第五章 18世紀至20世紀初的自然科學和文學藝術
第五章 17世紀至20世紀初的自然科學和文學藝術
第一節 自然科學
教案
重點：牛頓力學體系的建立；電磁學的成就；達爾文的生物進化論
難點：解析幾何學和微積分學的創立；愛因斯坦的相對論
教學過程：
導入 ：17—20世紀初是人類歷史發展的一個重要時期，無論是西方國家，還是東方國家，大多走上了近代化道路。人類的進步離不開科學的推動，依賴科學技術的新發現。
一、近代數學的建立
學生閱讀教材中關于近代數學的建立部分，回答：解析幾何和微積分是由誰創立的？有什么意義？
教師在學生回答的基礎上總結。
二、牛頓力學體系的建立
（電腦演示牛頓畫像）
學生介紹牛頓的生平，教師進行補充。引導學生思考：牛頓力學體系創立后，如何證明其預見性、科學性呢？
以哈雷彗星、海王星、冥王星的發現來說明此問題。用英國詩人波譜評價牛頓的話：自然和自然的規律，隱藏在黑夜里。上帝說：“讓牛頓出生吧！”于是，一切都光明了。以及法國著名哲學家伏爾泰目睹牛頓的葬禮后說的話：“他是像一位深受自己臣民愛戴的國王一樣被安葬的。在他之前，是沒有哪一位科學家享受如此殊榮的。在他之后，受到如此厚葬的也將會是屈指可數的。”評價牛頓的歷史功績。
三、電磁學的成就
簡要介紹電磁學的發展，引導學生思考，法拉第的研究對生產有什么實際作用？在學生回答的基礎上，教師總結。
四、化學的進步
由學生或教師簡要介紹波義耳、拉瓦錫、道爾頓、阿伏加德羅和門捷列夫的成就。
五、生物學的巨大進步
學生閱讀教材中有關哈維的資料，根據所學知識，思考促進科學發展的因素有哪些？引導學生從社會條件和科學家個人的努力兩方面來考慮。
介紹并評價細胞學說的建立和德國生物學家施萊登、施旺。在學生介紹達爾文與進化論的基礎上，教師進行補充。并提問：進化論的思想核心是什么？進化論的創立又有什么意義呢？
六、物理學的新時代
引導學生閱讀課文，并思考：物理學的新時代，“新”在何處？體現在哪些方面？
在講述愛因斯坦的相對論時，教師簡要介紹相對論。
狹義相對論的基本思想：第一，否定了牛頓的絕對空間和絕對時間觀念，認為時間、空間與物質運動不是各自孤立存在的，時間、空間隨著物質的運動而發生變化，物質的質量也隨著運動速度的增加而增加，它們之間是辯證的統一。第二，根據狹義相對論的原理，認為質量和能量是可以互相轉換的，并推導出質能關系式e=mc2, 即物體的能量等于質量與光速平方的乘積，揭示了原子內部所蘊藏的巨大能量，為原子能的利用奠定了理論基礎。廣義相對論是19xx年創立的，指出萬有引力是由物質的存在與分布，使時間與空間的性質不均勻而引起。相對論的提出是物理學思想的一場重大革命，同時在哲學上也有重要意義，再次證明了物質第一性的觀點。引導學生思考：相對論出現后，牛頓力學是否失去了光輝呢？為什么？
相對論出現后，牛頓力學并沒有失去光輝，因為牛頓力學是人類在低速運動時代關于運動規律的認識。愛因斯坦高度評價了牛頓的著作《自然哲學中的數學原理》，“在牛頓的著作面前，我覺得自己非常渺小。”，并指出，牛頓所創造的概念，至今仍然指導著我們的物理學思想。