第23课《近代自然科学的兴起》.docx

1、第23课近代自然科学的兴起第23课近代自然科学的兴起 康外实中 庄晶晶【内容主旨】近代西方自然科学得益于人文精神的复兴，效力于欧洲产业革命，在渐趋民主的政治环境中最终释放出理性之光，成为近代世界史上重要的支点。通过对近代自然科学发展过程的学习，剖析科学发展的社会背景和深远影响，理清科学、宗教、人类三者之间的内在关系，揭示科学奥秘，感受科学家的优秀品质，感悟科学精神。【教学目标】知道近代自然科学兴起的背景，哥白尼、布鲁诺、开普勒、伽利略和牛顿等科学家在近代科学兴起过程中的成就与地位；尝试从问题讨论中初步形成对事物与特定时间及空间的联系进行观察、分析的“时空观念”；感悟历史人物敢于质疑，勇于创新，

2、尊重实证、弘扬理性，不断追求真理和捍卫真理的科学精神。【重点难点】重点：哥白尼、伽利略和牛顿的主要科学成就难点：科学精神【教学过程】导入：当我们坐在微格教室、享受着科学为我们带来的便利之前，先让我们把目光回到100年前的旧中国。1915年陈独秀创办新青年，标志着新文化运动的开始。他与胡适等一批先进知识分子在中国的旧旧思想、旧文化、旧传统的祭坛上奉上了“民主”和“科学”。在之前的美国历史中我们粗略地了解了一下什么是民主，现在我想请问大家，那什么是科学呢？（学生回答）是知识？是技术？是发明？难道中国自古以来就没有科学知识，没有科学发明？其实科学可以追溯到古典时代的希腊和中世纪的穆斯林世界，最早可追

3、溯到古代的两河流域、埃及、中国。既然中国自古以来就有科学，那么，陈独秀他们为什么还要从西方引进科学？科学在之后的历史发展中又被赋予哪些内容、哪些内涵呢？要想解决这个问题，就让我们把目光再从100年前的旧中国追溯回500年前的欧洲，一起来学习第23课近代自然科学的兴起PPT:课题近代自然科学的兴起过渡：1450年-1750年之间的欧洲，是人类历史发展的新阶段。在这一时期，新的事物不断涌现，尤其在思想文化方面，文艺复兴、宗教改革、启蒙运动接踵而至。这些思想解放运动将人开始从神权中、教权中和王权中解放出来。而这些“新思想”的传播，如同和煦的春风，逐渐吹散了笼罩在欧洲上空的“中世纪”的阴霾。在这段时期

4、里，一些思想家的思维方式发生变化：他们决定要以人的思考去替代神的旨意，决心依靠自己的才智领悟知识。他们以“大胆求知”为座右铭，强调知识的自主性和思想的自由活动。这场基本思维方式的巨变发生在地上：1492年，哥伦布发现新大陆，开阔了欧洲人的视野和胸襟，商业贸易与航海探险一起向欧洲人展示了无限广阔的前景；这场巨变更发生在天上：1543年，波兰天文学家哥白尼天体运行论的出版开启了一场影响深远的科学革命，标志着近代自然科学的兴起。一上帝的漏洞：向天空寻找真相我们先请一位同学根据书中小字介绍一下哥白尼（P119第一段小字） 哥白尼生活在1473-1543年，正是文艺复兴发展时期。波兰又深受文艺复兴的影响

5、，推崇教育和科学。在中世纪的最后200多年中，波兰80%的农村都办起了学校，城乡学校的总数多达3500所左右。哥白尼就读的克拉科夫大学创建于1364年，排在欧洲最古老大学的第六位。哥白尼从小在这样的环境中成长。长大后又到文艺复兴发源地意大利深造。在读书期间，接触到许多杰出的人文主义者，也接触到一些自由的思想和务实的科学态度。在大学期间有两件事对他影响很大：1492年，在他大学二年级的时候，哥伦布发现新大陆的消息传遍了整个欧洲。随之而来的一系列地理大发现既引发了他的兴趣，也引起了他的质疑。另一次在一次家庭宴会上，一位著名的人文主义者听说哥白尼喜欢研究天文的时候，对哥白尼说了这样的一句话：“做为天

6、文学家，你要牢牢记住，千万别把天体看成是人类的奴仆，要尊重它们的独立人格。它们不是为了人类而存在的。”地理大发现带来的大量经验事实和哥白尼的一些人生经历深深影响着哥白尼，他想要自由地寻求知识，想要自主地运用知识，去验证当时绝大多数人包括他自己在内的一直信奉的某些学说。哥白尼经过20多年的天文观察和潜心研究，最终在临终前发表了天体运行记。并由此引发了一场伟大的思想革命，标志着近代自然科学的诞生。但就是这样一本惊世骇俗的伟大著作，它的发表却历经波折。用哥白尼自己的话来说，“我为之整整等了4个9年”，最终还是在学生和朋友的一再催促下才胆怯的发表。既然是伟大著作，可哥白尼为什么却不敢发表呢？书中到底写

7、了什么呢？PPT:问题：哥白尼为什么不敢发表天体运行论呢？我们先来看看哥白尼的主要观点：（学生阅读，回答）PPT：地球不是宇宙的中心地球围绕太阳运转太阳才是宇宙的中心请同学们根据你们现有的地理知识，看看哥白尼的观点有问题吗？（学生回答）虽然有对有错，但是能发表吗？（学生回答：可以）那哥白尼为什么不敢呢？当我们将他的科学观点置于那个时代，又会意味着什么？我们再来看看当时绝大多数人们信奉的传统学说：PPT：托勒密“地心地静说”当时由古希腊学者亚里士多德提出、托勒密发展的“地心地静说”深入人心：地球是宇宙的中心，地球是静止不动的，太阳和其他一切天体都围绕着地球转动。后来人们又给这一学说增添了宗教色彩

8、：是上帝让人统治万物，所以把人类居住的地球放在宇宙的中心，而地球与宇宙被置于上帝的怀抱之中，沐浴着上帝的光辉。上帝位于宇宙的最外层，推动着宇宙的运行，注视着人类的一举一动。由于这一说法凸显出上帝创世和造人的智慧，因此成为基督教的理论依据存在千年之久而被人们所深信不疑。其他一切学说被视为异端邪说。现在我们回过头来看，哥白尼的科学观点意味着什么呢？（同学回答）PPT：地球不是宇宙的中心 否定地心说地球围绕太阳运转 否定地静说太阳才是宇宙的中心 提出日心说也就意味着打破了主宰世界千年之久的地心说体系，更是将地球逐出了宇宙中心，使“创世说”中有关上帝创造世界的描述成为一派胡言。动摇了教会的权威。我们还

9、是回到问题：哥白尼为什么不敢发表呢？（学生讨论、回答，教师小结）在哥白尼生活的时代，基督教神学在欧洲牢牢地统治太长时期，根深蒂固地渗入到每个人的思维和行为中。自然科学在文艺复兴早期还只是处于萌芽状态。而这个时代还是基督教神学大肆迫害所谓“异端邪说”的时代。做为虔诚的基督教徒，哥白尼意识到他的学说可能会给教会带来的冲击，所以直到临终前才发表天体运行论。著作出版的那一天，他因病已双目失明，只能用手摸了摸封面，几小时后便去世了。虽然哥白尼是胆怯发表著作的，但对基督教来说，任何对地心说的怀疑都意味着反叛，而对科学来说，任何对地心说的质疑都意味着革命。正是从这个角度上来说，日心说的建立，使科学得以从神学

10、的束缚中解放出来，使自然科学开始大踏步前进。标志着近代自然科学的诞生。PPT:“从此自然科学便开始从神学中解放出来科学的发展从此便大踏步前进。” -恩格斯自然辩证法 哥白尼也用他的一生证明一句话：PPT: 人的天职在勇于探索真理。-哥白尼过渡：刚才同学们也说到其学说是有错误的，而就在天体运行论发表后的第5年，意大利思想家布鲁诺出生了，受文艺复兴的影响，他对基督教中世纪的一切传统都持怀疑态度，他以惊人的预见补充和发展了哥白尼学说：（同学阅读，回答）二上帝的钥匙：向宇宙寻找真知PPT：宇宙空间是无限的太阳是太阳系的中心既然宇宙是无限的，何来中心一说？地球既不是宇宙的中心，太阳也不是宇宙的中心，大家

11、发现了没有？哥白尼的宇宙是有限的，布鲁诺的宇宙是无限的。哥白尼把地球逐出了宇宙中心，代之的太阳；而布鲁诺又把太阳逐出了宇宙中心，甚至从根本上取消了宇宙中心。既然宇宙无限，那么上帝又位处何方？布鲁诺甚至没有给上帝留下位置，直接将上帝逐出了宇宙。在哥白尼、布鲁诺时代，基督教神学要求用人类的理性来证明上存在及其伟大力量。哥白尼、布鲁诺都是虔诚的信徒，正是对上帝的虔诚使他们认识到必须用正确的知识才能证明上帝的存在与伟大。但此时，在神学内部都出现了一个最大的悖论：他们要用理性来证明上帝的存在与伟大，但理性最后却总是和信仰背道而驰。这个时候，是选择上帝？还是选择真理？布鲁诺是虔诚的教士，但与其他教士不同的

12、是，他要信仰，但更要理性的灵魂。PPT：要是我们没有理性的灵魂，我们甚至不能信仰。 -布鲁诺1592年，44岁的布鲁诺因朋友出卖而被教会逮捕，开始了长达8年的审讯折磨。但他始终坚持自己的学说。PPT:“布鲁诺宣布，他不打算招供，他没有做过任何可以反悔的事情，因之也没有理由去这样做 ” -1599年10月21日档案记录布鲁诺选择了坚持真理，而教会最终选择了上帝，1600年被教会以火刑处死。如果说哥白尼用一生的行动告诉人们“人的天职在探索真理”的话，布鲁诺用生命诠释了坚持真理、捍卫真理的勇气。面对科学，我们还需要理性的求实求真的精神。过渡：当然，人类的理性并没有在1600年的火刑柱上终止。仅仅9年

13、之后，德国天文学家开普勒发表著作进一步发展和完善了日心说：（同学阅读，回答）PPT：行星是按照椭圆轨道绕太阳运行的过渡：而就在开普勒发表著作的同一年，意大利科学家伽利略制作了世界上第一架可放大20-30倍的可观察天象的望远镜，他用一系列的观察和发现进一步证实了哥白尼学正确性。PPT：发明了第一架天文望远镜通过观察证实了哥白尼日心说的正确性伽利略通过观察获得最直接而明确的证据以证明了地球确实不是宇宙的中心。伽利略一方面注重直接的眼见为实，另一方面又反对仅仅把“眼见为实”作为客观真理的的准则：PPT：理论不应该符合于直接的眼见为实，而应该符合于实验的眼见为实。必须去问自然界，自然界的回答还要用数学

14、形式表示出来，以揭示客观真理。 -（俄）鲍格库兹涅佐夫伽利略传他说，一切推理都是从观察中和实验中得出的。那如何揭示客观真理呢？伽利略把数学和实验完美地结合起来，创造性提出了新的科学研究方法。PPT：开创实验和数学相结合的科学研究方法PPT：伽利略的发现以及他所应用的科学推论方法，是人类思想史上最伟大的成就之一，标志着物理学的真正开端。 -爱因斯坦而伽利略被称之为“近代物理学之父”。科学的发展，不仅有根据事实的知识的革新，而且还有科学方法的创新。由于他公开支持哥白尼学说，遭到了神学家们的猛烈抨击。面对责难，在1615年的一封信中，伽利略阐述了这样一个观点：信仰与理性是不应该对应的。因为圣经是上帝

15、的话，而自然是上帝的造物，都是上帝创造的。但是圣经是写出来给普通大众阅读的，可以做不同的解释。而自然就是一个客观存在的无法更改。如果科学家揭示自然的某些真实情形与圣经中的话发生冲突了，那么神学家就应该以此来重新修改圣经。大家发现没有：哥白尼是否定上创世说，布鲁诺是把上帝赶出宇宙，而伽利略呢？要求修改圣经。PPT:问题：为什么敢提出修改圣经？谁负责解释圣经？（学生回答）教皇，教会（因为上帝不和有罪之人沟通）那么修改圣经意味着什么？（学生回答）否定教皇，教会为什么会大胆提出昵？说明什么？为什么在这个时候不怕了呢？（学生回答。如果学生有困难，可以引导学生注意伽利略出生的地方和生活的时代）伽利略既受文

16、艺复兴的影响，又接受了宗教改革的洗礼，深受宗教领袖马丁路德敢于向宗教权威和圣经教义挑战的勇气的影响，敢于在思想上向宗教信仰展开顽强的斗争，倡导理性，反对教会的专横独断和向不合时宜的权威挑战。由于那封信和他公开支持日心说，伽利略两次遭到了宗教法庭的审讯。大家千万别小看分裂后的基督教会，此时的宗教神学还是根深蒂固，基督教会依然至高无上，宗教裁判所气焰甚是嚣张。就在这封信发表的15年前布鲁诺被教会送上了火刑柱，离第二次被审讯的1633年也不过是33年的时间。伽利略是否预见到他可能会和布鲁诺同样的命运呢？（学生回答：有可能）既然有前车之鉴，PPT问题：伽利略为什么还敢公开支持日心说？（学生回答：坚持真

17、理）过渡：1642年注定是不平凡的一年，伟大的天才伽利略在这一年去世了，一个更伟大的天才在旧历这一年的圣诞节早晨降生了。PPT ：“如果说我看得远，那是因为我站在巨人们的肩上。” -牛顿如何理解这句话？PPT:哥白尼为人们提供了解释行星运动的简单方式，为牛顿解释行星运动定律开辟道路。开普勒发现行星运行三大定律，为经典力学的建立、牛顿的万有引力定律的发现，都作出重要的提示。 伽利略提出了运动的惯性问题，后来被牛顿加以完善为牛顿经典力学的惯性定律。（学生回答）这句话既表达了牛顿的谦逊，也说明科学有如阶梯式递进的攀登。哥白尼的日心说是科学见解吗？一定都正确吗？（学生回答：是科学见解，但并不是全都正确

18、） 布鲁诺的观点是科学见解吗？一定都正确吗？（学生回答：是科学见解，但并不是全都正确） 托勒密的地心说是科学见解吗？一定都不正确吗？（学生回答：是科学见解，但并不是全都错误） 科学一定是正确的吗？在科学发展过程中，没有哪一种答案是正确的。当时是正确的，后来被更正确的科学所取代。科学之所以能取得巨大成就，就是因为它是在不断继承、纠正的过程中发展起来的，科学也是继承性最强的文化形态之一。牛顿正是站在巨人的肩膀上，公开出版了自然哲学的数学原理，在这本深奥难懂的书里，系统阐述了万有引力定律和三大运动定律，这四条定律构成了一个统一的力学科学体系。而在这一体系向世人展示了一个有规律的真实宇宙，地球和其他天

19、体都按照相同的规律运动，并且可以量化、计算。也正因为在牛顿描述的世界里，处处充满着井然有序的规律和法制，使人们意识到支配宇宙间万物的不是上帝，而是其本身的自然规律。从哥白尼开始，在将近一个半世纪的与宗教神学的抗争后，科学终于将上帝从无生命的领域里驱逐出去。人类完全可以自行发展而无需上帝的管理，匍匐在上帝脚下的人类开始用自己的眼光去打量世界。牛顿的经典力学理论让人类在自然科学上最终获得独立的精神。因此成为近代科学的开端。在这之后，更多的人开始建立起这样一个世界观：既然物质世界有如此的自然规律么在人类社会的发展中，也应该有类似的规律存在，只要将牛顿破解自然之谜的科学方法，适用于人类社会，那么社会发

20、展的规律也能被掌握，人类就可以握住自己命运的咽喉，后来人们把这种世界同称为“理性主义”，而牛顿开启了理性时代。牛顿生活的时代正是启蒙运动兴起之时，牛顿的理性主义为启蒙运动提供了思想武器，而启蒙运动使近代的科学精神广为传播，科学越来越为整个社会所了解，越来越成为一种推动历史的社会力量。上到这里，让我们回顾一下，这是我们今天介绍的几位历史人物：PPT:上帝的漏洞：向天空寻找真相哥白尼 天体运行论提出日心说 标志着近代自然科学的诞生上帝的钥匙：向宇宙寻找真知布鲁诺 提出宇宙空间是无限的论点开普勒 指出行星是按椭圆轨道绕太阳运行伽利略 开创试验和数学相结合的科学研究方法 标志着近代物理学的开端上帝的密

21、码：向自然寻找真理牛顿 自然数学的哲学原理 标志着近代科学的诞生这节课，我们学到了一些科学知识，了解了一些科学成就，了解了一些历史人物。那么你在他们身上还能感受到什么？（学生讨论、回答）教师总结、板书：质疑、理性、实证、继承现在我们再回过头来看，1915年开始的新文化运动，科学是什么？科学不仅仅是知识，科学不仅仅是技术，科学不仅仅是发明，科学更是质疑、理性、实证、继承的科学精神。PPT:“民主”-生活方式，“科学”-思想方式所以100年前的陈独秀、胡适提出了“民主”和“科学”。如果说“民主”是一种生活方式的话，“科学”就是一种思想方式、一种思维方式，它还是一种科学精神。这是100年前的知识分子为旧中国开出的一帖药方，今天还有用吗？如果有用的话，那就是我们这节课的价值。