4月29日卒于北京
☆问：
将其生平分期。
晚清时期、辛亥革命、民国时期、新中国时期
☆问：
李四光的求学经历有哪些转变？
说明了什么？
李四光在日本留学，学习造船，而后，又到英国学习采矿，后又转学地质，与甲戊战争联系，学生可以想到甲戊战争，中国北洋舰队全军覆没，他要立志发展中国的造船业，有朝一日雪国耻。
造船需要钢铁，钢铁开采需要地质知识。
说明他学习的目的就是为了国家的富强。
☆问：
李四光的人生道路有哪些转变，说明了什么？
李四光由一个同盟会最小的会员到北洋政府的高官，再到英国留学，后回到国内从事地质研究，从政治转移到学术。
说明他的民主精神。
☆问：
李四光三次均选择回国。
是哪些因素使他对祖国如此忠诚？
“我学习地质,是为了繁荣自己的祖国,造福于中华民族。
外国的条件再优越,也解决不了我们中华民族的贫穷问题。
我是个中国人,理应回中国去。
为祖国找矿，才是我的志向。
”
二、科学成就
科学领域
主要理论成就
成功运用
地质力学
创立地质力学这一新兴学科
勘探石油/寻找铀矿/预测地震
古生物学
创立蜓科化石鉴定化石10条标准
为寻找和开发煤炭资源提供依据
冰川学
确定中国第四纪冰川的存在
为重大工程选址服务
☆创立新理论“地质力学”
（1）创立经过
萌芽：
1926年，发表《地球表面形象变迁的主因》
正式提出：
1945年，《地质力学的基础和方法》
载入史册：
1948年，在伦敦国际地质科学大会上作《新华夏海的起源》的报告
系统总结：
60年代初，《地质力学概论》，成为地质力学的代表作和里程碑
地质力学：
“它的一条腿站在地质学方面，另一条腿站在力学方面。
反映地壳运动的一切现象是地质力学考察和研究的对象”.
（2）作用
对矿产的分布规律、工程地质、地震地质等方面问题的解决都有重要意义。
（3）成功运用
寻找石油资源——勘测到大庆、大港、胜利、华北等大油田；使中国摘掉“贫油”的帽子，为国家经济建设提供能源保障
寻找铀矿资源——发展核能事业；
探索地震预报——加强各种地质灾害的预测和预防；
为成昆铁路选线、攀枝花钢厂选址等总共大工程服务
三、评价
学术地位：
我国杰出的地质学家、地质力学的创建者，新中国地质事业的开拓者、奠基人。
人格魅力：
他把一生都献给了科学事业，献给祖国和人民。
他早年立下报国之志，以国家强大、开发祖国地下宝藏为己任，有强烈的民族自尊心和自信心。
总体评价：
以杰出的成就为中国科学工作者树立了光辉的榜样，在中国科学发展史上具有不可替代的位置。
周恩来称其为“中国科技界的一面旗帜”。
总结：
李四光是位颇有传奇色彩的人物，他早年受孙中山“努力向学，蔚为国用”的勉励，后再度出国留学，在新中国成立之际冲破重重阻碍回到祖国。
他打破了两个“洋神话”，被誉为中国的“地质之光”。
请问：
李四光打破了哪两个“洋神话”？
李四光的哪些精神值得当今青年科技者学习？
①他确定中国第四纪冰川的存在，有力地反驳了中华文明由西方传入的论调。
在他的地质力学理论的指导下，中国成功发现了许多大型油田，推翻了外国人“中国贫油”的观点。
②崇高的爱国主义精神，为科学献身的精神，少年大志的精神，敢于挑战权威、勇于探索真理的精神，严谨治学的精神。
作业：
随堂练习
教后记：
第四课近代科学之父牛顿
[基本要求]
了解牛顿的成长历程，简述他的主要科学成就：
建立经典物理学理论体系、发明反射望远镜等。
感受牛顿严谨的科学态度与勤奋的探索精神。
[发展要求]
认识牛顿在社会发展中的作用，感悟其成长的人生启迪。
[说明]
教学时可联系必修Ⅲ专题七“近代物理学的奠基人和革命者”一课的有关内容。
知识与能力
了解牛顿的成长历程，简述他的主要科学成就：
建立经典物理学理论体系、发明反射望远镜等。
过程和方法
陈述自己的观点，提炼对人物认识。
情感、态度、价值观
感受牛顿严谨的科学态度与勤奋的探索精神。
教学重点
牛顿为什么能够成为“近代科学之父”？
教学难点
认识牛顿在社会发展中的作用，感悟其成长的人生启迪。
导入新课
英国诗人波普曾经这样写道：
自然界和自然规律
隐藏在黑暗中，
上帝说：
让牛顿出生吧！
于是，一切都成为光明。
一、生平
1643年1月4日，艾萨克·牛顿出生于英国乌尔斯索普，母亲是汉纳·牛顿。
他的父亲3个月前就去世了。
1655年牛顿12岁，开始上格兰瑟姆文法学校。
1661年6月牛顿18岁，进入剑桥大学。
1664年春天，牛顿21岁，开始进行光的实验。
1665年牛顿拿到文学士学位，并开始发展他自己的高等数学。
1666年牛顿在引力定律方面取得了重大突破。
伦敦流行大鼠疫，并扩散到其他城市。
牛顿离开剑桥，回到伍尔斯索普。
1667年3月，牛顿返回剑桥大学。
6个月内，他被推选为三一学院的研究员。
1669年7月，牛顿的作品《分析论》开始发行。
10月，牛顿被任命为剑桥大学卢卡西讲座的数学教授，年仅26岁，是担任该职位的最年轻的人。
1670—1671年牛顿研制出他的反射望远镜。
1672年牛顿应邀参加皇家学会，这是一个由资深科学家组成的团体。
2月，牛顿向学会递交了他的入会后的第一篇论文。
1679年6月，牛顿的母亲去世。
1684年牛顿开始撰写他的《自然哲学的数学原理》，该书通称为《原理》。
1686年4月28日，《原理》一书的摘要在皇家学会宣读。
该书被视为科学界的经典作品。
1689年牛顿被推选为剑桥大学代表，参加英国“国会会议”。
1693—1696年牛顿患了一种奇怪的病。
1696年3月，牛顿病体康复，接受皇家造币厂的监造员一职。
1699年12月，47岁的牛顿被任命为皇家造币厂厂长。
1701年牛顿被选为代表剑桥大学的英国下议院议员。
1703年11月30日，牛顿被选为皇家学会主席。
1704年牛顿有关光的研究的著作《光学》出版。
1705年牛顿被安妮女王封为爵士。
他是第一位获此殊荣的科学家。
1727年3月30日，牛顿爵士逝世，享年84岁。
二、科学成就
领域
成就
数学
提出二项式定理以及微积分的初步算法
物
理
学
光学
（1）制作折射望远镜，对太阳光进行反射实验，证明日光由七色光组成，说明物体颜色的形成原理；
（2）在《关于光和色的新理论》中提出了光的“微粒说”。
力学
（1）创立了物体运动三定律和万有引力定律；
（2）《自然哲学中的数学原理》,标志着经典力学理论体系的建立。
天文学
制作了世界上第一架反射望远镜考察行星运动，解释了潮汐现象、地球的圆扁形状等问题。
☆牛顿力学体系的建立
1、前提
☆“我之所以能比别人看得远些，是因为我站在巨人们的肩上。
”在发现万有引力定律的过程中，有哪些巨人的肩膀托起了牛顿？
（哥白尼、开普勒、伽利略）
2、过程
（1）提出万有引力定律
（2）建立标志：
1687年《自然哲学的数学原理》的发表
内容：
提出了物体机械运动的三大定律和万有引力定律，这些定律构成一个统一的体系，把天上和地上的物体运动概括在一个理论中，牛顿力学体系确立起来。
解释了潮汐现象，地球圆扁形状等问题。
3、意义
构成了完整的力学理论体系，标志经典力学体系的建立。
居于物理学的统治地位，直到爱因斯坦相对论和量子力学的建立才打破了这种绝对权威。
人们把牛顿力学体系的建立作为近代科学形成的标志，认为这是人类认识史上对自然规律的第一次理论上的概括和总结，所以有人把它誉为“从古至今最伟大的科学巨著”。
打开了工业革命的大门。
☆牛顿获得巨大成就的原因
主观条件
勤奋的探索精神；科学的研究方法；注重实验，采用“归纳-演绎”法；善于借鉴吸收并大胆创新。
客观条件
前人的研究成果提供坚实的基础；
有利的社会环境：
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；
三、评价
牛顿是英国物理家、数学家和天文学家，是经典力学建立者。
是近代科学之父。
他创建了经典力学的理论体系，在光学、数学、天文学研究方面也做出划时代发明和发现，牛顿是17世纪科学革命中所涌现出来最伟大的科学家，也是人类历史上最伟大的科学家之一。
作业：
随堂练习
教后记：
第五课20世纪的科学伟人爱因斯坦
[基本要求]
了解爱因斯坦的成长历程，简述他的主要科学成就：
提出狭义相对论、广义相对论、光量子假说等。
感受爱因斯坦脚踏实地进行科学研究和勇于科学创新的精神。
[发展要求]
认识爱因斯坦对科学和社会发展的巨大推动作用，感悟其成长的人生启迪。
[说明]
教学时可联系必修Ⅲ专题七“近代物理学的奠基人和革命者”一课的有关内容。
知识与能力
简述爱因斯坦的主要科学成就；了解他的成长历程，感受他对科学的创新精神，理解爱因斯坦的科学成就对科学和人类社会发展的巨大贡献；培养学生阅读材料能力，学会运用历史唯物主义基本观点，认识爱因斯坦取得成功的原因。
过程和方法
整合教材资源 引导学生选择，提供情境材料来体验感知历史、理解历史，主动参与合作交流的历史学习过程。
引导学生运用探究性学习方法，采用合作教学的手段通过对爱因斯坦生平事迹的了解，认识他的主要科学成就及其对社会的责任感。
情感、态度、价值观
通过本课学习，使学生认识科学创新精神是人类不断进步的源泉，使学生懂得科技的力量，以及爱因斯坦的科学精神，感受伟大科学家的优秀品质，从而树立对社会历史使命感和责任感。
教学重点
了解爱因斯坦的成长历程，简述他的主要科学成就，感受他脚踏实地地进行科学研究和勇于科学创新精神。
教学难点
认识爱因斯坦对科学和社会发展的巨大推动作用，感受其成长的人生启迪。
导入新课
2005年是爱因斯坦逝世50周年，同时也是他提出狭义相对论100周年。
100年前，年仅26岁的毛头小伙爱因斯坦，以他卓越的思考力、非凡的洞察力，提出了狭义相对论，传统经典物理学由此彻底改变。
这一种颠覆是多么激动人心，为纪念相对论诞生100周年暨爱因斯坦逝世50周年，联合国大会将2005年确定为“国际物理年”，这是联合国首次为一个学科确定的全球规模的纪念活动。
爱因斯坦，这位在许多国度千年人物（1001－2000年）评选中都居榜首的俊杰，绝不仅仅是因为在物理学上的成就。
他既是伟大的科学家、现代物理学的开创者和奠基人，更是杰出的思想家，他是一幅视野开阔的思想宽银幕。
一、生平
是20世纪最伟大的自然科学家，物理学革命的旗手。
1879年3月14日生于德国乌耳姆一个经营电器作坊的小业主家庭。
一年后，随全家迁居慕尼黑。
父亲和叔父在那里合办一个为电站和照明系统生产电机、弧光灯和电工仪表的电器工厂。
在任工程师的叔父等人的影响下，爱因斯坦较早地受到科学和哲学的启蒙。
1894年，他的家迁到意大利米兰，继续在慕尼黑上中学的爱因斯坦因厌恶德国学校窒息自由思想的军国主义教育，自动学籍和德国国籍，只身去米兰。
1895年他转学到瑞士阿劳市的州立中学；1896年进苏黎世联邦工业大学师范系学习物理学。
1900年毕业。
由于他的落拓不羁的性格和独立思考的习惯，为教授们所不满，大学一毕业就失业，两年后才找到固定职业。
1901年取得瑞士国籍。
1902年被伯尔尼瑞士专利局录用为技术员，从事发明专利申请的技术鉴定工作。
他利用业余时间开展科学研究，于1905年在物理学三个不同领域中取得了历史性成就，特别是狭义相对论的建立和光量子论的提出，推动了物理学理论的革命。
同年，以论文《分子大小的新测定法》取得苏黎世大学的博士学位。
1908年兼任伯尔尼大学编外讲师，从此他才有缘进入学术机构工作。
1909年离开专利局任苏黎世大学理论物理学副教授。
1911年任布拉格德语大学理论物理学教授，1912年任母校苏黎世联邦工业大学教授。
1914年，应M.普朗克和W.能期脱的邀请，回德国任威廉皇帝物理研究所所长兼柏林大学教授，直至1933年。
1920年应H.A.洛伦兹和P.埃伦菲斯物（即厄任费斯脱）的邀请，兼任荷兰莱顿大学特邀教授。
回德国不到四个月，第一次世界大战爆发，他投入公开的和地下的反战活动。
他经过8年艰苦探索，于1915年最后建成了广义相对论。
他所作的光线经过太阳引力场要弯曲的预言，于1919年由英国天文学家A.S.爱丁顿等人的日全食观测结果所证实，全世界为之轰动，爱因斯坦和相对在西方成了家喻户晓的名词，同时也招来了德国和其他国家的沙文主义者、军国主义者和排犹主义者的恶毒攻击。
1933年1月纳粹攫取德国政权后，爱因斯坦是科学界首要的迫害对象，幸而当时他在美国讲学，未遭毒手。
3月他回欧洲后避居比利时，9月9日发现有准备行刺他的盖世太保跟踪，星夜渡海到英国，10月转到美国普林斯顿，任新建的高研究院教授，直至1945年退休。
1940年他取得美国国籍。
1939年他获悉铀核变及其链式反应的发现，在匈牙利物理学家L.西拉德推动下，上书罗斯福总统，建议研制原子弹，以防德国占先。
第二次世界大战结束前夕，美国在日本两个城市上空投掷子弹，爱因斯坦对此强烈不满。
战后，为开展反对核战争的和平运动和反对美国国内法西斯危险，进行了不懈的斗争。
1955年4月18日因主动脉瘤破裂逝世于普林斯顿。
遵照他的遗嘱，不举行任何丧礼，不筑坟墓，不立纪念碑，骨灰撒在永远对人保密的地方，为的是不使任何地方成为圣地。
二、主要科学成就
1、相对论
引发了传统物理学的伟大革命和人类自然科学的一次革命。
改变了人们对宇宙的认识，其影响还渗透到人文社会科学领域，是人类思想发展史上的一次根本性变革。
（1）狭义相对论
标志：
1905年《论物体的电动力学》（26岁）
基本原理：
相对性原理：
一切物理规律在任何惯性系中都具有相同的形式。
即：
物理定律与惯性系的选择无关，对物理定律来说，所有惯性系都是等价的。
光速不变原理：
在所有惯性系中，光在真空中的速率相同，与惯性系之间的相对运动无关，也与光源、观察者的运动无关。
意义：
改变了牛顿力学的时空观，揭露了物质和能量的相当性，为原子能的利用奠定了理论基础；是近代物理学领域的一次伟大革。
命
（2）广义相对论
标志：
1916年《广义相对论的基础》
基本原理：
等效原理：
在一个加速运动的系统里，物体会自动改变运动状态，而改变这种运动状态的力，就是惯性力。
广义相对性原理：
在加速运动系统理的惯性力，可以运用到时空中的各种物体运动上。
2、光量子假说
解释了光电效应推动了量子力学的发展
3、宇宙学、统一场论的研究
三、为人类和平进步而斗争
一战时：
支持反战宣言
一战后：
致力于恢复各国人民的相互谅解，呼吁人民为和平而斗争
二战时：
建议罗斯福抢在纳粹之前研制原子弹，痛心原子弹爆炸引起的大量平民伤害
二战后：
致力于防止核战争的发生，发表了反核战的《罗素-爱因斯坦宣言》
鉴于未来任何世界大战必将使用核武器，而这种武器威胁着人类的继续生存，我们敦促世界各国政府认识到并公开承认，它们的目的决不能通过世界大战来达到，因此，我们也敦促它们寻求和平办法来解决它们之间的一切争端。
我们将结束人类的生存呢，还是人类将结束战争？
——《罗素—爱因斯坦宣言》
☆爱因斯坦的逝世与葬礼：
1955年4月18日爱因斯坦病逝于普林斯顿。
遵照他的遗嘱，不发讣造，不举行公开葬礼，不建坟墓，不立纪念碑。
火化时按照他的书面遗嘱：
免除所有花卉布置以及所有音乐典礼。
骨灰撒在永远对人保密的地方，为的是不使任何地方成为圣地。
遗嘱执行者用歌德悼念席勒的诗结束了那朴素的葬礼：
我们全都获益不浅，
全世界都感谢他的教诲；
那专属他个人的东西，
早已传遍广大人群。
他像行将陨灭的彗星，
光华四射，
把无限的光芒同他的光芒永相连结。
四、评价
阿尔伯特·爱因斯坦（AlbertEinstein，1879—1955）是20世纪最伟大的科学家。
他创立的相对论为科学的发展带来了革命性的变化；他提出的著名的质量能量公式E=mc2,为原子弹的研制提供了理论依据；他热爱和平，厌恶战争，关心人类的命运；而他伟大的人格更是留给后人的一笔最宝贵遗产。
作为一个物理学家，他近乎单枪匹马地完成了狭义相对论和广义相对论,同时又与普朗克和玻尔共同奠定了量子力学的基础。
因为有他的思考,整个物理学发生了巨大的改变,整个世界也随之而变……
作为一个热爱思想的人,作为一个从思想中获得乐趣的人,爱因斯坦从未停止过思想，更难能可贵的是他一直坚持自由平等和反战的立场，对世界与人类的命运充满了终极关怀……
作为“自然之子”，爱因斯坦坚信自己对自然的理解，始终保持着一颗质朴而单纯的赤子之心，坦然地对待生活的挫折和命运的坎坷……
☆思考题：
由于相对论的观点与人们的日常经验不太一致，甚至有着尖锐的冲突，相对论从一开始就受到包括一些科学家在内的很多人的反对。
1921年爱因斯坦获得了诺贝尔奖，当时不少德国的诺贝尔奖获得者威胁说，如果给相对论授奖，他们就要退回已获得的奖章，结果评选委员会只好让爱因斯坦作为光电效应理论的建立者得奖，相对论始终没有获得诺贝尔奖。
但相对论在物理学上却非常合理且为实验所证实。
上述现象说明了什么问题?
给我们什么启发?
说明：
象许多事物一样，科学的发展道路也并非一帆风顺，往往会遇到很多阻力。
启示：
要敢于怀疑常识，勇于创新，因为即使生活中习以为常、看起来无懈可击的规律也可能是不科学的。
作业：
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