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文檔簡介
1、牛頓的生平與成就,第4課 近代科學之父牛頓,【本課學習目標】,重點:了解牛頓的成長歷程,簡述他的主要科學成就:建立經典物理學理論體系、發(fā)明反射望遠鏡等。感受牛頓嚴謹?shù)目茖W態(tài)度與勤奮的探索精神難點:認識牛頓在社會發(fā)展中的作用,感悟其成長的人生啟迪。,現(xiàn)實思考,牛頓于1668年得到碩士學位,1669年由巴羅推薦,任劍橋大學教授,接替巴羅擔任了魯卡斯講座的第二代教授職務。這時,牛頓年僅27歲。 1672年,
2、牛頓被推選為英國皇家學會會員。就在這一年,他發(fā)表了第一篇論文。 討論:“牛頓現(xiàn)象”在當今中國有可能出現(xiàn)嗎?為什么?,一、社會必然,1、材料四 魯迅在《電的利弊》中說:“外國用火藥制造子彈御敵,中國卻用它做爆竹敬神;外國用羅盤針航海,中國卻 用它看風水;外國用鴉片醫(yī)病,中國卻拿來當飯吃” 材料四中魯迅揭露了當時中國社會的什么問題?——1995年高考歷史題,2、1689年牛頓代表劍橋大學當選為國會議員。但據(jù)
3、說他在國會從不發(fā)言,有一次他站了起來,議會大廳里頓時靜了下來,人們等待著這位偉人發(fā)言,可他只說了一句“應把窗戶關上”就又坐下了。 1703年,牛頓被選為英國皇家學會會長。以后的24年間,他一直連任,甚至去世,這在英國皇家學會歷史上是絕無僅有的。 1705年,英國女王授予他爵士稱號。所以后世提到他時有時稱“牛頓爵士”。在所有的自然科學家中,牛頓是獲得這一榮譽的第一人。,牛頓以自己杰出的貢獻,獲得了國葬的
4、禮遇。他被安葬在威斯敏斯特教堂,那是安葬英國英雄們的地方。為他抬棺材的是兩位公爵、三位伯爵以及大法官。法國著名哲學家伏爾泰當時正在英國訪問,他目睹了牛頓的葬禮,十分感嘆牛頓所獲得的殊榮。他是這樣描寫的:“他是像一位深受自己的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(shù)的?!?——《科學簡史》 從牛頓
5、受到的“禮遇”、“殊榮”可得出哪些認識?,經過資產階級革命、文藝復興運動、啟蒙運動洗禮、工業(yè)革命前夕的英國形成了崇尚科學、尊重科學的社會風尚,這是杰出科學家成長的豐厚土壤。,劍橋大學校園,1661年,19歲的牛頓以減費生的身份進入劍橋大學三一學院,靠為學院做雜務的收入支付學費,1664年成為獎學金獲得者,1665年獲學士學位。,17世紀中葉,劍橋大學的教育制度還滲透著濃厚的中世紀經院哲學的氣味,當牛頓進入劍橋時,那里還在傳授一些經院式課
6、程,如邏輯、古文、語法、古代史、神學等等。兩年后三一學院出現(xiàn)了新氣象,盧卡斯創(chuàng)設了一個獨辟蹊徑的講座,規(guī)定講授自然科學知識,如地理、物理、天文和數(shù)學課程。,講座的第一任教授伊薩克·巴羅是個博學的科學家。這位學者獨具慧眼,看出了牛頓具有深邃的觀察力、敏銳的理解力。于是將自己的數(shù)學知識,包括計算曲線圖形面積的方法,全部傳授給牛頓,并把牛頓引向了近代自然科學的研究領域。 在這段學習過程中,牛頓掌
7、握了算術、三角,讀了開普勒的《光學》,笛卡兒的《幾何學》和《哲學原理》,伽利略的《兩大世界體系的對話》,胡克的《顯微圖集》,還有皇家學會的歷史和早期的哲學學報等。,牛頓在巴羅門下的這段時間,是他學習的關鍵時期。巴羅比牛頓大12歲,精于數(shù)學和光學,他對牛頓的才華極為贊賞,認為牛頓的數(shù)學才超過自己。后來,牛頓在回憶時說道:“巴羅博士當時講授關于運動學的課程,也許正是這些課程促使我去研究這方面的問題?!保▽熤疲?1664
8、年,牛頓被選為巴羅的助手,第二年,劍橋大學評議會通過了授予牛頓大學學士學位的決定。,1665~1666年嚴重的鼠疫席卷了倫敦,劍橋離倫敦不遠,為恐波及,學校因此而停課,牛頓于1665年6月離校返鄉(xiāng)。 由于牛頓在劍橋受到數(shù)學和自然科學的熏陶和培養(yǎng),對探索自然現(xiàn)象產生濃厚的興趣,家鄉(xiāng)安靜的環(huán)境又使得他的思想展翅飛翔。1665~1666年這段短暫的時光成為牛頓科學生涯中的黃金歲月,他在自然科學領域內思潮奔騰,才華迸發(fā),思考前人
9、從未思考過的問題,踏進了前人沒有涉及的領域,創(chuàng)建了前所未有的驚人業(yè)績。,深 廣 創(chuàng)新 堅持 孤獨,二、個性特征,你的學生中有“牛頓”嗎?,,出生經歷,1643年1月4日誕生于英格蘭東部小鎮(zhèn)烏爾斯索普一個自耕農家庭. 牛頓是遺腹子,又是早產兒,先天不足,出生時體重只有3磅,差點夭折。,1、幼童時期的牛頓,早產、營養(yǎng)不足、衰弱多病。父親在出生前病逝,3歲母親改嫁, 由外婆撫養(yǎng)長大。家境一貧如洗。個性孤僻、內向、害羞。小
10、學成績不佳,常受同學嘲笑、欺負,2、少年時期的牛頓,個性內斂,喜愛閱讀。14歲輟學放牛。成績不算優(yōu)秀,受到同學嘲笑的刺激而發(fā)憤向上→18歲考上劍橋大學。功課不佳,但對一切不明白的事物感興趣。少年發(fā)明家(水鐘、風車、……) ~十六歲在大風暴中測量風速~,3、牛頓的讀書法,利用假期、瑣碎時間→預習功課。牛頓:“當我走進教室上課時,常發(fā)現(xiàn)對上課內容的了解深度,已 經超越了我的老師?!?牛頓說:,我并無特別過人的智慧,有的只是堅持
11、不懈的思索經歷而已。一個人如果控制不了自己的脾氣,脾氣將控制你。(自制力),4、牛頓的默想生活,他常在信仰的思索里想到科學,在科學的思索里想到信仰。紐約大學歷史系教授曼紐:“近代的科學是源自牛頓對上帝的默想?!币驗榕nD有獨自來到花園禱告與默想的習慣,所以看到蘋果掉在地上,進而發(fā)現(xiàn)了萬有引力的存在。,有人問牛頓:為什么能夠有偉大的發(fā)現(xiàn)?,牛頓答道:“我始終把思考的主題像一幅畫般擺在面前,再一點一線的去勾勒,直到整幅畫慢慢的凸顯出來
12、。這需要長期的安靜與不斷的默想?!?5、朋友、學生眼中的牛頓,“牛頓講話慎重、緩慢。他盡量避免意氣之爭,不見利忘義,不奉承人,寧原默默忍受侮辱,也不愿披掛著一身的裝甲去與人爭戰(zhàn)?!?他是一個杰出的科學家,喜歡公開表白自己 的信仰,又有個不擅與人交際、喜愛獨自安靜工作的個性。,6、牛頓的金錢觀,房租、伙食費、購買要分發(fā)的圣經,是牛頓學生生活的三大花費。,7、牛頓之“?!?牛頓說 “我之所以能比別人看得遠些,是因為我站在巨人們的肩上?!?/p>
13、 —— 你了解它的原意嗎?,自然界和自然規(guī)律隱藏在黑暗中,上帝說:讓牛頓出生吧!于是,一切都變得光明?!阍鯓永斫庠娭蟹从车默F(xiàn)象?,英國詩人波普曾經這樣寫道:,三、科學成就,愛因斯坦說:“在人類的歷史上,能夠結合物理實驗、數(shù)學理論、機械發(fā)明成為科學藝術的人,只有一位-----那就是牛頓?!?思考:牛頓的一生有哪些重大機械發(fā)明、理論發(fā)現(xiàn)?其理論發(fā)現(xiàn)的貢獻是什么?,,,經典力學奠基者(17世紀初),經典力學
14、建立者(17世紀晚期),從經典力學發(fā)展到相對論、量子論(19世紀末~20世紀初),,伽利略(意),牛頓(英),愛因斯坦(德)普朗克(德),近代物理學的發(fā)展過程,近代物理學發(fā)展過程中的主要成就及意義,自由落體定律,勻速運動、勻加速運動,用自制的望遠鏡證明了哥白尼的“日心說”,,為經典力學奠定基礎,證明哥白尼的“日心說”的正確性,,《自然哲學的數(shù)學原理》(物體運動三大定律和萬有引力定律),運動三定律是近代物理學的重要支柱,,相對性
15、原理、光速不變原理相對論(狹義、廣義),,量子理論,愛因斯坦,近代物理學理論框架的重大突破,繼承和發(fā)展了牛頓力學構成現(xiàn)代物理學的基本理論框架,經典力學是近代自然科學理論體系中最先成熟和完善的核心理論體系,1、數(shù)學:2、光學:3、天文學:4、力學:《自然哲學中的數(shù)學原理》提出三大運動基本定律和萬有引力,標志牛頓力學體系建立即經典力學體系建立。,(一)對光學的三大貢獻,1、1666年,牛頓在家休假期間,得到了三棱鏡,他用來
16、進行了著名的色散試驗。一束太陽光通過三棱鏡后,分解成幾種顏色的光譜帶,牛頓再用一塊帶狹縫的擋板把其他顏色的光擋住,只讓一種顏色的光在通過第二個三棱鏡,結果出來的只是同樣顏色的光。這樣,他就發(fā)現(xiàn)了白光是由各種不同顏色的光組成的,這是第一大貢獻。,牛頓為了驗證這個發(fā)現(xiàn),設法把幾種不同的單色光合成白光,并且計算出不同顏色光的折射率,精確地說明了色散現(xiàn)象。揭開了物質的顏色之謎,原來物質的色彩是不同顏色的光在物體上有不同的反射率和折射率造成的。公
17、元1672年,牛頓把自己的研究成果發(fā)表在《皇家學會哲學雜志》上,這是他第一次公開發(fā)表的論文。,2、牛頓不但擅長數(shù)學計算,而且能夠自己動手制造各種試驗設備并且作精細實驗。為了制造望遠鏡,他自己設計了研磨拋光機,實驗各種研磨材料。公元1668年,他制成了第一架反射望遠鏡樣機,這是第二大貢獻。公元1671年,牛頓把經過改進得反射望遠鏡獻給了皇家學會,牛頓名聲大震,并被選為皇家學會會員。反射望遠鏡的發(fā)明奠定了現(xiàn)代大型光學天文望遠鏡的基礎。,3、
18、1672年《關于光和色的新理論》提出光的本質是微粒學說。與惠更斯的“波動說”構成了關于光的兩大基本理論。,,伽利略的發(fā)現(xiàn)及他所應用的科學的推理方法是“人類思想史上最偉大的成就之一。它標志著物理學的真正開端” ——愛因斯坦,伽利略,成就:宣傳“日心說”望遠鏡 溫度計落體定律,Galileo 1564-1642,(二)發(fā)現(xiàn)萬有引力定律,牛頓在總
19、結前人和自己的大量研究成果的基礎上,經過反復思考與實驗后得出 結論:宇宙間一切物體之間,都存在著一種相互吸引的作用,這種作用力,就是萬有引力,牛頓說 “我之所以能比別人看得遠些,是因為我站在巨人們的肩上?!薄 ∨nD在發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的過程中,有哪些巨人的肩膀托起了牛頓?有什么意義?,哥白尼、開普勒、伽利略,,,該定律后來成為天文學上的基礎定律,推動了人們對天體運動研究,1685年,哈雷登門拜訪牛頓時,牛頓已經發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律:
20、 兩個物體之間有引力,引力和距離的平方成反比,和兩個物體質量的乘積成正比。,萬有引力的發(fā)現(xiàn)說明,天上星體運動和地面上物體運動都受到同樣的規(guī)律——力學規(guī)律的支配。,,,(三)、創(chuàng)建牛頓力學即經典力學,1、標志:《 》2、內容:3、意義:4、地位:,自然哲學中的數(shù)學原理,他在書中確定了解決萬有引力問題的物體運動三大定律,闡明萬有引力的概念并把它應用到天
21、文學中。他在書中還解釋了潮汐現(xiàn)象、地球的圓扁形狀等問題。,經典力學理論在以后的二百多年間,居于物理學的統(tǒng)治地位,直到愛因斯坦相對論和量子力學的建立才打破了這種絕對權威。,這本書用數(shù)學表達式,把伽利略和開普勒等人提出的零散的理論加以科學整理,從而構成完整力學理論體系。牛頓力學體系建立標志經典力學體系建立。,,牛頓為什么獲得如此巨大的成就?,四、人生啟迪:,(一) 牛頓獲得巨大成就的原因,1、具有虛懷若谷、謙虛好學精神;2、勇于探索科學精
22、神;3、科學的研究方法;4、甘于寂寞,獻身科學的精神等;5、吸收前人的研究成果;6、有利的社會環(huán)境:啟蒙運動、英國資產階級革命的洗禮,他繼承了英國唯物主義的始祖培根重視歸納法有傳統(tǒng),主張科學研究要通過實驗發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象,然后運用歸納法總結為定律,再用數(shù)學推演建立理論體系?!蹲匀徽軐W的數(shù)學原理》一書正是這樣寫成的,這無疑是一種重要的科學方法,對后來的科學發(fā)展起了很大的促進作用。,牛頓是英國物理家、數(shù)學家和天文學家,是經典力學建立者。是近
23、代科學之父。 他創(chuàng)建了經典力學的理論體系,在光學、數(shù)學、天文學研究方面也做出劃時代發(fā)明和發(fā)現(xiàn), 牛頓是17C科學革命中所涌現(xiàn)出來最偉大的科學家,也是人類歷史上最偉大的科學家之一。,(二)談談你是怎樣評價牛頓的?在他身上我們能學到科學家的哪些優(yōu)秀品質?,虛懷若谷的謙虛態(tài)度;勤奮好學求知態(tài)度;善于思考善于觀察;正確科學研究方法;勤奮探索科學精神;嚴謹?shù)目茖W研究態(tài)度;,牛頓在科學史上的崇高地位是舉世公認的。恩格斯曾指出:“牛頓
24、由于發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律而創(chuàng)立了科學的天文學,由于進行了光的分解而創(chuàng)立了科學的光學,由于建立了二項式定理和無限理論而創(chuàng)立了科學的數(shù)學,由于認識了力的本性而創(chuàng)立了科學的力學?!钡拇_,牛頓在自然科學領域里作了奠基性的貢獻。,(三)怎樣理解牛頓是“近代科學之父”?,近代科學,是牛頓開辟的。他創(chuàng)立了科學研究的世界觀和方法論,從此之后,世界進入了一個科學昌明的時代。人類的文明由此大踏步的向前邁進了。而牛頓之所以會成為點燃科學之光的人,是因為一個一閃
25、念的想法。蘋果從樹上落下來,多少年來人們都習以為常,認為是天經地儀的事情,自然而然應該落下來。牛頓似乎比別人傻,對這個不是問題的問題想了一下。這可了得,做了一回傻子,竟然得出了萬有引力的科學結論,并以此開辟了現(xiàn)代物理學和天文學。來自于蘋果落地的道理,竟然星球之間也是如此。,根據(jù)牛頓的啟示,我們是不是也能發(fā)現(xiàn)什么呢?是不是也能加以應用呢?讓我想起了現(xiàn)代教學。學校的任務是單單教學生學習書本知識嗎?現(xiàn)在我們應該注重培養(yǎng)學生的各方面的能力。注重
26、生活實際,在生活中發(fā)現(xiàn)問題,把問題加以解決?,F(xiàn)在的學生不是不能發(fā)現(xiàn)問題,而是發(fā)現(xiàn)問題后沒有正確面對解決。所以,也就不能像牛頓一樣從人們常見的蘋果落地現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)地球的引力了?,F(xiàn)在教學何去何從?這是每個教育工作者要思考的問題。,第5課 20世紀的科學偉人愛因斯坦,你了解“當今的愛因斯坦”,嗎?,一個瘦的出奇、全身癱瘓的天才,他的身體無力地蜷縮在輪椅里,思想卻在宇宙的最深處飛揚,穿越時間與空間,追尋宇宙的盡頭,探索黑洞的隱秘──這就是
27、史蒂芬·霍金,被稱為“當今愛因斯坦”的思想家、物理學家。 沒有哪一位科學家的著作能像《時間簡史》那樣成為發(fā)行量上千萬,全世界平均每500個人就擁有一冊的暢銷書。在西方,沒有讀過《時間簡史》甚至會被認為是沒受過教育。,沉思這個世界的問題,才能指望獲得解放。一、生平、個性二、杰出貢獻三、和諧發(fā)展,重點:了解愛因斯坦的成長歷程,簡述他的主要科學成就:提出狹義相對論、廣義相對論、光量子假說等。 感受愛因斯坦腳踏實地
28、進行科學研究和勇于科學創(chuàng)新的精神。難點:認識愛因斯坦對科學和社會發(fā)展的巨大推動作用,感悟其成長的人生啟迪。,【本課學習目標】,他與牛頓是歷史上最偉大的兩位物理學家——愛因斯坦是天才嗎?,一、生平、個性,(一)生平簡歷 1、阿爾伯特·愛因斯坦(1879——1955) 1879年出生于德國小鎮(zhèn)烏爾姆的一個猶太人家庭。2、1895年到瑞士,1896年考人瑞士蘇黎世聯(lián)邦工業(yè)大學師范系理論物理專業(yè)學習,1900年畢業(yè)。3、
29、1902——1909年在瑞士伯爾尼專利局任技術員,創(chuàng)立狹義相對論。加入瑞士國籍。4、1913年任柏林大學教授。1915年創(chuàng)立廣義相對論。5、1933年10月遷居美國,1940年加入美國國籍, 1955年逝世于美國普林斯頓。,愛因斯坦的青少年時代,1、1879年出生于德國的一個猶太人家庭,從小對幾何學興趣濃厚2、中學時代:表現(xiàn)平平3、大學時代:廣泛閱讀,培養(yǎng)了自學和獨立思考的能力,對物理學興趣與日俱增4、大學畢業(yè):成為瑞士伯爾尼
30、專利局的一名技術員5、劃時代事件:利用業(yè)余時間研究物理學,獲得革命性突破,小時候的愛因斯坦。你能看出天才的影子嗎?,青年時期的愛因斯坦,,十六歲的愛因斯坦,四歲的愛因斯坦,(二)個性特征 1、和牛頓一樣,愛因斯坦年幼時也未顯出智力超群,相反,到了四歲多還不會說話,家里人甚至擔心他是個低能兒。愛因斯坦小時候頭很大,形狀也奇怪,4歲還不會說話;行為遲鈍,他說話所用的 時間比起別的孩子要多得多。 2、孤獨:他不愿和其他孩子在一起玩耍,
31、總喜歡一個人玩,并且老是陷在沉思之中,如癡如呆。3、成績平平、自學能力強。在整個中小學時代常常被斥為“生性孤僻、智力遲鈍”,“不守紀律、心不在焉、想入非非”。,愛因斯坦取得偉大的成就和他小時侯的學習態(tài)度是分不開的。,對科學和真理充滿強烈的求知欲,愛讀書、愛思考、愛提問、愛鉆研,三歲時 陶醉于母親的鋼琴曲,表現(xiàn)出對音樂的早慧,四五歲時被袖珍羅盤迷住,轉動著大眼睛尋求答案;,五歲時因為愿意慢慢獨立思考,所以回答老師的提問反應遲鈍,六歲
32、時要求拉小提琴。,七歲時還沒有學會說話。,十歲時已經是暴力專制制度的反對者。,十二歲時已能獨立證明數(shù)學定理。,,少年愛因斯坦,,智力令人擔憂 有特殊的音樂天賦 喜歡獨立思考 有正義感 勤學好問 對科學情有獨鐘,2、在這些經歷中,你對愛因斯坦的哪件經歷印象最深?3、少年愛因斯坦是個怎樣的人,無疑,與所有科學家都一樣,愛因斯坦擁有驚人的智慧和對大自然的好奇心。在他五歲時一次生病,父親送他一個指南針,他發(fā)覺指針無論如何只會向著同一
33、個方向,令他開始探索大自然的奧秘。,六歲時他進入了國民學校,是一個十分沉靜的孩子,喜歡玩一些需要耐心和堅韌的游戲,例如用紙片搭房子。1888年進入了中學后,學業(yè)也不突出,除了數(shù)學很好以外,其他功課都不怎么樣,尤其是拉丁文和希臘文,他對古典語言毫無興趣。,當時的德國學校必須接受宗教教育,開始時愛因斯坦非常認真,但當他讀了通俗的科學書籍后,認識到宗教里有許多故事是不真實的。12歲時他放棄了對宗教的信仰,并對所有權威和社會環(huán)境中的信念產生了懷
34、疑,并發(fā)展成一種自由的思想。愛因斯坦發(fā)現(xiàn)周圍有一個巨大的自然世界,它離開人類獨立存在,就象一個永恒的謎。他看到,許多他非常尊敬和欽佩的人在專心從事這項事業(yè)時,找到了內心的自由和安寧。于是,少年時代的愛因斯坦就選擇了科學事業(yè),希望掌握這個自然世界的奧秘,而一旦選擇了這一道路,就堅持不懈地走了下去,從來沒有后悔過。,早年被開除學籍,愛因斯坦比較孤獨,不喜歡說話。學校的運動,他不會參予。他很討厭上學,經常裝病缺席。在上課時,經常神遊四方,思考
35、一切他喜歡的問題。后來,更因為上課與老師爭執(zhí),被開除學籍。,他甚至老師爭執(zhí),還被老師教訓說:“你(愛因斯坦)的出席破壞了全班對我的尊敬?!弊钺嵋虼硕婚_除學籍。 愛因斯坦之所以不喜歡上學,是因為他無法接受德國當時那種混合了威權主義和百科全書式的填鴨教育。他後來寫道:“現(xiàn)代教育事業(yè)道然沒有扼殺了研究的好奇心,真是一項奇蹟。因為這脆弱的小樹苗需要鼓勵和自由。否則它將枯萎。主張規(guī)範和責任感能引發(fā)觀察和研究樂趣的想法
36、,真是大錯特錯?!?“一隻再健康的馴獸如果不斷地用鞭子威脅牠,逼牠在不餓時進食,牠也會喪失胃口?!?但是,他卻沒有因不上學,而減少學習知識的機會。他喜歡閱讀課外書籍,其中包括物理、化學、幾何、數(shù)學,以致哲學。在十二三歲的時候,已經開始鉆研大大要讀的書籍。他經常和叔叔研究有關數(shù)學的理論。在當時,他的家人對愛因斯坦的智慧和消化力,感到吃驚。,中學畢業(yè)前夕,校方甚至斷言他未來將“一事無成”,勒令他退了學。16歲那年,他以同等學歷
37、報考大學,盡管物理數(shù)學成績很好,但由于需要死記硬背的科目考砸了鍋,只得名落孫山。第二年進入大學后,他仍然不愿意強迫自己去適應那種被動的、刻板的、純粹按部就班的學習生活,他擅自“刷掉了”很多課程,只以“極大的興趣”去聽某些課和在家里自學。,,,1、積極、自主地學習,對一個人的成長是十分有利的。,2、君子之學必好問。學習應該勤學好問、好獨立思考。,3、人應該自信自尊自強,而不應該自卑自暴自棄。,愛因斯坦啟示——,1896年,愛因斯坦正式成為
38、一個無國籍的人,并考進了聯(lián)邦工業(yè)大學。大學期間,愛因斯坦迷上了物理學,一方面,他閱讀了德國著名物理學家基爾霍夫、赫茲等人的著作,鉆研了麥克斯韋的電磁理論和馬赫的力學,并經常去理論物理學教授的家中請教。另一方面,他的大部分時間是去物理實驗室去做實驗,迷戀于直接觀察和測量,在四年大學生活中,他仍然不是“好學生”:曾被數(shù)學教授稱為“懶狗”,曾因做實驗出事故受到處分,還曾被物理教授認為不適宜學物理而應當改行。大學畢業(yè)時幾位同窗好友都留校當了助教
39、,他卻因得不到教授們的賞識而遭到了“畢業(yè)即失業(yè)”的命運。這種種親身經歷,使愛因斯坦對教育的總體印象一直不佳。正因為如此,成名后的愛因斯坦通過自身的體驗和長期的觀察,形成了一種與眾不同的教育觀點。 “知識是死的,而學校卻要為活人服務?!边@是愛因斯坦對于學校教育的基本看法。他反對把學校僅僅看做是傳授知識的工具,更反對把學生“當作死的工具來對待”。他認為:“學校的目的始終應當是:青年人在離開學校時,是作為一個和諧的人,而不是作為一個
40、專家?!?而所謂“和諧的人”,按照他的思路,就是既富有個性又有益于社會的人。愛因斯坦的上述基本教育思想,與我們所主張的尊重學生主體性、促進學生健康成長的素質教育思想是完全一致的。1905年,26歲的愛因斯坦尚未知名,小人物寫出了大文章。!年僅26歲的愛因斯坦,而且是一個瑞士專利局的職員,在大學里老師都不大看得起他,不愿意把他留下來做助教,他幾次去請求,人家也不要他,他甚至于有幾次幾乎要失業(yè)了,幾次在中學里面求職,最后在專利局里面找到一個
41、職位,他每個星期要在專利局工作大概40多個小時。但盡管如此,這一年是他最輝煌的時期,因為他做出了二十世紀物理學史上最輝煌的幾項貢獻 。,民國日報(1922年11月15日)載愛因斯坦到滬訊息,兩次婚姻,誠如《愛因斯坦·畢加索》的作者阿瑟·米勒所說的,“愛因斯坦對女人的態(tài)度, 是他那個時代非常典型的?!睂λ麃碚f,科學上的追求永遠是第一位,至于婚姻是否美滿, 或許他并沒有考慮太多。不可否認,他喜歡女性,也喜歡活在女人堆里,
42、但也僅止于此,他 的首要目標還是科學。一旦這些事情影響了他對科學的追求,他就會立即停止。任何事情都 不會改變他喜歡科學的初衷。,密內娃,兒子漢斯,愛因斯坦,愛因斯坦和量子理論的創(chuàng)始人普朗克,二、杰出貢獻,1、光量子假說:愛因斯坦利用量子論成功地解釋了光電效應出現(xiàn)的現(xiàn)象及光的本質,進一步推動了量子論的發(fā)展。 1921年因光電效應研究獲諾貝爾物理學獎。,2、狹義相對論(1905年提出) 狹義相
43、對論認為時間不是絕對的(即固定不變的)。愛因斯坦指出,隨著物體(觀察者所見到的)線性運動速度的加快,時間會變慢。使用同步原子鐘已證實了這個結論的正確性,將一個鐘表留在地面上,而攜帶另一個以很快速度移動(如在噴氣式飛機上),隨后進行比較,靜止的鐘表總比另一個稍微快一點。,愛因斯坦1905年提出的相對論,后來稱作狹義相對論,以光速永不改變、相對性原則來推論,得到“時間”會因速度快慢而改變的結論。,相對論的例子:一卷錄音帶,如果在地面上播放需
44、要一個小時;在快速飛行的宇宙飛船里播放,宇宙飛船里的人測定也是一個小時。但是由地面上的人員,來測定在宇宙飛船中播放的時間呢?根據(jù)牛頓的理論,因為時間是絕對的,所以也是一小時;但是愛因斯坦的理論則認為應該是一個多小時,因為時間是相對的,在不同速度下測量時間,長度是不一樣的。,什么是狹義相對論?,相對論的意義:(1)是物理學思想的一次重大革命,否定了經典力學的絕對時空論,從本質上修正了由狹隘經驗建立起來的時空觀,深刻揭示了時間和空間的本質屬
45、性。(2)同時,它發(fā)展了牛頓力學,將牛頓力學概括在相對論力學之中,推動物理學發(fā)展到一個新的高度。,,3、廣義相對論(1915年提出) 1915年,愛因斯坦發(fā)表了他的廣義相對論。他解釋了引力作用和加速度作用沒有差別的原因。他還解釋了引力是如何和時空彎曲聯(lián)系起來的,利用數(shù)學,愛因斯坦指出物體使周圍空間、時間彎曲,在物體具有很大的相對質量(例如一顆恒星)時,這種彎曲可使從它旁邊經過的任何其它事物,即使是光線,改變路徑。,愛因斯
46、坦根據(jù)相對論的觀點提出質能轉換理論后,曾致信美國總統(tǒng)羅斯福,建議美國研制原子彈,以便在二戰(zhàn)中盡快戰(zhàn)勝法西斯國家。45年8月 美國 先后在日本的廣島、長畸投下兩顆原子彈,加速了日本法西斯的投降,但對無辜平民的傷害也同樣令全世界震驚。愛因斯坦為此非常懊悔。從這件事中,我們能得到什么啟發(fā)?我們應如何對待科學的發(fā)展?,科學技術本身是一把雙刃劍??萍寄茉旄H祟?,推動生產力水平的提高,但如果運用不當,也能危害人類。,4、關注和平
47、 1933年,希特勒掌握政權,迫害猶太人,這時愛因斯坦正在美國訪問,為逃避希特勒的懸賞暗殺,他定居在普林斯頓大學,成為高等學術研究所的教授。因為擔心德國納粹政府搶先造出原子彈,為維護世界和平,1939年,愛因斯坦應美國一些著名原子核物理學家的請求,寫信給美國羅斯??偨y(tǒng),建議集合科學界的力量,發(fā)展原子彈。這就是著名的曼哈頓計劃的起源。,三、和諧發(fā)展,科學是美麗的,藝術也是美麗的。然而,人們更習慣于將這兩種美麗置于界限分明的美
48、的兩端,就像陽剛之于陰柔、豪放之于婉約……從理論上說,它們確實屬于兩個范疇。一個以物為尺度,一個以人為中心;一個追求真實,一個追求美好;一個理性至上,一個感性為尊……然而,就是這么不一樣的兩種美在同一個人身上卻發(fā)出了炫目的光芒……,拉小提琴的愛因斯坦(1941年),“人類最美的經驗是神秘感。神秘感是真藝術與真科學的真源泉?!?愛因斯坦為何熱愛藝術科學與藝術究竟有何關系,?,泰戈爾眼中的愛因斯坦: 愛因斯坦常常被稱為
49、一個孤獨的人。數(shù)學想象的領域有助于把精神從紛繁的俗物中解脫出來,就這個意義而言,我認為他確實是一個孤獨的人。他的哲學可以叫做一種超驗的唯物論,這種哲學達到了形而上學的前沿,那里可以完全割斷對自我世界的糾纏。對我來說,科學和藝術都是我們天性的表現(xiàn),它們高出我們的生物學需要之上而具有終極價值。,愛因斯坦眼中的泰戈爾: 對我們來說他曾是精神、光與和諧的活的象征——在暴風雨中翱翔的偉大的自由之鳥——在未釋放的感情之海上升起的阿
50、瑞耳(莎士比亞劇作〈暴風雨〉中的小精靈)在他那金色豎琴上奏出的永恒的歌,但是他的藝術從來不曾對人類的愁苦和斗爭漠不關心。他是“偉大的守護者”。,蕭邦《幻想即興曲》,他,推崇文學,熱愛莎士比亞、歌德、海涅、陀思妥也夫斯基和 肖伯納;共鳴卡夫卡他,朗誦海涅的《哈爾茨山游記》他,崇拜陀思妥也夫斯基:“陀思妥也夫斯基給予我的東西比任 何科學家給予我的都要多,比高斯還多!”他,極力推崇文學藝術——
51、認為——確信——宣稱——看來,文學:,——旨在說明愛因斯坦已將文學當作精神生命的需要,并深深懂 得了文學的倫理價值,從而也證明了科學與藝術“是兩個無 限的、永遠也沒有終點的世界”,需要不斷去追求?!M一步揭示科學與藝術之間緊密而深遠的內在關系,也揭示 了這位科學巨匠酷愛音樂和文學的緣由。,他,推崇西方古典音樂,尤其酷愛巴赫、莫扎特、貝多芬的 作品他,造詣于
52、小提琴——優(yōu)美、和諧、充滿想象力——催化科 學創(chuàng) 見和思想閃光他,傾心于鋼琴——扣人心弦——描繪物理學優(yōu)美的圖景,音樂:,——“科學的美和藝術的美是相通的,是世界最高最美的兩個側面?!?從此以后,科學、藝術和哲學作為一個整體變成 了他一生的三大支柱,探討愛因斯坦與藝術的關系,至少有兩重意義: 揭示科學與藝術的互補性和統(tǒng)一性;加深我們藝 術本質的認識。 對他的科學創(chuàng)見和思想閃光, 音樂往往起了催
53、化 作用 。 科學的美和藝術的美是相通的;是世界最高最美 的兩個側面。 愛因斯坦如此重視文學藝術的作用,對我們搞教育 和自然科學的人來說,不是可以引起深思嗎?,關 鍵 語 句,從事科學與藝術的最大樂趣在于不斷的 追求,探索未知的東西。 文學藝術的最大價值在于能提高人們的精神境 界。 科學滿足人的理性追求,藝術滿足人的 感情渴望。 科學與藝術都體現(xiàn)一種絕對和諧的美。 科學與藝術都
54、需要豐富的想象力。,,探討愛因斯坦與藝術的關系,至少有兩重意義:揭示科學與藝術的互補性和統(tǒng)一性;加深我們對藝術本質的認識,事實論證,理 論 論 證,音樂,文學,最推崇西方古典音樂并親自演奏,科學創(chuàng)見的催化劑,極力推崇文學作品經常誦讀,探索世界秘密的決定性手段,互補性,對企圖表述位置的東西,它們的反應是不同的,可是它們互相補充著,科學滿足人的理性追求,藝術滿足人的感情渴望,統(tǒng)一性,科學的美和藝術的美是相通的;從事藝術和科學的最大樂趣不是
55、占有,而是不斷追求,體現(xiàn)了一種絕對和諧之美,以豐富的想象力為心理背景,科學中含有人文精神和人文內涵,人文中擁有科學基礎與科學珍璞??梢哉f,沒有人文的科學是殘缺的科學,而沒有科學的人文也是殘缺的人文。因此,一名大家的出現(xiàn),必定是科學與人文的高度統(tǒng)一。相融則利,相離就只是半個人,這樣的人滿足不了時代的需要。(楊叔子),“整個宇宙是一個整體,并沒有物理的宇宙、化學的宇宙、生物學的宇宙、人文的宇宙、藝術的宇宙、哲學的宇宙。所謂的科學、藝術、人文
56、、哲學等等是我們給分割的?!?“人類的文明是一個高峰,有三條路上去,一條路是科學,另外一條路是藝術,還有一條路是人文。在山腳時,這三條路離得很遠,你可以說當中有阻隔,但當你爬到頂峰時,這三條路就匯合了?!庇械朗牵骸皶斄杞^頂,一覽眾山小”,就豁然開朗、融會貫通。,2005年是愛因斯坦逝世50周年,同時也是他提出狹義相對論100周年。100年前,年僅26歲的毛頭小伙愛因斯坦,以他卓越的思考力、非凡的洞察力,提出了狹義相對論,傳統(tǒng)經典物理學
57、由此徹底改變。這一種顛覆是多么激動人心,為紀念相對論誕生100周年暨愛因斯坦逝世50周年,聯(lián)合國大會將2005年確定為“國際物理年”,這是聯(lián)合國首次為一個學科確定的全球規(guī)模的紀念活動。愛因斯坦,這位在許多國度千年人物(1001-2000年)評選中都居榜首的俊杰,絕不僅僅是因為在物理學上的成就。他既是偉大的科學家、現(xiàn)代物理學的開創(chuàng)者和奠基人,更是杰出的思想家,他是一幅視野開闊的思想寬銀幕。,深入探究:愛因斯坦對于藝術的審美、對于科學的執(zhí)著
58、 的原動力究竟何在呢?,巴赫《愛的協(xié)奏曲》,貝多芬《田園交響曲》,1933年,愛因斯坦為躲避法西斯的迫害移居美國直到去世。他一生都熱心于社會正義和人類和平事業(yè)。他說:“人只有獻身于社會,才能找到那實際上是短暫而有風險的生命意義?!?第三部分:共同品質 啟迪現(xiàn)實,怎樣才能培養(yǎng)出中華民族偉大復興所需要的科學家呢?,一、努力創(chuàng)造尊重科學、崇高科學的社會風尚。1、認識 科學技術是第一生產力,真正落實“
59、科教興國”戰(zhàn)略。2、提高科學家,知識分子待遇。3、關心青少年成長,提高全民族科學意識,科學素養(yǎng)。4、解放思想,營造自由開放的思想文化環(huán)境。,二、分析引導:共同品質 啟迪現(xiàn)實,1、挑戰(zhàn)權威的創(chuàng)新精神,如李四光兩次否定“洋神話”,而牛頓之前許多科學家如胡克、哈雷、惠更斯等人的科學研究已經很接近萬有引力規(guī)律,但是,他們由于囿于傳統(tǒng)觀念,離真正的科學發(fā)現(xiàn)仍隔著一層關鍵的“窗戶紙”,牛頓則在“巨人的肩上”大膽創(chuàng)新,做出了輝煌的科學發(fā)現(xiàn),
60、愛因斯坦則大膽否定了牛頓的絕對時空觀念,創(chuàng)立了相對論。,2、正確的科研方法:①獨立思考是科學創(chuàng)見的首要條件,是科學思維的必備品質。②重視實踐調查,考察(李四光),歸納總結(牛頓),理論分析(愛因斯坦),科學實驗以及實踐調查,科學實踐與理論研究相結合,是科學家基本的方法。③堅持不懈勤奮探索。,成功=艱苦勞動+正確方法+少說空話,3、淡泊名利的人生態(tài)度,科學的價值觀。杰出科學家無一例外的生活簡樸,看輕物質享受,淡泊名利,有自知之明,對
61、自身價值有正確的認識,有關注國家民族、全人類生存,興衰的強烈責任感,以工作為快樂,以成功為享受,如愛因斯坦的快樂主張就很有代表性。4、艱苦奮斗的精神。,據(jù)愛國斯坦夫人說,她的丈夫在思想是極其愿意遵守秩序的,但在日常生活上,他倒愿意“隨便”而不想受到約束,想做什么就做什么,喜歡什么時候做就什么時候做。他給自己訂了兩條規(guī)則:一條是不要任何規(guī)則;另一條是不受任何人意見的支配。愛因斯坦確實是一個極其懂得享受快樂的人。他的快樂主張便是一種很好
62、的哲學,也許還要勝過他那著名的“相對論”呢。因為他的快樂很簡單,不需要從任何人身上獲??;他淡泊金錢名利和禮贊,可是他能夠從工作中得到快樂,可以從小提琴確實占據(jù)了他生命中的重要一環(huán),還有什么事能比小提琴更使他感興趣的呢?牛頓則終身未婚,把生命完全獻給了人類的科學事業(yè)。,三、對我們教師的警示:,愛因斯坦,愛迪生等杰出科學家在青少年時代大多表現(xiàn)平庸、成績平平,甚至遭遇過老師的冷嘲熱諷的否定,遭遇過退學、開除,類似現(xiàn)象在我們現(xiàn)實生活中屢見不鮮
63、,這使我們當教師的大跌眼鏡。 楊啟亮先生說過:“教師是天底下最危險的職業(yè)”,從關系學生成長這個角度來說,是很深刻的。,牛頓一生成就的基本格局是在1665-1667年,避居分村時期,即23-25歲之間奠定的;愛因斯坦則是在26歲,說明一位科學家成長的關鍵時期應該是在青少年時代,即中小學階段,由此可見我們中小學教師的責任是何等重大!,簡單地說,我們廣大教師都有為國家培養(yǎng)人才的強烈責任感和事業(yè)心,即“愛才之心”,關鍵的問題
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