教学设计方案
第一节 自然科学
重点：牛顿力学体系的建立；电磁学的成就；达尔文的生物进化论
难点：解析几何学和微积分学的创立；爱因斯坦的相对论
教学过程：
导入 ：17—20世纪初是人类历史发展的一个重要时期，无论是西方国家，还是东方国家，
大多走上了近代化道路。人类的进步离不开科学的推动，依赖科学技术的新发现。
一、近代数学的建立
学生阅读教材中关于近代数学的建立部分，回答：解析几何和微积分是由谁创立的？有什
么意义？
教师在学生回答的基础上总结。
二、牛顿力学体系的建立
（电脑演示牛顿画像）
学生介绍牛顿的生平，教师进行补充。引导学生思考：牛顿力学体系创立后，如何证明其预
见性、科学性呢？
以哈雷彗星、海王星、冥王星的发现来说明此问题。用英国诗人波谱评价牛顿的话：自然和自
然的规律，隐藏在黑夜里。上帝说：“让牛顿出生吧！”于是，一切都光明了。以及法国著名哲
学家伏尔泰目睹牛顿的葬礼后说的话：“他是像一位深受自己臣民爱戴的国王一样被安葬的。在
他之前，是没有哪一位科学家享受如此殊荣的。在他之后，受到如此厚葬的也将会是屈指可数
的。”评价牛顿的历史功绩。
三、电磁学的成就
简要介绍电磁学的发展，引导学生思考，法拉第的研究对生产有什么实际作用？在学生回
答的基础上，教师总结。
四、化学的进步
由学生或教师简要介绍波义耳、拉瓦锡、道尔顿、阿伏加德罗和门捷列夫的成就。
五、生物学的巨大进步
学生阅读教材中有关哈维的资料，根据所学知识，思考促进科学发展的因素有哪些？引导
学生从社会条件和科学家个人的努力两方面来考虑。
介绍并评价细胞学说的建立和德国生物学家施莱登、施旺。在学生介绍达尔文与进化论的基础上
教师进行补充。并提问：进化论的思想核心是什么？进化论的创立又有什么意义呢？
六、物理学的新时代
引导学生阅读课文，并思考：物理学的新时代，“新”在何处？体现在哪些方面？
在讲述爱因斯坦的相对论时，教师简要介绍相对论。
狭义相对论的基本思想：第一，否定了牛顿的绝对空间和绝对时间观念，认为时间、空间与
物质运动不是各自孤立存在的，时间、空间随着物质的运动而发生变化，物质的质量也随着运动
速度的增加而增加，它们之间是辩证的统一。第二，根据狭义相对论的原理，认为质量和能量是
可以互相转换的，并推导出质能关系式E=mc2, 即物体的能量等于质量与光速平方的乘积，揭
示了原子内部所蕴藏的巨大能量，为原子能的利用奠定了理论基础。广义相对论是1915年创立
的，指出万有引力是由物质的存在与分布，使时间与空间的性质不均匀而引起。相对论的提出是
物理学思想的一场重大革命，同时在哲学上也有重要意义，再次证明了物质第一性的观点。引导
学生思考：相对论出现后，牛顿力学是否失去了光辉呢？为什么？
相对论出现后，牛顿力学并没有失去光辉，因为牛顿力学是人类在低速运动时代关于运动
规律的认识。爱因斯坦高度评价了牛顿的著作《自然哲学中的数学原理》，“在牛顿的著作面前，
我觉得自己非常渺小。”，并指出，牛顿所创造的概念，至今仍然指导着我们的物理学思想。
小结
讨论“17—20世纪初近代自然科学迅速发展的原因”。
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