牛顿的科学成就与历史地位
一、牛顿（Isaac Newton）简介：
1.时代背景
●文艺复兴运动之后思想启蒙专向定量科学时期
●宗教改革进入激进的清教动时期
●神创论转向自然神论时期
●自然哲学向自然科学转变时期
●实验哲学具体化到实验科学为主的时期
●英国资产阶级革命与王朝复辟交错并终于取得胜利的时期
牛顿作为一心做学问的科学家，内心倾向请教，属于自然神论、以实验与
定量分析科学相结合治学，以自己的实践进行了近代科学需要大综合和划
时代飞跃、形成科学理论体系，它适应了新兴的资产阶级极其需要近代科
学技术的波切需要，而成为近代科学的标志性理论体系的完成者和主要
代表人物。。
2．经历和著作：世界近代科学史上最著名的英国科学家和数学家，1664年毕业于剑桥大学三一学院，1668年在剑桥大学读完研究生课程，并且继巴罗担任卢卡锡讲座教授。1696年出任英国造币局监督，1699年任造币局局长，1703-1727年连五届任皇家学会主席。主要著作有《自然哲学的数学原理》、《光学》、<光学讲义>、《宇宙系统》和《月球理论》等，还有《古王国变迁史》。主要科学论文有“论分析”、“《级数和流数方法论著》”、《普通数学或数学结构与题解集》、《未发表的科学论文集》（A.R.Hall 编）、。还有被烧掉的《化学》书手稿，留下了千百万字的手稿。他也是近代科学革命成就的集大成者和做出决定性贡献的伟大科学家。他生于1643年1月4日（公历，按古罗马的儒略历应为1642年2月25日），死于1727年3月20日（公历），活了85岁。
3. 主要贡献：牛顿在他的时代是一位几乎在各个学科领域都作出划时代贡献的，并集大成的划时代人物。尽管他的天才、勤奋和成就令至今的世人所敬仰，但是它毕竟受到历史条件的局限，因而为后代留下了广阔的发展空间。
他奠定的理论力学、微积分、物质组成思想、光学实验发现和理论、万有引力定律、运动三定律、低速流体阻力定律、彗星理论、潮汐理论和宇宙系统论等都在各学科的历史上留下了划时代的和奠基性的巨大贡献。
4. 成就的典型评价：
爱因斯坦在1927年几年牛顿逝世200周年时写道：
“我觉得有必要在这样的时刻来纪念这位杰出的天才，在它以前
和以后都还没有人像他那样决定着西方的思想、研究和实践的方
向。他不仅作为某些关键性的方法的发民者来说是杰出的，而且
他在善于运用他那是的经验材料上也是独特的，同时还对于史学
和物理学的详细证明方法有惊人的创造才能。由于这些理由，它
应当受到我们最深挚的尊敬”；
关于牛顿的成就与爱因斯坦的成就相比较谁大谁小的问题，爱因斯坦本人早就作出回答。在他和英费尔德合写的《物理学的进化》一书中说：
“科学的发展不是像毁掉一座仓库，在原地建设起一座仓库，而是
像爬上一样，沿着一个个山头向上爬，爬得高了，看到起步小山还
在那里，只不过显得矮些罢了”。
著名科学家卢瑟福（Lord Ernest Rutherford）在1931年回答有人提问这个问题时说过：“今天有一种颇为流行的误解，即科学是由推翻以前建立的理论才
前进的，但这是极少的情况。例如，时常有人说爱因斯坦的广义
相对论推翻了牛顿在引力上的工作。真理再前进一步会变成缪误……
就爱因斯坦的工作与牛顿的工作的关系而言，仅仅是它的基础的一
种普遍的推广，一个伟大的真理不是可抛弃的，而是予以修改，以
便将它放在更加广泛和稳固的基础之上……”。(A.S.Eve, Rutherord being ……,1939,p.)
生物物理学家、科学学奠基人和第一任世界和平理事会主席J.D.Bernal评价牛顿的《原理》说：“这部书坚持阐述了物理的说理，在全部科学史上是无与伦比的。
就数学而论，只可以拿欧几里得的《几何原本》与它相比，就洞察
物理的卓识和对思想上的影响而论，就只有达尔文的《物种起源》
比得上它。这本书立即成为新科学的景点，这倒不是说他已到了作
为正统学说的源泉的底部而受到崇敬——虽然多少有这种危险，特
别在英国——而是说书中提到的种种方法可以作为以后推广的源泉
而受到崇敬”。（贝尔纳，《历史上的科学》，1981，p.277）
二、牛顿科学思想的核心是粒子和力
他的物质观是原子论，原子论在科学上的应用就是原子—粒子—质点—质点系—重心—质心的概念。它的物质组成学说是多层次的粒子靠吸引力与排斥力的作用，而形成物质三态，以至万物。
●数学上：几何点，物理上：质点和重心，化学上：粒子的结合和分解，天文学上：以质点代
天体。
在《原理》的未发表的《Conclusio》手稿中写道：
“Thus almost all the phenomena of nature will depend on the forces of particles, if only it be possible to prove that forces of particles of this kind do exist. And although the names of attractive and repulsive forces will displeased many, yet what we have thus far said about these forces will appear less contrary to reason if one considers that the parts of bodies certainly do cohere, and that distant particle can be impelled towards one another by the same causes by which they cohere……I am far from affirming that my views are correct, and I acknowledge their great imperfection, nevertheless they are simple and easy to conceive, and same kind as the natural philosophy of the cosmic system which depends on the attractive forces of greater bodies.”
牛顿定义力是相互作用，定义吸引力为
“All forces attractive by which bodies are impelled towards each other, come together
and cohere, whatever the causes be”.
可见重力只是其中的一种。排斥力与吸引力相反。
●吸引力与排斥力的关系：
“Such operations may be supposed to be affected by double forces；One of these impels adjacent particles towards one another; this is s but decreases more quickly with distance from particle. The other force is weaker but decreases more slowly and so at greater distances exceeds the former force; they drive the particles to cohere and separate……If Nature be simple and pretty conformable to itself, causes will operate in the same kind of way in all phenomena, so that the motion of smaller bodies depend upon certain smaller forces just as the motion of larger bodies are ruled by the greater force of gravity.”
“在某距离上排斥力超过吸引力”一词, 被前苏联的V avilo B说成预见了卢瑟福发现的原子核及其核势垒”。
三、数学上的贡献
1.1664年发明无限级数、收敛级数。
2.1664-1665年发明用极限法做曲线的切线。
3. 1665年发明二项式定理
1665-1666年将原子论的质点、数学和物理上的求速度和加速度，三种
知识结合起来, 并运用求极限法，发明了流数法或微积分，显示了学
科交叉的重要作用。也是牛顿而非纯数学家能发明微积分的原因。
△y/△t= v, 用 y 上加 “ ．”表示。
在5月20日写的一篇论文残片中，说“用带点的字母表示流量的流数”。
案例：给出一个方程，表示两个以上的动体A 、B 、C 在同时间内
的径迹x 、y 、z ，求它们的速度p 、q 、r ？
x y
z
∴dx / dt = p, dy /dt=q, dz / dt = r
牛顿得出：
X 3+ 2xxy + 4xx + 7xyy – y 3 – 130 = 0
∴ 3xxp – 4xyp+8xp + 7yyp – 2xxq +14xyq – 3yyq = 0
流数的反求法就是积分，表示法是x 上面加矩形框“□”表∫xdx 示。
牛顿在1665年中期写的《关于计算基础理论的探讨》手稿中，列出很长的抛物线方程的积分表
和
双曲线方程的微分表。所以微积分英发明于1665-1666年。正式 总结成《论用无限相方程所作的分
析》”。
1679-1671年之交的冬天，他又写出《级数和流数方法论著》达数十页。二文直到1736年才由后人正
式
发表。
三、 关于微积分发明权的争论
争论发生在牛顿与莱布尼茨之间。
莱布尼茨在1669年通过与皇家学会数学家J.Collins 的通信了解到一些内容。1673年莱布尼茨到伦敦访问并当选为皇家学会会员。据Fatio 的Duillier 后来给皇家学会的信中说，莱布尼茨通过Collins 等多种渠道看到牛顿的《论分析》并听说牛顿的流数原理，并从皇家学会的秘书转交的牛顿的信中也得知详情。1676年莱布尼茨再访伦敦，对牛顿的流数有了更详细的了解，不久通过皇家学会秘书转交的几封信有更全面的了解。莱布尼茨再给秘书的信中谈到“你们杰出的牛顿又秋季的方法，可测量一切曲线的面积及旋成体的体积和球重心的方法是用渐进的方法求的……,
这一方法是普遍的和方便的，值得奖励，并
且我毫不换衣者会证明他值得成为最有才气焕发的发现者”。
莱布尼茨后来在微分和积分的表示法上采用了今天用的dx / dx 和∫xdx的表示法，更加方便。
牛顿一直在思考和修改，莱布尼茨在1684和686年先后发表了微分原理和积分原理。牛顿不得不在《原理》中说“10年前再狠说戏的几何学家莱布尼茨与我的通信中，我通知他握有确定极大和极小、花切线和形成类似的的操作方法，都同样适用于有理量和无理量并在包括这句话转交的信中隐匿了这样的想法（给出不拘多少个流数方程、发明流数及其逆问题）。对于这个说明，有人回答说他也落实了同类方法，并加以通报，除去符号之外与我的方法没什么区别……”。
住在伦敦的瑞士数学家Fatio在1699年给换家学会的信写道：“事实证据使我相信牛顿是这个计算的第一发明者，并且领先了好几年，至于第二发明竹莱布尼茨是否从另一发明者借用了任何东西，对于那些曾经看过牛顿一些信件和统一手稿其他抄本的人意识，我宁愿有我自己的判断”。
皇家学会在1912年起草的报告，却是牛顿起草的，报告分四部分;I 部分是1673-1676年Colins将从牛顿那里得到的东西放手地告诉了莱布尼茨。II部分是莱布尼茨第二次到伦敦时帕尔向他指出，那是牛顿的方法。III部分是说明牛顿在1669年6月的信表明此前5年他已有了流数法，曾将《论分析》通知Collins。IV部分，微分发与流数法除去符号样式外是一样的……问题不是哪个人发明了那个方法，而是谁是该方法的第一发明者问题……结论是:
“为此理由，我们评定牛顿是第一发明者，我们的意见是持同一意见的凯尔先生绝非中商莱布尼茨先生，特呈请学会裁断”。
四、物理上的贡献
1. 基本概念：质点—质点系，
质量——物质之量（The quantity of matter is the measure of the same, arising from its
density and bulk conjointly），
惯性——物体固有的质量
力——相互作用: 引力和斥力
引力：重力，万有引力，磁力，电力，生物力。斥力：排斥力，发酵力，热力。
重力—普遍的重力—万有引力(universal gravitation)。
绝对运动—相对运动，绝对时间—相对时间，绝对空间—相对空间。
牛顿的相对性与爱因斯坦的相对性的区别：在于是否承认同时性的相对性。
绝对空间：牛顿认为时间、广延（空间）和物质不是上帝创造的（1669），而是创世之前就存在的，因而
是绝对的。见1667-1669年写的《论流体的重力和平衡》手稿。
提出“绝对”的定义原因有二：时代的局限性，反对它们是上帝创造的习俗看法，当时有进步意义。
绝对时间：与外部任何事物无关，平静地流动；相对时间通常由外部或可感知的物体的流动作量度。
绝对空间：与外部任何事物无关，总是一样的、不动的；相对空间是绝对空间的某种大小和运动作为量度。《原理. 定义》的注释中写道：“可能在遥远的天区，或在它们之外或许会有某个天体是静止的，但从我们天区中的物体相互作用，是不可能知道的......”。在第一卷地XI 节中，他提出判定绝对静止的标准是否相互吸引，“既不吸也不被引的是真正静止的”，但实际上它们是相互吸引并绕共同中心回转的。她说这些是从纯数学上而撇开一切物理上的考虑的。正因为从纯数学和逻辑学考虑，在《原理》第三卷中他提出《假设I》：“宇宙中心是不动的”，并说:”地球、太阳和一切行星的共同中心是不动的（或关心运动的）”。
3. 运动三定律:
第一定律：不等同于伽利略惯性概念的发现。
第二定律：外加力与打破惯性运动的关系。牛顿的作用是发现f∝m, f∝a, 所以f=ma. 这是为发现万有引力定律的需要才发现的，发现于1684年10月之后，早于万有定律发现2-3个月。
第三定律：由于研究物体之间相互作用的关系才发现的，适用于天体运动。
三定律提出的过程：从1665-1666年开始，1669年《运动定律》中未作为运动定理提出，1684-1685年两
个手稿中也未作为运动基本定律提出，稍后在1684年10月写的《论球体在流体中的运动》手稿中，提出五个定律，第三、四定律是相对运动的和无体系中重心不便原理。在之后的《论均匀可变形介质中的物体运动》手稿中，提出运动六定律，头三个位著名的运动三定律。后三个是相对性原理、物体系重心不便原理、介质阻力定律分别列为第四、五、六定律。直到1684年10月底写的《De Motu Corporum Liber Primus》手稿中，才确定地作为运动三个最基本的原理整体，提出运动三定律。1685年初，他在写《原理》第一卷是才提出万有引力定律。
4。万有引力定律：
万有引力原意是普遍的重力（Universal Gravitation），它是考虑地球表面不同纬度和不同矿井深度处，重
力不同，在考虑到月球等其他天体重力的差异，才提出质量和万有引力概念，因而发现质量与万有引力和外力的比例关系。
万有引力由
二因素决定：①椭圆轨道上引力平方反比定律，②重力与相作用物体的质量成正比。
（1）圆轨道引力平方反比关系：
法国天文学家I. Bulliadus 在1645年发表的小册子《Astronomia Philiiadus》中提出太阳引力与粒子力相似，与距离的平方成反比。但是牛顿到1669年只能证明圆轨道上运动的引力平方反比关系，因而中止了该研究。
●胡克（Robert Hooke）作为皇家学会秘书，请牛顿在考虑椭圆轨道上运动的引力平方反比定
律问题，并提醒说椭圆轨道上应是引力平方关系。因而引起后来关于。它们之间发明万有引
力定律权的争论。胡克只是个文化水平很低的实验科学家，发明万有引力定律需要高水平的
极限概念和微分知识，当时世界上只有牛顿和莱布尼茨等才有条件，何况想法与严格证明是
两回事，胡克根本不具备发明它的必要条件。
●1684年C.Wren的激发和牛顿证明椭圆轨道上引力平方反比定律
牛顿从几何法和极限概念出发，终于在1684年8-10月间证明了。
用这样的方
法，牛顿终于证明了椭圆轨道
上引力平方定律，但是它是否
得到Wren 舍得赠一本牛皮书
的“奖”就不得而知了，可肯
定的是他未得到诺贝尔奖或菲尔兹奖，连剑桥
大学或皇家学会的任何奖都未得到。
（2）引力与相作用物体的质量成正比问题：这需要质量概念的突破，第二定律本身并未提供，因
此他在1984年底写的《论物体的运动》的定义5手稿中说：“因为运动的量是由速度乘以运动物体得出的，加速力的量是由加速的力乘以同一物体得出的……所以地面上附近的加速力的量一样，动体的重力或重量与物体成比例。当物体进一步从地球退离，上升到加速量较小的地方，重量相等地减少，将永远与物体乘以加速的重力成正比”。这就是
动量=物体乘以速度P=mv；
加速力的量=加速的力乘以物体: f=ma;
加速重力的量或重力与物体成正比：w∞m, 与物体乘以加速的重力成正比：w=mg。
由于解决了f∞m 和w∞m，从而解决了万有引力与相作用物体的直链之间的关系。
（3）万有引力定律的发现：必须解决从向心力向万有引力概念的过渡
必须解决从地球重力向天体引力的过渡，
必须解决天体计算上重心向中心的过度
第一卷命题LXXVI 和定理XXXVI 论证了从质点之间和从支点到二球体之间的引力与它们中心间的距离成反比。在此定理的系2中论证了引力与相互作用而物体的质量乘积成正比。最后在《原理》
第三卷的命题VII和定理VII中得出：一切行星以重力相互吸引……也证明了这些行星之一的重力与它们含有的质量成正比。
“万有引力”一词在第三卷的《哲学退离规则III》中给出“universal gravitation”.
（4）关于万有引力定律发现权的争论：
●关于引力平方反比定律的争论：在胡克与牛顿之间发生二次，以牛顿胜利告终。
●关于万有引力传递机制的争论：发生在牛顿与教会和卫道士科学家之间，发生在牛顿学派与莱
布尼茨学派之间，以皇家学会裁决：牛顿是第一发现者。
5。光学上的成就：
（1）首先实验发现日光七色光谱（1664-1665，Waste Book）
(2 ) 光的颜色理论：光的颜色决定于光的不同折射率
（3）发明反射式望远镜。
（4）提出光的微粒说，导致光的量子论和成光的波粒二象性来源之一
（5）馆的薄膜实验和提出牛顿环理论
（6）首次计算出光的半波长为1/89000英寸= 2854?, 鱼线在黄光的半波长2855?十分相符
（7）提出光的绕射现象
●光学上看法的争论：
与笛卡儿学派关于光是微粒还是以太波动的争论
与胡克关于光是微粒还是以太振动及颜色来源的争论
与笛卡儿-惠更斯学派关于光的颜色的争论
五、化学上的贡献
牛顿从1670年代起，特别在1690年代在化学研究上付出比物理还要大的得多的时间和精力，留下的炼金术和化学实验资料达二三百万字，为此他在1687-1692年间写的《化学》手稿在意外失火中烧毁，并且未再补写，否则还会有不少化学上精彩的遗产流传下来。这里只谈有益于近代化学发展的贡献：
1.采用大量实验方法研究化学作用，甚至自制仪器设备。自己带个助手作实验。兴起化学实验之风。
2.提出了很多的元素和化合物的化学符号，为John Dalton后来的工作的先导。
3.用物理的粒子组成学说和引力与斥力的观点研究物质组成：提出同种最小粒子——原子靠引力而结
成不同层次较粒子和颗粒的学说，多达七层次以上，直到可见物体。
4.用引力大小说明物质的化合和分解、溶解和融解。材料的比重差异在于粒子精细程度的不同结合。
并容易说明物质三态的变化和元素间的嬗变。在1692年的《论酸的性质》手稿中写道：“金有相互接触的粒子，其总合可称为为第一类组成的总合，其总合的总合称为第二类的总”，以此类推。汞能“通过而且王水更能通过最后一类粒子间的孔隙，而其他的却不能。如果容积能通过这些其他类型的粒子间隙，或者第二类组成的金子的部分如果能被分开，就将成为其他金属。如果金子能发酵，它就能转变成任何物质”。
1946年皇家学会几年牛顿诞辰200周年时，前苏联的瓦维洛夫（С.И.вабылов）院士说：“牛顿将化学分子的复杂性分为两级：第一级和第二级，因此第一级的复杂性（核）
具有很小的体积。如果考虑到牛顿在用词上很谨慎的话，则这种区分可真可以认为
是天意了。因此，有充分的根据可以看出，牛顿对于化学原子的复杂性和存在具有极坚
固的小原子进行猜测的明确意义。在这个意义上说牛顿是卢瑟福的先导”。
5.从粒子和力的观点提出无机物与生物之间的物质转化，以及精神的来源；他用电精（以太微粒子）
的传递观点分析和说明感觉—神经—大脑—神经—肌肉—动作反应的传递机制，与今天的神经传递的钠、钾离子传递理论十分符合。他排除了心灵论、神创论和神经与肉体二元论，追求唯物的和科学的解决。
6.进行定量分析和置换关系的实验和测量：他在1692年已经认识到酸、碱、土之间存在既定数量的
化合关系。在《光学. 疑问31》中他写道：
“当金属受到少许的酸腐蚀时，变成了锈，它是一种无味的土，不溶于水。当某些石头
如铅矿石溶于特定的溶剂时变成了盐，这些东西不就显示出它在水中成为可以溶解的那
样数量的酸吗？土不是就会变成了一种盐吗？”。从下面的手稿可以看出，他写的金属置换关系与
今天的完全完全一致：
“当将潮解的酒石酸盐加入到任何的金属溶液中，使金属沉淀并以泥浆的形式将它沉淀
到液体的底部：这不就证明酸粒子受到酒石酸盐较强烈的吸引比受到金属的吸引更强吗？
所以，当硝酸中的铁溶液溶解碳酸锌矿石时析出铁，或者一种铜溶液溶解后浸入其中的铁而析出铜，或者一种银溶液溶解铜而析出银，或者在硝酸中的一种汞溶液浇到铁、铜、锡或铅上，溶解金属而析出汞。这不就证明硝酸的酸粒子受到碳酸锌的吸引力比受到铁
的吸引力更强吗？按照同样的道理，要溶解铁比溶解铜并不需要更多的硝酸、溶解铜不
比溶解其他金属需要得更多，所有金属的道理都相同，铁是最容易溶解的，最容易生锈，
铁之后不就是铜吗？”
这一系列现象表明，各种金属在硝酸中的置换次序为铁- 铜- 银- 锡- 铅- 汞，这个置换次序与现在高中化学教科书中的置换次序完全一样，它说明牛顿确实对他们作过大量的实验，并摸索出一定的规律，实际上这就是溶液中的电位次序。按照电位次序，牛顿先后提出了“交际力”（sociability）和“亲和力”（affinity，1692《论酸的性质》）的概念。1718年法国的日夫鲁瓦（E。F。Geoffroy）提出了元素亲和力表，它成为后来化学价键理论的基础，因而具有重要意义。
7.牛顿是继波义耳之后，在从炼金属向化学转化的过程中起了重大作用的人物，他逐步通过实验和用
科学的粒子和力的观点，将对化合与分解的理解纳入科学的轨道。他的工作为摆脱神创论和炼金术中的迷信色彩起了关键的作用。道尔顿在1810年1月10日在皇家学院发表的讲演中，提出8条要点，其中竟有4点注明”见牛顿的著作”。并且，他的亲和力概念和以粒子说表现的原子论观点，成为道尔顿化学原子论的先导。正如帕廷顿（J.R.Partington）在他的巨著《化学史》第四卷中所说：“所以道尔顿不是建立在任意规则的基础上，而是建立在牛顿原子论的基础上……除去牛顿的原子理论之外，他似乎排除了任何的外部影响……我们必须探索它的来源并归之于牛顿”。
六、流体力学上的贡献
牛顿将他的《原理》第二卷献给了流体力学原理，他用实验和微积分分析对各种形状物体运动在静止的和低速的流体中产生阻力的研究，提出其阻力与速度的平方成比例。他提出了流体中抛射体和圆周运动体的运动阻力计算，弹性流体中脉冲运动速度与流体的弹性力和密度的平方分别成正、反比。这些工作为低速流体力学奠定了的理论和研究方法的基础。
七、开创了彗星理论、月球理论和宇宙系统论，发展了伽利略的潮汐理论
八、在科学和文化上的划时代贡献
1．牛顿的科学理论将科学从中宗教神学和神创论的统治下较彻底地解放出来
2．将自然科学从自然哲学的思辨中分离出来
3．它奠定了近代理论物理和理论力学的基础，在前人静力学的基础上开创了动力学
4．在人类历史上首次用力学和运动原理，将天上和地上的规律统一起来，将“神创的”万象纳入科学的探索和理解的轨道
5．他发明的微积分人类历史上最伟大的数学发现之一，为近代科学的后来迅速大发展提供了最有力的数学工具
6．他集近代前期科学的大成，并做出很多学科划时代的、原创性的巨大贡献
7．他将实验、归纳和分析研究方法结合，运用分析与综合的数理方法，使机械论、因果轮系统化，成为近代科学方法的代表。
8．牛顿的原子论物质观、科学的物质组成粒子说、动力学、引力相互作用，以及机械唯物论的方法论，对欧洲大陆和世界的科技界、教育界、文化界和政治界，产生重大影响。它通过法国的启蒙运动和百科全书学派，对法国大革命产生重大影响，一个科学家及其科学理论产生如此重大的社会影响，是古今所未有过的。
9．牛顿的科学理论至今仍是各类学校课堂上必授的重要内容，是从建筑、桥梁到宇宙飞船、人造卫星设计及航空航天的主要理论和计算依据。它不但未过时和未被代替，而且发挥着空前的作用。
由于时代的局限性，牛顿的科学观和科学理论是用于宏观和低速运动的领域，现代科学在将它作为组成部分予以包容和发展。
小牛顿科学班课程介绍 小牛顿科学班课程介绍 小牛顿科学班课程介绍 2011年11月11日 幼儿时期好奇心强，动手欲望高，喜欢新奇的事物，是天生的科学家?科学是幼儿教学五大领域之一，是多元教育中非常重要的一个环节。【小牛顿科学班】专们为是为3,6岁的儿童设计的课程；手脑并进的教学方式，将一般人认为较枯躁难懂的科学知识及道理，透过动手游戏与的教学模式，化繁为简，最能产生＜开悟〉式的学习效果。它是一套将＜科学知识与实验动手＞紧密结合的系列课程活动，拥有100个有趣的科学实验活动，让小朋友在玩中学，在做中学的情境中，享受到更高的学习乐趣与成就。【小牛顿科学班】课程体系幼儿阶段共六个级别，每学期 学习一个级别。每个级别十六个单元，每周学习一次，一个单元。【小牛顿科学班】教学步骤背景与主题导入现象与基本原理制作与实验亲子互动【小牛顿科学班】教学特色每次课一人一套实验器材；深入浅出的教授原理；重视儿童的拓展表达及运用能力；拥有作品，成就感高；【小牛顿科学班】学习效果拓宽视野，扩大认知领域；提高动手能力，培养独立自主精神；观察，探究，解惑，培养良好学习方法；实践，运用，游戏，丰富生活乐趣；亲子互动学习，促进家庭和乐；培养良好的兴趣，成为科学爱好者； 声音一自制简易电话 摆动的现象一制作单摆 人体认知一指纹实验 色彩一颜色的分解 光与紫外线一变色珠 磁铁一走迷宫游戏 透镜一认识放大镜 浮力一大船小船载多少 表面张力一神奇的泡泡 力量的传送一好玩的带传动 重心一制作不倒翁 空气阻力一神奇的降落伞 飞行一飞去来器 电路一小灯泡亮了
声音一自制排笛 弹性实验一飞舞的飞盘 光的反射一多变的万花筒 静电一MINI吸尘器 人体认知一人体消化路径 磁铁一趣味钓鱼 认识面镜一奇妙的哈哈镜 声音一奇妙的四壬玄琴 湿度计一制作湿度器 风的力量一制作风车 人体认知一人体骨骼 溶解与过滤一东西哪里去了 重力作用一纸筒电梯 种子成长一种子发芽 寻找历史的足迹一恐龙化石 分类点数一制作图书温度与湿度一会跳舞的纸动物动物认知一昆虫 重心实验一灵巧的小丑 星空认识一认识星座 作用力与反作用力一刷刷车 杠杆一杠杆实验 认识空间一奇妙的空间图形 声音一塑料袋 地图一认识中国 作用力与反作用力一气球直升机 风一风力与风向 昆虫一蚂蚁王国 简单机械一滑轮 认识弹性一弹簧秤 磁铁一磁力小车
牛顿力学对当时代人的思想的影响和思考 xx 力学对当时代人的思想的影响和思考 牛顿（ IsaacNewton1643.1.4--1727.3.20 ）是英国物理学家、数学家和天文学家，经典物理学理论体系的建立者。爱因斯坦于１９２７年在纪念牛顿逝世２００周年时曾赞扬牛顿说“ 在他以前和以后都还没有人能像他那样地决定着西方的思想、研究和实践的方向。” 在他诞生３６０年之际，人们仍在歌颂他、赞美他，其原因正如爱因斯坦在上一世纪初所说的一样。 牛顿创立了力学，被称为“ 力学之父” 。是世界史上对人类文明作出划时代贡献的少数科学家之一。牛顿在伽利略等人工作的基础上进行深入研究，总结出了物体运动的三个基本定律（牛顿三定律）： ① 任何物体在不受外力或所受外力的合力为零时，保持原有的运动状态不变，即原来静止的继续静止，原来运动的继续作匀速直线运动。 ② 任何物体在外力作用下，运动状态发生改变，其动量随时间的变化率与所受的合外力成正比。 通常可表述为： 物体的加速度与所受的合外力成正比，与物体的质量成反比，加速度的方向与合外力的方向一致。③ 当物体甲给物体乙一个作用力时，物体乙必然同时给物体甲一个反作用力，作用力和反作用力大小相等，方向相反，而且在同一直线上。这三个非常简单的物体运动定律，为力学奠定了坚实的基础，并对其他学科的发展产生了巨大影响。第一定律的内容伽利略曾提出过，后来 R. 笛卡儿作过形式上的改进，伽利略也曾非正式地提到第二定律的内容。第三定律的内容则是牛顿在总结 C·雷恩、 J·沃利斯和 C·惠更斯等人的结果之后得出的。 伽利略通过对自由落体的研究，已经发现了惯性运动和在重力作用下的匀加速运动，奠定了牛顿第一定律和第二定律的基本思想。伽利略
课题：牛顿对经典力学的贡献 组长：马啸 组员：邢硕张森淇宋迪刘梦圆刘倩指导教师：车卫红
在天文学方面，牛顿可以称为近代伟大天文学家。他的杰出贡献是制作了反射式望远镜，反射式望远镜的制造成功，是天文学史上的一项重大革新。自伽利略发明第一架天文望远镜以来，人们对于宇宙的认识范围迅速扩展，但是当时流行的伽利略、开普勒等人发明和制造的折射望远镜，口径有限，制造大型望远镜不但困难，而且太庞大，同时折射望远镜的折射色差和球差都很大，这些大大限制了天文观测的范围。牛顿由于了解了白光的组成，因而于1668年设计制成了第一架反射式望远镜。这种望远镜能反射较广光谱范围的光而无色差，容易获得较大的口径，同时对球差也有校正。这样牛顿为现代大型天文望远镜的制造奠定了基础。 牛顿在天文学上的另一重要贡献是对行星的运动规律进行了全面考察，特别是对开普勒等人的学说进行过系统的研究。1686年他在给哈雷的信中说明了天体可以按照质点处理并证明了开普勒的行星运动的椭圆形轨道以及彗星的抛物线轨道。牛顿还进一步发展了自己的理论，认为行星都由于自转而使两极扁平赤道突出，还预言地球也是这样的球体。由于地球不是正球体，牛顿就指出，太阳和月球的引力摄动将不会通过地球中心，因此地轴将作一缓慢的圆锥运动，这便出现了二分点的岁差现象。对于潮汐现象，牛顿也作出了解释，他认为这是太阳和月球引力造成的。 在物理学方面，牛顿取得了力学、热学、光学等多方面的巨大成就。牛顿是经典力学理论的开创者。他在伽利略等人工作的基础上，进行了深入研究，经过大量的实验，总结出了运动三定律，创立了经典力学体系。牛顿所研究的机械运动规律，首先是建立在绝对时空观基础之上的。绝对化的时间和绝对化的空间是指不受物体运动状态影响的时间和空间。在两个匀速运动状态下的观察者，对机械运动具有相同的测量结果。在高速运动状态下，这种时空观已不能采用，这时（运动速度与光速可以比拟），牛顿力学将被相对论力学所代替。在微观情况下，由于粒子的波动性已明显表现出来，牛顿力学将被量子力学所代替。牛顿在力学方面另一巨大贡献是在开普勒等人工作的基础上，发现了万有引力定律。牛顿认为：太阳吸引行星，行星吸引卫星，以及吸引地面上一切物体的力都是具有相同性质的力。牛顿用微积分证明了，任何一曲线运动的质点，如果半径指向静止或匀速直线运动的点，且绕次点扫过与时间成正比的面积，则此质点必受指向该点的向心力的作用，如果环绕的周期之平方与半径的立方成正比，则向心力与半径的平方成反比。牛顿还在力学发展中，首先确定了一系列的基本概念，如质量、动量、惯性和力等。经过牛顿的工作，力学已形成了严密、完整、系统的科学体系。
力学 力学是研究物质机械运动规律的科学。自然界物质有多种层次，从宇观的宇宙体系，宏观的天体和常规物体，细观的颗粒、纤维、晶体，到微观的分子、原子、基本粒子。通常理解的力学以研究天然的或人工的宏观对象为主。但由于学科的互相渗透，有时也涉及宇观或细观甚至微观各层次中的对象以及有关的规律。机械运动亦即力学运动是物质在时间、空间中的位置变化，包括移动、转动、流动、变形、振动、波动、扩散等，而平衡或静止，则是其中的一种特殊情况。机械运动是物质运动的最基本的形式。物质运动的其他形式还有热运动、电磁运动、原子及其内部的运动和化学运动等。机械运动并不能脱离其他运动形式独立存在，只是在研究力学问题时突出地考虑机械运动这种形式罢了；如果其他运动形式对机械运动有较大影响，或者需要考虑它们之间的相互作用，便会在力学同其他学科之间形成交叉学科或边缘学科。力是物质间的一种相互作用，机械运动状态的变化是由这种相互作用引起的。静止和运动状态不变，都意味着各作用力在某种意义上的平衡。力学，可以说是力和（机械）运动的科学。 力学在汉语中的意思是力的科学。汉语“力”字最初表示的是手臂使劲，后来虽又含有他义，但都同机械或运动没有直接联系。“力学”一词译自英语mechanics(源于希腊语μηχανη──机械)。在英语中，mechanics是一个多义词，既可释作“力学”，也可释作“机械学”、“结构”等。在欧洲其他语种中，此词的语源和语义都与英语相同。汉语中没有同它对等的多义词。mechanics在19世纪50年代作为研究力的作用的学科名词传入中国时，译作“重学”，后来改译作“力学”，一直使用至今。“力学的”和“机械的” 在英语中同为mechanical，而现代汉语中“机械的”又可理解为“刻板的”。这种不同语种中词义包容范围的差异，有时引起国际学术交流中的周折。例如机械的(mechanical)自然观，其实指用力学解释自然的观点，而英语mechanist是指机械师，不是指力学家。 发展简史 力学知识最早起源于对自然现象的观察和在生产劳动中的 经验。人们在建筑、灌溉等劳动中使用杠杆、斜面、汲水器具，逐渐积累起对平衡物体受力情况的认识。古希腊的阿基米德对杠杆平衡、物体重心位置、物体在水中受到的浮力等作了系统研究，确定它们的基本规律，初步奠定了静力学即平衡理论的基础。古
科学家牛顿的故事 牛顿 Isaac Newton (1642一1727) 英国物理学家。他在伽利略等人工作的基础上进行深入研究，建立了成为经典力学基础的牛顿运动定律。他还进一步发展了开普勒等人的工作，发现万有引力定律。由于他建立了经典力学的基本体系，人们常把经典力学称为“牛顿力学”，在光学方面，他于1666年用三棱镜分析日光，发现白光是由不同颜色(即不同波长)的光构成的。在热学方面，他确定了冷却定律。在天文学方面, 他于1671年创制了反射望远镜。在数学方面，创立了牛顿二项式定理等，还与莱布尼茨共同创立了微积分。主要著作有《自然哲学的数学原理》、《光学》等。 牛顿小时候只喜欢数学，其他功课成绩并不好，老师以为牛顿是个“低能儿”。后来，由于牛顿非常勤奋，学习成绩不断进步，成为全班的尖子。19岁时，牛顿考入英国著名的剑桥大学。27岁时，牛顿成为教授。 牛顿很少在深夜二三点钟前休息，常常通宵达旦地工作。 牛顿是科学上的巨人之一。恩格斯在《英国状况》一文中论述18世纪的科学成就时曾这样评价牛顿:
“牛顿由于发明了万有引力定律而创立了科学的天文学，由于进行了光的分解而创立了科学的光学，由于创立了二项定理和无限理论而创立了科学的数学，由于认识了力的本性而创立了科学的力学。” 然而牛顿却非常谦逊。他有两段质朴、感人的话，已成为科学界的名言: “不知世人对我怎样看，不过我自己只是觉得好像在海滨玩耍的一个小孩子，有时很高兴的拾着一颗光滑美丽的石子，但真理的大海，我还是没有发现。” “如果说我所见的比笛卡儿要远一点，那就是因为我是站在巨人的肩上的原故。” 笛卡儿:法国哲学家、物理学家、数学家。解析几何的创始人。
论牛顿力学体系及其科学方法对近代科 学的影响
牛顿(Isaac Newton．1643．1．4—1727．3．20)，英国物理学家、数学家和天文学家，经典物理学理论体系的建立者1。牛顿的一生是传奇而伟大的，他建立起来的牛顿力学体系完成了人类文明史上第一次自然科学的大综合。牛顿力学体系的建立不仅达到了十六、十七世纪科学革命的顶点，也是人类社会划时代进步的标志，对近代科学乃至整个人类文明进程，都有着深远影响和不可估量的的历史意义。 一．牛顿力学体系对近代科学发展的影响 牛顿所处的时代，是一个科学思想大爆炸的时代。哥白尼提出了日心说，开普勒从第谷的观测资料中总结了经验的行星运动三定律，伽利略又描绘出了力、加速度等概念并发现了惯性定律和自由落体定律。但是，直到牛顿之前，这些物理概念和物理规律还是孤立的、没有体现本质联系的、逻辑上各自独立的东西。也正是在这个时候，牛顿对行星及地面上的物体运动作了整体的考察，他把归纳演绎、分析综合等数学方法与物理学发现完美的结合在了一起，使物理学成为能够表述因果性的一个完整体系。这就是我们今天所说的经典力学体系。按照牛顿力学体系的原理，人们利用描写物体运动的坐标及速度的初始值和受力情况，就可以确定地知道该物体运动的过去与将来。牛顿建立的经典物理学具有因果关系的完整体系一经发表便在近代科学的海洋里引起了渲染大波并得到了广泛的实际应用。他所建立的力学体系不仅能说明已有的理论已经说明的现象，如充分地解释伽利略发现的惯性定律和自由落体定律而且能说明并解释已有的理论不能说明的现象，如完满地解释了开普勒的行星运动三定律。更重要的是，牛顿的力学理论能预见到新的物理现象和物理事实，并能以天文观测或实验证实它们的正确性。在万有引力理论的基础上，人们后来发现并证实海王星和冥王星的存在，这是牛顿力学理论的有力佐证。牛顿力学既可以用予说明地面上的物质运动，又可以用予解释太阳系中的行星运动，充分证明了该理论具有的自然规律的普遍性法则。也正是由于牛顿力学原来广泛的适应性，使其在之后数百年间成为引导科学发展的纲领。 同时，值得一提的是，牛顿的力学为十八世纪的工业革命及其之后的机器化大生产准备了科学理论。马克思曾经认为，在十八世纪臻于完善的力学是“大工业的真正科学的基础。”2毫无疑问，当时这个“科学的基础”的最主要而且也是最重要的部分是牛顿的力学。牛顿的经典力学体系和他的方法论使物理学在十八、十九世纪期间得以迅速发展，并成为那时理论物理学的规范。所有物质运动都要追溯或探究其是否符合牛顿的运动定律，从而把牛顿的质点运动定律推广到刚体及连续体的物质运动上。直到十九世纪下半叶，电磁场概念的产生也可以看作是牛顿引力场理论的一次重大飞跃。迄至今日，人们关于宏观自然过程的宏观低速状态下的物理认识都可以看作是牛顿力学思想的一种系统的发展。 二．牛顿力学体系的科学方法对近代科学的影响 牛顿由于“发明了万有引力定律而创立了科学的天文学，由于进行了光的分解而创立了科学的光学．由于创立了二项式定律和无限理论而创立了科学的数学。由于认识了力的性而创立了科学的力学”3。更重要的是，牛顿在科学方法论上的贡献也是十分杰出的。著名科学家爱因斯坦在评价牛顿对世人的影响时特别指出了他在研究方法上的创造，“在他以前和以后，都还没有人能像他那样决定着西方的思想、研究和实践的方向。他不仅作为某些关键性方法的发明者来说是杰出的，而且他在善于运用他那时的经验材料上也是独特的，同时他还对于教学和物理学的详细证明方法有惊人的创造才能。”著名科学家拉普拉斯在谈到牛顿的贡献时，也曾着重强调过认识这位天才的研究方法对于科学进步的重要性。可见，牛顿力 1钱临照“牛顿”中国大百科全书(物理学I) ，1987 2马克思恩格斯全集．北京：人民出版社，l965 3牛顿自然哲学著作选．北京：商务印书馆，l962
关于牛顿力学的论文报告 （一）对自然观念的影响 牛顿经典力学的成就之大使得它得以广泛传播，深深地改变了人们的自然观。人们往往用力学的尺度去衡量一切，用力学的原理去解释一切自然现象，将一切运动都归结为机械运动，一切运动的原因都归结为力，自然界是一架按照力学规律运动着的机器。这种机械唯物主义自然观在当时是有进步作用的。由于它把自然界中起作用的原因都归结为自然界本身规律的作用，有利于促使科学家去探索自然界的规律。它能刺激人们运用分析和解剖的方式，从观察和实验中取得更多的经验材料，这对科学的发展来说也是必要的。但这种思维方式在一定程度上忽视了理论思维的作用，忽视了事物之间的联系和发展，因而又有着严重的缺陷。 （二）对自然科学的影响 牛顿经典力学的内容和研究方法对自然科学，特别是物理学起了重大的推动作用，但也存在着消极影响。 牛顿建立的经典力学体系以及他的力学研究纲领所获得的成功，在当时使科学家们以为牛顿经典力学就是整个物理学，甚至是全部自然科学的可靠的最终的基础。在相当长的历史时期内，牛顿经典力学名著《自然哲学的数学原理》一书成为了科学家们共同遵循的规范，它支配了当时整个自然科学发展的进程。他研究问题的科学方法和原理也普遍得到赞赏和采用。牛顿研究经典力学的科学方法论和认识论，如运用分析和综合相结合的方法与公理化方法及科学的简单性原则、寻求因果关系中相似性统一性原则、以实验为基础发现物体的普遍性原则和正确对待归纳结论的原则，对后世科学的发展也影响深远。 （三）对社会科学的影响 经典力学不但对自然科学产生了很大影响，在社会科学方面，特别是对哲学和人类思想发展，也产生了重大影响。 在经典力学的直接影响下，英国的霍布斯和洛克建立和发展了机械唯物主义哲学，并由于其强大的影响力，使得唯物论从宗教神学那里争得了发言权，并在随后形成了人类历史上唯物主义和唯心主义斗争最为激烈的一段时期。经过康德和黑格尔对辩证法和机械唯物主义的研究和发展，以及马克思和恩格斯对哲学已有研究成果的吸收，结合当时科学发展成果，最终建立了唯物主义辩证法。唯物主义辩证法的建立，在很大程度上得益于牛顿经典力学体系的建立。 近现代科学和哲学是发轫于经典力学的，正是从牛顿建立经典力学开始，人类在思想观念上才开始真正走向科学化合现代化，而它对人类思想领域的影响也是极其广泛而深刻的。事物总是辩证统一、一分为二的。虽然科学家在运用牛顿经典力学方法及成果时使自然科学得到了长足发展，但当时人们在接受和运用牛顿的科学成果之时，没有搞清它的适用范围，也作出了不适当的夸大。例如，当初有科学家认为所有涉及到的物理学问题都可以归结为不变的引力和斥力，因而只要把自然现象转化为力就行了。结果到后来，“力”成了对现象和规律缺乏认识的避难所，把当时无法解释的各种现象都冠以各种不同力的名称。因此，牛顿经典力学的内容及其研究方法在推动自然科学发展的同时，也产生了很大的消极影响。对经典力学，我们要辩证地看待其得与失。
书名《小牛顿科学馆》（全60册） 出版社台湾牛顿出版公司（编） 贵州教育出版社（引进） 作者 开本大16开定价960 出版 时间 2010 纸张/ 包装 铜版纸 盒装 基本特点《小牛顿科学馆》的编辑理念和特色： ●确信“科学传真，图文并解”是孩童吸收科学知识较有效的方式。 ●参考先进国家同阶段科学教育课程素材而取舍选题。 ●相信孩童学习的兴趣需要培养和引导。因此，兼顾科学理论同时，务求素材生活化、趣味化。 ●科学研习宜手脑并用，观察与实验并重，启蒙阶段更应如此。 ●每本书系统介绍一或两个主题，锻炼孩子的整体观和创造力。偏重系统化的科学知识解说和启发性的题目设计。 ●关心地球，关注环保，科学知识与人文关怀并重，培养孩子的大能力大视野。 ●科学与艺术的完美结合，全套书共有上千幅艺术水准极高的精细画插图，在学习科学知识的同时提高孩子的审美鉴赏力。 详细介绍★图文并茂，深度广度兼具。小牛顿每册都有六个内容丰富的主题，并包含一个中、长篇特辑，深入介绍各类知识，如飞机的发展史、神秘的撒哈拉沙漠……深度、广度兼具的小牛顿可以改变孩子“知识偏食”的习惯，进而获得有系统的观念及知识，是孩子课业的最佳参考工具。 ★全面观的编辑选材，关怀本土放眼世界。小牛顿取材广泛，上至天文下至地理，无奇不有，无所不包。240册的小牛顿全集涉猎13个不同领域的知识范畴，包括4000多个精彩主题，让孩子除了关怀本土外，更能放眼天下，和全世界的孩子同步成长。 ★创造、观察、分析、想象力的培养小牛顿特别开辟“科学小实验”、“叮叮咚咚工作站”以及各种发明、游戏的设计，让孩子动手做，做中学，并从实验、自然观察中激发创造、思考、分析的能力，培养实事求是的科学精神。 ★精细插图趣味漫画，加深学习印象为引导小朋友对大自然及万物观察入微，采用生动活泼的精细插画，犹如带领孩子亲临大自然的现场，使孩子在心灵与视觉上感受特别深刻，并利用剖面、透视等绘画技巧，穿过三度空间，让孩子领会万物的精巧神奇，仔细观察平时无法看到的物体内部结构，引发孩子研究科学的兴趣。此外，另有寓教于乐的科学漫画单元，让孩子乐于学习，轻松吸收新知，增添孩子求知的乐趣。 部分目录： 1. 恐龙大追踪 2. 玫瑰花 3. 猫 4. 茶的一生 5. 货币的历史 6. 时间的奥秘 7. 地球的演化 8. 稻米 9. 黄金、埃及金字塔 10. 熊猫 11. 海马、章鱼 12. 黑洞、超新星爆炸 13. 火山、热气球14. 独角仙、昆虫家族 15. 宇航员、宇宙飞船 16. 椰子 17. 北极熊18. 集装箱船、帆船 19. 电、磁悬浮列车 20. 蕈、茭白笋 21. 矿石、
《科学发展简史》复习1（辽宁广播电视大学2008—2009学年度第二学期“开放专科”期末考试） 一、填空（每空1分，共20分） 1. 能否是人与猿之间本质的区别。 2.由于的发现，使太阳系成为一个严格按照规律运行的力学体系，故被称为“天空立法者”。 3.西亚文化对于世界文化的发展有重大的影响。其中最重大的成就之一就是文字的发明 4．古希腊自然哲学值得注意的知识包括：第一，关于问题；第二， 关于问题；第三，关于天体系统的模型问题。 5. 19世纪初，法国生物学家发表了《动物哲学》一书，提出了“”的观点。 6. 被西方人称为“医学之父”。 7. 的建立是科学形态上的重要改革，标志着近代理论自然科学的诞生。 8．第一艘实用的轮船是由美国发明家发明的，首航成功标志着取 代帆船的新时代的开始。 9.著名医学家的《医典》是阿拉伯医学的最高成果。 10.1864年，法国人在西门子兄弟的帮助下，创造了平炉炼钢法。 11. 、和的三大发现是19世纪末物理学的重要成就。 12.1969年，美国的“”把人送上了月球，实现了载人登月计划。 13. 1487年，葡萄牙人率领船队到达非洲最南端，葡萄牙国王把这里命名为。 11. 、和的三大发现是19世纪末物理学的重要成就。 12.1969年，美国的“”把人送上了月球，实现了载人登月计划。 13. 1487年，葡萄牙人率领船队到达非洲最南端，葡萄牙国王把这里命名为。 1．文艺复兴运动发源于。 A、法国 B、英国 C、意大利 D、希腊 2．我国采用十进位的计数方法是在（） A．西汉 B.南北朝C．商代 D.夏代 3．近代电磁理论的创始人是（） A.伏特 B.麦克斯韦 C.奥斯特 D.法拉第 4. 实验遗传学的创始人是（） A．魏斯曼 B.孟德尔C．施莱登 D.施旺 5．现代遗传学的创始人是奥地利修道士。 A．魏斯曼 B.孟德尔 C．施莱登 D.施旺
对牛顿的评价对牛顿的评价 20 世纪的科学伟人爱因斯坦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。想一想：上述现象说明了什么问题？给我们什么启发？说明：像许多事物一样，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。电脑显示器在短促的瞬间，电子显像在显示屏上――这正好符合爱因斯坦的狭义相对论。发明电脑显示器的工程师必须使显示器符合“相对论效应”，否则控制电子飞驰的磁铁就会在显示屏上产生模糊图像，使你无法工作，当然，精彩的电脑游戏也玩不起来了。精准的激光当你到超市购物，你手里的每一件商品条形码也得益于爱因斯坦的激光理论，只有激光才能准确读出条形码中的编码。数码相机假期你和家人轻松郊游。当你打开数码相机，准备摄下家人温馨的笑容时，要先感谢爱因斯坦。从镜头飞进来的光子会把半导体里的电子挤走，这同样利用了光电效应。控制X射线的能量你长了一个肿瘤，幸亏是良性的，但因长在胸腺上，手术后需要放射治疗。医生在为你实施放射治疗前，需要估
计X射线可能对你细胞造成的伤害，根据就是爱因斯坦的 E=mc2 （即能量=质量乘光速平方）。据此理论人们造出原子弹、氢弹的同时，也治好了你的胸腺瘤。爱因斯坦一、 20 世纪最伟大的科学家二、坚定的和平捍卫者“当法律和人类尊严必需保卫时，我们一定要战斗。”“人类的福祉必须高于对自己国家的忠诚。”“每一个国家的利益都必须服从更广泛的共同体的利益。”――爱因斯坦“人只有献身于社会，才能找出那实际上是短暂而又有风险的生命的意义。”“一个人的真正价值，首先取决于他在什么程度和在什么意义上从自我解放出来。”爱因斯坦一心希望科学造福于人类，但他却目睹了科学技术在两次世界大战中所造成的巨大破坏。因此，他认为战争与和平的问题是当代的首要问题，除科研成果之外，他一生中发表得最多的也是这方面的言论。 * 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，一切都变得光明。有一天，牛顿在茶园里思考引力问题的时候，一个苹果从树上落下来。受到苹果落地的启发，牛顿心中豁然开朗：为什么苹果总是垂直落向地面呢？为什么苹果不向外侧或向上运动，而总是向着地球中心运动呢？这肯定是有一个向下的力拉着它，而且这个向下的拉力必须指向地球中心，而不是指向地球的其他部分，所以苹果总是垂直下落，或者总是朝向地球的中心。被称为“近代科学开创者”的牛顿为人类社会的发展做出了巨大的贡献。他的科学成就为现代科学的发展奠定了基础。牛顿的上述发明难道就真像“苹果落地”的故事那样简单吗？
《近代科学之父牛顿》 一、教学目标 ㈠知识与能力： 1、了解牛顿的科技成就和影响，培养归纳掌握史料的能力。 2、认识牛顿成就的取得是综合多种社会和时代背景的结果,培养学生运用辩证唯物主义观点认识和评价历史问题的能力。 ㈡过程与方法： 1、通过编制表格培养学生归纳概括和知识系统化的能力。 2、指导学生通过史料阅读、问题探究法等分析、理解牛顿取得成就的时代背景和影响。 3、运用情景再现和活动讨论法让学生利用课堂讨论充分理解特殊时代“宗教与科技”关系。理解牛顿成就对社会发展产生对等方面影响。 4、在教师引导下，学生互动和谐、平等交流；运用唯物史观引导学生独立思考，合作交流，主动探究。 ㈢情感、态度与价值观： 1、通过本课的学习使学生认识科技发展与社会进步对关系。即社会发展为科技发展提供条件和基础，科技发展又进一步推动社会等方面的发展。 2、理解人类对科学的探索永远是处于“进行时”，“在路上”的状态。 3、培养学生树立为科学真理而努力奋斗的精神。 二、教学重难点： 1、重点是探讨牛顿取得发明发现的诸多因素； 2、难点是特定时代下科技与宗教等多种社会因素的关系。 三、教学过程 导入新课：多媒体展示图片：牛顿头像。并出示： 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。 ——亚历山大?蒲伯 教师提问：牛顿又在哪些领域做出了重大科学贡献? 教师出示：
教师小结：概括地说，牛顿最主要的科学贡献就是发现了自然规律，并用简单的数学公式表达出来，既可适用于整个宇宙，也适用于最微小的物体。牛顿提出的物体运动三大定律，任何人想要了解一个物体如何运动，将会落向何方，只要测量一下物体的质量、方向、加速度和作用力，把这些数据填人牛顿的数学方程式，答案就跃于眼前。根据牛顿的万有引力定律，新的科学家不断打造出更加详细准确的宇宙图像。比如海王星的发现和彗星再来的时间。 材料一：牛顿为工业革命创造了一把科学的钥匙，瓦特拿着这把钥匙开启了工业革命的大门。——《大国崛起》 材料二：l 8世纪下半期，英国的各类工匠具有惊人的理论知识。甚至最普通的风车木匠，通常也是一个相当棒的数学家，能够计算出机器的速率、能量和功率。 ——赵河清：《牛顿与工业革命——兼论新型企业家在蒸汽机诞生中的作用》提问：结合这两段材料回答，牛顿的理论和工业革命之间的关系是什么? 教师提问：结合这两段材料回答，牛顿的理论和工业革命之间的关系是什么? 材料三：自然界好像一个巨大的机械装置，按照通过观察、实验、测量和计算可予以确定的某些自然法则进行运转。人类的各门知识都可分解为有理性的人能发现的少数简单的、始终如一的定律。人们开始把牛顿的物理学分析方法应用于整个思想和知识领域，不仅应用于物理学领域，而且应用于人类社会。—— [ 美] 斯塔夫里阿诺斯：《全球通史》 提问：受牛顿科学贡献的影响，思想家们对人类社会有了什么新认识? 材料四：这些开国元勋们在阐述美国的政治机构设计时，坚持依照平顺运行、自我调节的宇宙模型。在这群打下美国江山的人的眼中，确保政治稳定的平衡状态可直接模拟维持太阳系平衡的自然引力。伍德罗·威尔逊稍后会写道：“美国宪法臣服于牛顿的理论。” 提问：美国1787年宪法中的什么原则，最能够体现“政治稳定的平衡状态可直接模拟维持太阳系平衡的自然引力。”? 教师过度：可以说牛顿的科学贡献之巨大，影响之深远，近代科学家群体中，无人能及，无怪乎要被称为“近代科学之父”。问题是：为什么牛顿能够做出那么多、那么大的科学贡献?除了课本上所介绍的牛顿自身的天赋和努力，还有哪些外在的环境性因素? 进入第二部分“推动牛顿发明发现的社会背景” 教师出示材料： 材料一:1651年8月(牛顿9岁) ,英国(克伦威尔统治)颁布《航海条例》, 规定英国及其殖民地的进出口货物必须由英国的船只运输。不久, 英荷发生冲突, 荷兰战败,英国迈出海上称霸的第一步。 材料二：就思想传统而言，17世纪法国思想家笛卡尔最早高扬起了理性，笛卡尔堪称17世纪的欧洲哲学界和科学界最有影响的巨匠之一，被誉为“近代科学的始祖”。他认为，所有物质的东西，都是为同一机械规律所支配的机器，甚至人体也是如此。牛顿的科学思想和哲学思想就带有笛卡尔的痕迹。 教师提问：以上材料反映了怎样的时代背景？ 材料三：17世纪的英国欢迎科学，理由是科学支持宗教所以科学蓬勃发展；而1 7世纪的意大利畏惧科学，理由是科学削弱宗教，科学因而衰败。 教师提问：科学发展与宗教有什么关系？ 教师出示亚历山大·蒲伯为牛顿写的墓志铭： 材料四：以他在研究自然、古物和圣经中的勤奋、聪明和虔诚，他依据自己的哲学证明了至尊上帝的万能，并以其个人的方式表述了福音书的简明至理。人们为此欣喜：人类历史上曾出现如此辉煌的荣耀。他生于1642年1 2月25日，卒于1727年3月20日。——亚历山大·蒲伯 教师提问：依据墓志铭中所示，牛顿最大的贡献是什么? 教师过渡：牛顿既是伟大的科学家，又是虔诚的基督徒。牛顿出生在 1 742年 l2月 25日，
牛顿对经典力学的贡献 一、认识牛顿 艾萨克·牛顿 艾萨克·牛顿爵士是人类历史上出现过的最伟大、最有影响的科学家，同时也是物理学家、数学家和哲学家，晚年醉心于炼金术和神学。他在1687 年7月5日发表的不朽著作《自然哲学的数学原理》里用数学 方法阐明了宇宙中最基本的法则——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体系，被认为是“人类 智慧史上最伟大的一个成就”，由此奠定了之后三个世纪中物 理界的科学观点，并成为现代工程学的基础。牛顿为人类建立 起“理性主义”的旗帜，开启工业革命的大门。牛顿逝世后被 安葬于威斯敏斯特大教堂，成为在此长眠的第一个科学家。 二、牛顿力学 1679年，牛顿重新回到力学的研究中：引力及其对行星轨道的作用、开普勒的行星运动定律、与胡克和弗拉姆斯蒂德在力学上的讨论。他将自己的成果归结在《物体在轨道中之运动》（1684年）一书中，该书中包含有初步的、后来在《原理》中形成的运动定律。 《自然哲学的数学原理》（现常简称作《原理》）在埃德蒙·哈雷的鼓励和支持下出版于1687年7月5日。该书中牛顿阐述了其后两百年间都被视作真理的三大运动定律。牛顿使用拉丁单词“gravitas”（沉重）来为现今的引力（gravity）命名，并定义了万有引力定律。在这本书中，他还基于波义耳定律提出了首个分析测定空气中音速的方法。 三、牛顿对经典力学的贡献
所谓经典力学，是指研究在低速情况下宏观物体的机械运动所遵循的规律的力学。经典力学的基本定律是牛顿运动定律或与牛顿定律有关且等价的其他力学原理。 牛顿在前人积累的大量动力学知识的基础上，又通过自己反复观察和实验，提出了“力”、“质量”和“动量”的明确定义，并将它们与伽利略提出的“加速度”联系起来，总结出了物体机械运动的三个基本定律。牛顿的这三个定律是人类对自然界认识的一个大飞跃，它为经典力学奠定了坚实的基础，决定了300多年来力学发展的方向，并且对其他学科的发展产生了巨大的影响，至今仍是自然科学的基础理论之一。牛顿的一生不仅为经典力学奠定了基础，而且在热学、光学、天文和数学等方面也都作出了卓越的贡献。 牛顿(1642—1727)是一位伟大的物理学家、数学家和天文学家。他在自然科学史上占有独特的地位。他的科学巨著《自然哲学的数学原理》的出版,标志着经典力学体系的建立。经典力学理论体系的科学成就和科学的方法论启迪了人类征服自然的无穷智慧,对现代化科学技术发展和社会进步产生了极其深远的影响。 牛顿经典力学认为质量和能量各自独立存在，且各自守恒，它只适用于物体运动速度远小于光速的范围。牛顿力学较多采用直观的几何方法，在解决简单的力学问题时，比分析力学方便简单。 经典力学的基本定律是牛顿运动定律或与牛顿定律有关且等价的其他力学原理，它是20世纪以前的力学，有两个基本假定：其一是假定时间和空间是绝对的，长度和时间间隔的测量与观测者的运动无关，物质间相互作用的传递是瞬时到达的；其二是一切可观测的物理量在原则上可以无限精确地加以测定。20世纪以来，由于物理学的发展，经典力学的局限性暴露出来。如第一个假定，实际上只适用于与光速相比低速运动的情况。在高速运动情况下，时间和长度不能再认为与观测者的运动无关。第二个假定只适用于宏观物体。在微观系统中，所有物理量在原则上不可能同时被精确测定。因此经典力学的定律一般只是宏观物体低速运动时的近似定律。 因为牛顿的力学与现代力学（以量子力学和相对论为主导）有很大差别，牛顿的力学虽然在高速和微观领域不正确（由于受当时认识水平的局限），但其在一般情况下（低速、宏观），可以很容易地处理问题（也就是说牛顿力学虽然错误但还是有用的），所以就打算把它们分别起个名字。起什么名字呢？最后，一个叫经典力学，一个叫现代力学。 牛顿三大定律
《近代科学之父牛顿》教学教案 导入新课：请看导言：主要介绍了牛顿墓碑上的文字，和牛顿在科学领域的重要地位。思考：为什么牛顿被称为近代科学之父？ 一、早期科学发明与创造 1、童年时代：日常的生活和学习善于观察 2、中学时代：日常的生活和学习科学观察与实验 P233参考书 3、大学时代：日常的生活和学习二项式定理、微积分的初步计算 4、1665—1666年：黄金时代 A、光学领域： 1）发明折射望远镜： 用途：证明日光由七色光组成；说明物体颜色的形成原理； 意义：奠定光谱学的基础；P235页参考书 2）创“微粒说” 意义：与惠更斯的“波动说”构成光的两大基本理论； B、天文学领域：发明世界上第一架反射望远镜 用途：考察行星运动；分析潮汐现象；预言地球不是正球体； 意义：对天体观察进入新阶段； 二、发现万有引力定律 1、原因：略见书从中我们得到怎样的认识？ 生答：科学的发展是经历了一辈又一辈科学家努力和不断创新的结果。 牛顿最重要的科学成就是牛顿力学体系的建立。 2、牛顿力学体系的建立——《自然哲学中的数学原理》的发表 1）内容： a．物体运动三大定律和万有引力定律； b。潮汐现象、地球形状等问题 2）意义： a形成经典力学理论，居物理学的统治地位达二百年； b标志近代科学形成； c推动工业革命进程 三、取得成就的原因 1、勤奋的探索精神； 2、科学的研究方法； 3、注重实验，实行“归纳——演绎”法 4、善于借鉴吸收并大胆创新 四、评价牛顿 1、成就：许多划时代的发明 天文学：反射望远镜，研究潮汐现象，语言地球不是正球体； 物理学：力学：经典力学理论；光学：日光原理、微粒说；
小牛顿一级 一、直升飞机 知识要点： 1、认识弹性物体：比如橡皮筋、弹簧、蹦蹦床等都属于弹性物体。 2、了解弹性势能：当弹性物质发生形变后，会有一种能量，这种能量叫做弹性势能。 3、直升飞机动力装置：橡皮筋。 4、直升飞机工作原理：扭转的橡皮筋带动螺旋桨转动，会产生升力，当升力大于机身重力时，直升飞机就飞了。 知识分享： 1、如何判断自然界中的虫子哪些是昆虫？可利用昆虫的特征。 2、分别描述人、四条腿动物以及昆虫的足迹，人和四条腿动物的行走足迹是直线，昆虫是之字形。 创新作业：画一幅图昆虫的乐园 二、道闸 知识要点 1、齿轮的作用：齿轮可以：改变转数、改变方向、传递力 2、蜗轮蜗杆齿轮的特点：具有自锁型 3、道闸工作原理：转动手柄—蜗杆转动—蜗轮转动—闸杆上下 拓展作业 1、你见过生活中哪些不同的道闸？它们有什么作用呢？ 2、你能将自己的道闸变得与众不同吗？ 三、昆虫运动 知识要点： 1、识记昆虫的特征：体躯三段头、胸、腹，两对翅膀三对足， 一对触角头上生，遍布全球旺家族。 2、昆虫的行走方式：以“三角形支架”结构交替前行。 行走足迹是之字形。 拓展作业 知识分享： 1、如何判断自然界中的虫子哪些是昆虫？可利用昆虫的特征 2、分别描述人、四条腿动物以及昆虫的足迹，人和四条腿动物的行走足迹是直线，昆虫是之字形。 四、表面张力 知识要点:
1，当液体与气体相接触时，会形成一个表面层，在这个表面层内存在着的相互吸引力就是表面张力。 2，通过“膜力实验”，水滴呈球形，环形针可以漂浮在水面上知道表面张力确实存在。 3，通过“水酒拉力赛”实验，知道不同液体的表面张力大小不一样。 4，通过“皂角动力船”实验，知道洗涤灵可以破坏水的表面张力。 拓展作业: 1，改进膜力实验器材，做出更好玩的实验，展示给爸爸妈妈看一看 2，和爸爸妈妈一起查阅相关资料制作一瓶好玩的泡泡液 五、自制小手电 知识要点： 1、知道简单电路的组成部分：电源、用电器、导线、开关 2、各电器元件的作用 电源—提供电能用电器—消耗电能开关—控制电能 3、小手电亮起来的原因：电池提供电能—导线传输电能—开关控制电能—灯泡亮起来 拓展作业 1、生活中小手电的用途 2、你能将这个小手电改造成用其他能源做的小手电吗？ 六、恐龙化石 知识要点： 1，恐龙生活的三个时期:三叠纪，侏罗纪，白垩纪 2，恐龙出现于三叠纪，在白垩纪灭绝 3，恐龙化石的形成:恐龙死后，身体中的软组织腐烂消失，骨骼等坚硬组织沉积在泥沙中，经过长时间以后骨骼石化得以保存 4，了解恐龙的种类和不同恐龙的特征，认识一些常见的恐龙 拓展作业: 1，收集一些关于恐龙的相关知识、故事或图片，与同学分享 2，完成课本第5页的探究实验 七、龙卷风 知识要点： 1，龙卷风的特点:上粗下细呈漏斗状 2，龙卷风形成的原因:热空气上升，冷空气下降，冷热空气对流形成龙卷风3，龙卷风的种类:陆龙卷，海龙卷，火龙卷 拓展作业： 1，遇到龙卷风我们应该怎么做？（趴在低洼处） 2，生活中有哪些热空气会上升的例子？（孔明灯，热气球，走马灯，温泉冒热汽）
力学发展简史 力学是物理学中发展最早的一个分枝，它和人类的生活与生产联系最为密切。早在遥远的古代，人们就在生产劳动中应用了杠杆、螺旋、滑轮、斜面等简单机械，从而促进了静力学的发展。古希腊时代，就已形成比重和重心的概念，出现杠杆原理；阿基米德(Archimedes，约公元前287～212)的浮力原理提出于公元前二百多年。虽然这些知识尚属力学科学的萌芽，但在力学发展史中应有一定的地位。16世纪以后，由于航海、战争和工业生产的需要，力学的研究得到了真正的发展。钟表业促进了匀速运动的理论；水磨机械促进了摩擦和齿轮传动的研究；火炮的运用推动了拋射体的研究。天体运行的规律提供了机械运动最单纯、最直接、最精确的数据资料，使得人们有可能排除摩擦和空气阻力的干扰，得到规律运动的认识。天文学的发展为力学找到了一个最理想的"实验室"-天体。但是，天文学的发展又和航海事业分不开，只有等到16、17世纪，这时资本主义生产方式开始兴起，海外贸易和对外扩张刺激了航海的发展，这才提出对天文作系统观测的迫切要求。第谷(Tycho Brahe，1546～1601)顺应了这一要求，以毕生精力收集了大量观测数据，为克卜勒 (Johannes Kepler，1571～1630)的研究作了准备。克卜勒于1609年和1619年先后提出了行星运动的三条规律，即克卜勒三大行星运动定律。与此同时，以伽利略 (Galileo Galilei，1564～1642)为代表的物理学家对力学开展了广泛研究，得到了自由落体定律。伽利略的两部著作：《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》(1632年)和《关于力学和运动两种新科学的
牛顿 (2004-02-05) 古希腊的灿烂文化在漫长的黑暗中世纪中埋没风尘，黯然失色。15世 纪，文艺复兴的大旗飘扬在欧洲大陆上，自然科学获得新的生命，蓬勃成长。 科学巨匠N.哥白尼、第谷、J.开普勒、伽利略以及R.笛卡儿等先后驰名于 欧洲。一场科学革命冲破了中世纪封建势力和经院哲学的层层罗网，不断取 得胜利。 牛顿──伟大的科学家，经典物理学理论体系的建立者──正是在欧洲出现政治、经济和科学文化新变革的时代诞生的。 家世和生平 1643年1月4日(儒略历1642年12月25日)牛顿诞生于英格兰林肯郡的小镇乌尔斯普的一个自耕农家庭。牛顿出生之前，父亲已去世。牛顿生而孱弱，过了3年,他的母亲再嫁给一位牧师,把孩子留在他祖母身边抚养。8年之后，牧师病故，牛顿的母亲带着后夫所生的一子二女又回到乌尔斯索普。牛顿自幼沉默寡言,性格倔强,这种习性可能来自他的家庭处境。牛顿少年时代喜欢摆弄机械小技巧。传说他做过一架磨坊的模型，动力是小老鼠；有一次他放风筝时，在绳子上悬挂着小灯，夜间村人看去惊疑是彗星出现。他喜欢绘画、雕刻，尤喜欢刻日晷，家里墙角、窗台上到处安放着他刻划的日晷，用以验看日影的移动，以知时刻。12岁进离家不远的格兰瑟中学。牛顿的母亲原希望他成为一个农民，能赡养家庭，但牛顿本人却无意于此而酷爱读书，以致经常忘了干活。随着年岁增大，牛顿越发爱好读书，喜欢沉思，做科学小试验。他在格兰瑟姆中学读书时，曾寄寓在一位药剂师家里，使他受到化学实验的熏陶。牛顿在中学时代学习成绩并不出众，只是爱好读书，对自然现象有好奇心,例如颜色、日影四季的移动,尤好几何学、哥白尼的日心说等等。他还分门别类地记读书心得笔记，又喜欢别出心裁地做些小工具、小技巧、小发明、小试验。当时英国社会渗入基督教新教思想，牛顿家里有两位都以神父为职业的亲戚，这可能影响牛顿晚年的宗教生活。从这些平凡的环境和活动中，看不出幼年的牛顿是一个才能出众异于常人的儿童。然而格兰瑟姆中学的校长J.斯托克斯，还有牛顿的一位当神父的叔父W.艾斯库别具慧眼，鼓励牛顿上大学读书。牛顿于1661年以减费生的身份进入剑桥大学三一学院，1664年成为奖学金获得者，1665年获学士学位。17世纪中叶，剑桥大学的教育制度还浸透着浓厚的中世纪经院哲学的气味。当牛顿进入剑桥大学时,那里还在传授一些经院式课程，如逻辑、古文、语法、
科学教育第一品牌 幼儿、少儿科学实验班源自欧美，2002年率先引进国内，是国内儿童科学实验教育的开创者,拥有自主的知识产权。海外教材，深入浅出的教育督导，完善成熟的教育课程体系以及齐全的实验器材。小牛顿课程体系在台湾摸索、发展，在在北京、上海等一线城市进行本土化改良，经过数年的实践，已先后与北京众多知名小学如：北大附小、清华附小、人大附小、北京理工大学附小、石油大学附小、首都师范大学附小、中关村一小、二小、三小等三十多所学校合作，每周达到5000多人次上课的规模，深受广大家长和学生的喜欢，在全国已开展得如火如荼。 合肥小牛顿 作为庐阳区青少年活动中心2011年重点引进的科学培训项目，已经在开放日的活动中成功推广，近千名孩子走进了小牛顿科学班，深得孩子们的喜爱，并赢得社会各界的高度赞许和各位家长的广泛支持！ 课程特点 四岁的小孩会做磁力小车，七岁能自制洗发香波，八岁会冲洗照片，九岁自制人造蓝宝石，十岁用伯努利原理自制飞机航模，十二岁结合数字制作金字塔……，这是每一位合肥小牛顿科学实验班的孩子都能做到的。 传统课外科学教育，属单项主题式教学；如：乐高、机器人、航模、无线电、单片机…等主题式产品；定位较窄，面临产品单调、知识点少，学生人数不多的问题，一人一套形象、直观的实验器材，亲自动手操作实验，从中体验学习的乐趣！ 小牛顿科学教育是多元综合式的内容，包含物理、生物、化学、自然、天文、地理、数学及相关课程，符合科学的多样性，以及儿童兴趣的广范性的特色。它是一套将科学知识与实验动手紧密结合的系列课程，让小朋友在玩中学，在做中学的环境中，享受到更高的学习乐趣与成就。 在课堂上通过实验与学习结合的方式，培养孩子浓厚持久的科学探索的兴趣；逐步养成假设、验证、观察、分析、计算、概括、表达、抽象的科学探究能力；使其了解丰富的科学知识，为学习打下扎实的基础；在实验过程和实验结果的文字表述，培养了孩子的写作能力；形成求真务实的科学态度，练就严谨理性的科学思维；启蒙创新意识，锻炼并提高动手能力!涉及物理、化学、生物、化学、天文、地理、数学等学科；让孩子亲自动手实验，每次都能将作品带回家，扩大了孩子的视野与能力，也增强了孩子自信心。 教学体系完整，从幼儿至初二，小牛顿内容丰富，体系完整，分类清楚；同时教学理念完整，教材结构分明。如小学教材中包含了<知识导入><原理探究>、<制作与实验>、<观察记录>、<拓展表达>和<补充资料>…等许多单元，综合了思考实践，运用等诸多领域，完整提高少年儿童的科学素养，重视教学效果，打下深厚基础。