六棱镜模型 六棱镜事件
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大象版小学六年级上册科学教学设计
第一单元 植物角里的科学
《植物角里的科学问题》
教学目标：
1、能对现象的原因、条件、过程和结果进行大胆的猜想，借助资料完善自己的猜想。
2、会从众多的问题中选出科学问题，能通过查阅资料丰富自己的猜想。
3、乐于接受他人的观点，学会借助他人的研究成果进行学习。
教学重点：
1、借助他人的资料丰富自己的猜想，但又不迷信权威。
2、通过各种方法选出科学问题。
教学难点：选出科学问题。
教具准备：几盆身子倾斜的花草，资料卡，图片，关于植物的书籍，准备好资料本。
教学时间：一课时
教学过程：
一、观察与提问
在每组桌子上放置一盆倾斜的凤仙花，斜向南方。
师：不知道什么时候，窗台边上的凤仙花，都悄悄的把头探向了窗外。它们倾斜着身子，好像被窗外的某种力量所吸引。有标记的这里向着南方。你们能找到答案吗？
学生思索，可以有少部分的学生回答。
师：生活中有没有遇到过类似的现象？比如路边的哪棵树、盆景、向日葵（教师出示照片）。对于这些现象，我们有哪些认识和疑惑？请同学们交流。
二、猜想与假设
师：谁有这么大的魅力，让花草为之倾倒？请同学对这种现象产生的原因、条件、过程进行猜想。
学生讨论后交流。教师记录学生的猜想。
师：要找到真正的答案，我们很有必要要借助他人的研究成果，帮助我们作出更全面的猜想。比如科学家的研究、学者的报告，书上的资料等。
三、分析与总结
师：这么多猜想，究竟真正的答案是什么呢？我们可以通过多种方法，分析大家作出的各种猜想，对于明显不符合实际的猜想，我们应及时排除，以确保更具有价值的假设能得以研究。这样获得的问题，才更可能是一个科学问题。（板书《植物角里的科学问题》）
师：哪个假设最不可能成立呢 ？说说理由。
请同学说出判断的方法和结果。
比如，“不可能是风刮斜的。因为这几天没有大风；另外，窗户晚上还关着，没有北风吹过来。”我们可以通过报纸查天气预报，还可以实地观察。
记录学生最后留下的科学问题。
师：我们不能对所有的猜想都进行探究，因为时间、能力、条件等都是有限的，怎么办呢？我们常常借助他人的研究成果来帮助我们作出更全面的猜想；同时又要对这些猜想进行选择，可以用观察、访问、分析等方法选出可能成立的假设，选出科学的问题后，再进行进一步的探究。
四、计划与组织
师：实验是验证猜想的有效方法之一。我们怎么进行实验呢？请同学们讨论你们所选问题的实验思路。
学生讨论，教师巡视。
交流。重点是思路的调整和肯定，材料的准备。
师：根据同学们的实验思路，我们可以在这节课后准备好我们的实验材料。为下节课的实验做好准备。
《在实验中探秘》
教学目标：
1、经历设计实验、动手做实验、收集实验现象、对实验现象进行分析、获取结论、把实验结论和同学们共享的科学探究过程，知道植物的向光性和植物根的向水性。
2、在实验过程中能与小组同学分工合作，共同完成实验方案。
3、能和小组同学一起，坚持实验观察，并做好记载。
4、能对实验过程中观察到的现象进行分析，获取科学的结论。
5、在实验过程中能认真观察，积极思考，产生新的问题。
6、体会到科学探究的乐趣。
教学准备：
1、学生准备：一人准备一株矮小的植物。
2、小组准备：探究记录本；标签纸4张；纸盒四只；水壶一只；
教学时间：二课时
教学过程：
第一课时
一、引入学习
1、谈话：植物角的植物为什么会产生这些变化？
教学说明：通过谈话，唤起学生关于植物角植物变化而产生的问题的记忆，提出研究问题。
学生可能根据上节课提出的问题，提出自己的猜想：和阳光照射的方向有关；和长期只在花盆的一侧浇水有关；和土壤里肥料分布不均匀有关等。学生的猜想有的有一定的依据，有的则是无依据的。如果出现不合理的猜想，教师应引导学生进行思考和辨析，排除不合理的猜想。
2、提问：怎样才能验证我们的猜想呢？
教学说明：学生可能会根据以往科学探究的经验，提出“做实验”。猜想只有通过实验才能验证，本环节旨在进一步强化学生的验证意识。
二、设计实验
1、谈话：实验是验证猜想的有效方法之一，我们小组的猜想是什么？怎样设计实验验证我们的猜想呢？
教学说明：小组内可能有不同的意见，教师要建议小组内相对集中地研究一个问题。
2、小组讨论：各小组要研究的问题是什么？你们打算怎么研究？实验中涉及的因素有哪些？你们控制的变量是什么？怎样控制变量？请各小组讨论后制定实验方案。
教学说明：实验方案的制定，应该由小组同学合作共同完成，相信学生经过三年的科学探究经历，能较好地设计一个对比实验。
3、交流实验方案：你们小组研究的问题是什么？你们打算怎样进行实验验证你们的猜想？哪个小组给大家汇报一下？
教学说明：一个小组的实验方案如何，能反映全班同学设计实验方案的水平，在全班交流的过程中，师生会发现一些实验设计中存在的共性问题，从而有指向地指导学生设计对比实验。
4、全班共同分析：他们的方案设计的合理吗？你有什么好的建议？
教学说明：在学生分组交流的过程中，教师要以敏锐的眼光，及时发现实验设计中存在的问题，引导学生对方案进行完善。
5、完善实验方案：请各小组完善你们的实验方案！
教学说明：学生在分析样本后，会反思自己的实验方案，然后在小组内完善自己的实验方案。
三、组装实验材料
1、准备实验材料：我们研究的问题是什么？我们需要哪些实验材料？
教学说明：在准备实验材料之前，学生要根据实验方案，准备实验需要的材料。
2、分组组装实验材料。请同学们根据实验方案组装实验材料。
教学说明：在这一过程中，学生会发现，可能有一些实验材料没有写进实验方案中，也有可能一些材料多余了，有可能对实验方案进行再次修改。
3、小组分工：怎样操作？怎样观察和记录？
教学说明：组装好了，小组同学应该有一个分工：有记录员，有操作员，有观察员……小组内进行合理的分工，对实验的有序进行将起到很好的保障作用。教师应鼓励学生，在实验观察中坚持不懈，持之以恒。
4、反思与评价：在组装实验过程中，你们有什么收获？还有什么问题？你认为本组同学表现如何？
教学说明：在实验装置完成后，有必要对组装实验的过程进行反思。因为在这一过程中，是一个不断修正实验方案的过程，也是一个在经历中获得积极体验的过程。对小组同学、班级同学积极性的评价，对本组同学经验的反思，都会是一种深刻的探究体验。
第二课时
一、汇报交流
提问：经过了一段时间的实验和观察，我们各小组都有哪些发现？
教学说明：学生在实验和观察过程中，获得了第一手的资料，把学生这些观察报告在全班进行交流，有助于学生了解其他小组实验的成果，也是师生共同对实验现象进行分析和总结的需要。教师应引导向光性小组和向水性实验小组分别进行汇报交流。
二、归纳分析
1、讨论：各小组实验的情况有相同的地方吗？
教学说明：引导学生对实验现象进行分析，发现分组实验实验中存在的共性问题。从而进一步发现，控制的变量和实验结果之间的关系。
2、思考：这些实验结果说明了什么问题？
教学说明：引导学生思考实验现象和变量之间的关系，得出实验结论。阳光控制组可以得出结论：植物生长向着有光的地方生长，这在科学实验中是证实；而水份控制组得出的结论是：植物生长方向和浇水的方向无关，这在科学实验中是证伪。
3、提问：在实验中，我们还发现了什么问题？
教学说明：在实验中不断发现新的问题，解决新的问题，是科学家在进行科学研究时的一般经历，这也应该成为小学生在科学探究实验中的过程。问题意识的培养，就是要鼓励学生在科学探究过程中，不断生成新的问题。
4、小结：我们在实验中，发现植物生长过程中，不断地向有光的地方倾斜，科学家通过研究也发现了这个秘密，这叫做植物的向光性；植物生长的方向与浇水的方向无关。
三、延伸拓展
问题：植物生长的方向与浇水的方向无关，植物的根的生长方向与浇水的方向有关吗？怎样知道？
教学说明：一个研究的结束，意味着一个新的研究的开始。此环节引导学生对新问题进行思考，意在为进行新的研究打下伏笔。
《研究仍在继续》
教学目标：
1、让学生意识到科学就是在不断发现新的问题的过程中得以延续和进步的。
2、让学生再一次经历从问题发现到解决问题的过程。
教学重点：新的问题仍在发现中，研究仍在继续中，本课将主要引导学生研究植物根的向水性。
教学准备：油菜种子、不透光的纸盒四个，剪刀、胶带、花盆四个
教学时间：2课时
第一课时
一、导入：在研究植物的身子为什么会长歪时，我们还有了新的意外的发现。你发现了哪些问题？
学生说一说。
二、合作探究。
1、反思与提问
学生交流自己的问题，教师引导进行选取。（ “植物的根为什么会偏向有水的一边？”“植物是通过根来吸收水分的吗？”）假如学生能提出更有价值且适宜他们研究的问题，教师也要加以鼓励和指导。
2、猜想原因，设计实验
教师引导学生完成以下两个实验。
第一个实验： “研究根吸水的实验”主要目的是探究和证实植物是通过根来吸收水分的。具体方法见教材。实验中，还可以在瓶中的水里加入1-2滴红墨水，这样将有助于观察。
第二个实验“探究根的向水生长实验”，是观察大豆或稻子等种子发芽后根的生长方向来说明根具有向水生长的性质。
三、分析与总结
这个环节主要是引导学生分析所观察到的实验结果，并做出结论。
课文中的“知识链接”是对学生本单元探究学习的知识补充和综述，教学中可以引导学生进行阅读。
第二课时
一、导入
经过前面的学习，我们知道了植物有许多特性，这对于我们更好的种植、管理植物有很大的帮助。
二、表达与交流
1、教师引导学生学生采用适当的形式进行成果交流，并应用到实践中。
2、写一份管好植物角的建议书并交流。
三、回顾与反思
1、教师引导学生回顾本单元的内容，理清教材脉络。
2、试写出本次“旅行”经过的地方。
3、师生交流评议。
四、拓展
1、学生阅读“科学自助餐”，进一步了解植物的生活习性。
第二单元 让生活充满阳光
《让生活充满阳光》
教学目标：
1、知道进行一项大的活动（事情）首先要从整体上进行计划和组织。
2、能较好的分析讨论他人的经验。
3、培养学生严禁认真的科学态度。
教学重点：培养学生活动整体构思意识。
教学难点：培养学生活动整体构思意识。
教学准备：实验室进行暗室效果设计，下载的远程教育资源中的一些场景图片。
教学课时：一课时
教学过程：
一、创设情境导入：
上课时，打开实验室的门（不大），让学生进入“暗室”。
师：走进这个房间瞬间，同学们有什么感受?谈一谈.
这时，学生的感受会有两方面，一是阴凉舒适，最多的是昏暗害怕、不方便。鼓励学生能从不同的侧面对事情进行评价，选定我们今天“想使这里亮起来”。
二、回顾反思
师：我们生活中有过类似的经历吗？生活中还有哪些地方存在采光不足的问题？师生交流。
三、计划与组织
师：假如你是地下停车场的负责人，你是那条街道的负责人，当你发现这里采光不足时，你会怎么做呢？
学生大多能想到安上各种各样的灯，既节能又美观。（因为电视、生活中常见这样的场景。）没有去实地考察、广集方案的意识。
师：这么大的工程，我们怎么能一个人或几个人一商量就去草率的进行呢？想一想我们“郑东新区”是多么的美，我们的“水立方”、“鸟巢”、还有那世人称赞的“奥运会开幕式”，“奥运会的口号”，舞动的“京”字，熊猫的名字……这些活动大家都是通过什么方式做得这么出色呢？
学生讨论，但是还没有意识到，这个活动也可“招标”。
师：人们对于一项重大的事情，不是拍拍脑门，一次冲动就做出决定的。很多时候通过招标、邀请、比赛、论证会等方式，广征方法和建议，从中筛选出最佳设计方案后，才进行实施的。我们也可以开展一个“采光设计方案邀请赛”，邀请我们全体学生参与设计，从中选取最佳方案，让其我们每个小组都来设计吧。
师：就像我们家卫生间、厨房一样，能通过改造就能达到我们的目的时，我们是不会把房子推倒重建的。也像我们身边的都市村庄一样，怎么改也达不到现代大都市的要求时，我们就会设计一套新的方案，重新进行建造。我们的设计方案相应的可以分成“改进型方案”和“理想型方案”两种。
出示15页的“采光方案设计邀请赛”图片，注意要求。
师：你们对哪里的采光不足进行设计呢？怎样参加这次邀请赛呢？小组讨论，制定一个可行的研究计划。
小组讨论，写计划。（这时的学生还可能没有达到“实地考察，发现问题——搜集资料，制定方案——实验验证方案，用模型解释解决方案”的水平）教师巡视倾听、必要的指导。
师：我们可以参考16页奇妙小组的研究计划，对比自己的方案，修改完善我们的总体研究计划。
教师进行小组指导。
四、交流总结。
学生交流汇报自己的改进方案，师生评议。
《探寻光的路线》
教学目标：
1、逐步形成主动积极收集资料、依据计划进行研究的探究习惯。
2、能和小组同学合作探究部分建筑物采光不足的原因，知道光是沿着直线传播的。
3、能对实验过程中观察到的现象进行分析，获取科学的结论。
4、探究光的反射原理，了解平面镜的反光作用，知道物体反光能力的强弱与物体表面粗糙程度有关。
5、感受探究成功的喜悦。
教学准备：
教师：下载并整合的远程教育资源中关于光的传播教学课件；镜子，铝板，纸板，凸透镜等。
学生：模拟建筑物（纸箱），电筒，弯管吸管；镜子，铝板，纸板等。
教学课时：二课时
教学过程：第一课时
一、谈话导入。
医院的长通道为什么会出现采光问题？
二、模拟实验。
1、实验探究光传播的路线
（1）演示实验：我们需要哪些材料来做模拟实验？
（2）思考：光是怎样传播的？为什么光照不到建筑物的内部？为什么会出现影子？
学生猜测，大胆假设。
（3）学生实验：我们用弯管吸管能看见日光灯吗？为什么？
师生共同利用弯管吸管观察日光灯，通过这一小实验探究光的传播路线。
2、阅读资料
（1）谈话：通过弯管不能看见日光灯，说明了光传播的路线是怎样的？
学生交流，师生评议。（日光灯不能透过弯管进入我们的眼睛，说明了光是沿着直线传播的。）
（2）知识链接：阅读课文第17页。
了解什么是光源。教师和学生共同列举生活中常见的光源。
（3）课件演示：光是沿直线传播的、影子的形成、小孔成像等。
教师在学生思考的基础上，利用课件直观地演示光直线的传播的现象，了解古人怎样研究和利用光直线传播原理的。（墨翟）
三、问题解决
1、谈话：光是直线传播的，能不能让光改变方向？怎样才能解决采光问题？
学生根据生活经验大胆进行假设。
2、实验探究：我们能利用手中的镜子，让手电筒的光照射到任意一个地方吗？利用其他材料能不能呢？
师生共同利用镜子做改变光传播路线的实验，教师可以指定某一个方位，让每一组学生利用镜子把手电筒的光照射到指定的地方。在使用镜子之后，再利用文具盒等身边常见的材料再次实验。
3、拓展研究：各种材料反光性能有什么不同？
师生利用各种粗糙程度不同、颜色不同的材料，依次进行反光实验，通过实验了解各种材料的反光特点。通过实验学生会发现：材料越光滑，反光能力越强；材料颜色越浅，反光能力越强；什么颜色的材料反射什么颜色的光；
4、小结：通过刚才的实验，我们有哪些发现？把我们的发现记录到记录本上。
四、拓展学习
1、提问：生活中有哪些光的反射现象？
学生交流，师生评议。
2、作业：请课后收集和查阅有关光传播的资料。
第二课时
一、交流收集的资料
1、谈话：同学们收集到哪些关于光传播的资料？谁愿意和大家一起共享你的成果？
2、学生交流收集的资料。
3、教师课件展示：光导纤维、放大镜汇聚光线等。
运用远程教育资源中的课件把生活中难以见到的光导纤维等高科技，以直观的图片或视频展示给学生，让学生更好地理解改变光传播路线的新方法。
二、设计方案
1、谈话：我们刚才交流了这么多改变光传播路线的资料，我们怎样解决采光不足的问题呢？请各小组利用文字、图画或者图结合的方式，分组设计解决方案。
2、交流展示：我们的方案设计好了，请各小组向大家展示你们的设计，其他小组同学注意倾听，提出好的建议。注意培养学生倾听的习惯，。
3、阅读：自主阅读P28/29页的科学自助餐。
4、改进方案：请各小组根据刚才同学们的建议，结合科学自助餐里的启示，对自己的方案进行进一步的完善。
三、拓展
实验验证我们的方案能否成功。
《把光请进来》
教学目标：
1、能通过实验来验证自己的设计方案，能分析、评价并试图改进自己的设计方案。
2、能在研究过程中提出新的问题。
教学重点：能在研究过程中提出新的问题。
教学难点：能通过实验来验证自己的设计方案，能分析、评价并试图改进自己的设计方案。
教学准备：手电筒、大小不同的纸盒、实验记录表。
教学课时：一课时
教学过程：
一、谈话导入。
我们前面的设计是否成功呢？用什么办法检验最有效？（学生说出自己的看法）教师引导导入新课。
板书课题：《把光请进来》
二、实验与验证。
1、制作模型，验证自己的设计方案。
学生分组制作，教师巡视指导。
2、小组交流，发现设计中的不足。
3、再次修改完善自己的设计方案。
教师指导。（重点是让学生体验模拟实验这个科学研究过程）
三、整理与分析。
1、学生小组分析实验结果，提出评估和改进，并进行反复实验验证。
教师引导学生在实验中分析实验信息，寻找新的问题。
四、反思与总结。
根据第二次实验中发现的问题完善自己的设计方案。教师鼓励学生大胆进行改进，不一定设计都能变成现实。
《我的阳光小屋》
教学目标：
1、能综合运用所学的知识，大胆想象，和小组同学合作设计一个“阳光小屋”。
2、自觉收集关于光的资料，并能利用相关的资料，对本小组 “阳光小屋”的设计进行创新。
3、通过实验制造人工彩虹，知道太阳光是由七种色光组成的，了解物体的颜色是由物体所反射的光的颜色所决定的。
4、在实验过程中能认真观察，积极思考，产生新的问题。
5、乐于展示小组成果，体会到科学探究的乐趣。
教学准备：
1、教师：各种颜色的纸片、玻璃纸；三棱镜；下载的远程教育资源中光的分解课件等。
2、学生：各种颜色的纸片、玻璃纸；三棱镜；记录本等。
教学过程：
第一课时
一、导入学习。
1、谈话：设计采光方案中大家有什么收获？
2、在前一节课的学习中，大家还有什么问题？
学生交流，激趣导入。
二、表达与交流。
1、思考：我心目中的“阳光小屋”是什么样的？
师生交流评议。
三、计划与组织：设计我的“阳光小屋”。
1、谈话：同学们的想象独特而丰富，如何把我们的创意变为现实呢？我们需要做哪些工作？
教师巡视，指导学生开展活动。
2、制定计划：怎样实现我们的设想？我们小组的阳光小屋是什么样的？我们打算怎么研究？
提示：可用图文结合的方式来表现本组的研究计划。
3、交流：请各小组交流修订计划。
教师引导学生开展反思与改进。
第二课时
一、收集和阅读资料。
1、谈话：同学们的“阳光小屋”设计的各具特色，但有一个共同点，就是都希望自己的“阳光小屋”美丽明亮。怎样才能使我们的小屋更漂亮？
2、阅读资料：请同学们阅读P25页资料卡，了解更多关于光的知识。
通过阅读资料，交流观点，学生会获取更多关于光和色彩的关系。
二、制作“人工彩虹”。
1、提问：“彩虹小屋”的设计很美，我们能不那制造人工彩虹呢？
2、谈话：怎样制造“彩虹小屋”？
教师引导学生了解彩虹的形成，直接告诉学生如何制造彩虹。
3、实验：用手电筒将一束光线通过纸板的缝隙，透过三棱镜投射到纸屏上，观察纸屏上有哪些颜色？
如果现象不明显，教师可引导学生了解白光是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫组合而成。
4、实验：将人造彩虹投射到不同颜色的纸板上，纸板会呈现什么颜色？（教师辅以课件进行展示）
学生汇报，教师小结：不同颜色的物体反射不同的色光。
三、制作“彩虹小屋”。
1、试一试：“彩虹小屋”能看见彩虹吗？
2、交流：我们的“彩虹小屋”有什么成功的经验？
教师鼓励学生大胆发言。
第三课时
一、交流“阳光小屋”的设计。
1、讨论：经过本单元的学习，我们对自己的设计有哪些新的想法？怎样改进我们的设计？
2、学生交流。
二、提出新的问题
1、谈话：在本单元的学习中，我们又有什么新的问题？
2、思考：对这些问题，我们打算怎么研究？
学生小组交流，代表汇报。
3、记录：请同学们把这些问题存入问题银行中，找合适的机会我们再研究。
三、单元教学评价
1、思考：如何评价我们本单元的学习？从哪几个方面评价我们的学习？
（鼓励学生参与到学习评价中来，自己制定评价的内容和依据，充分发挥学生的主体作用。）
2、自我评价：我在本单元的学习中有哪些值得肯定的地方？
3、小组评价：我们小组的同学表现有哪些值得我学习的地方？
4、班级互评：其他小组有哪些值得我们学习的地方？
5、小结。
联想的品牌识别六棱镜模型
你的机器用了多少时间了，为什么要去搞激光器呢，那东西一般是不会那么容易坏的，
真要清洁的话，拆下外观壳子，在机器的中间有个黑色的方块，取下黑方块，打开里面有镜头
当心那个镜头里面打红点的螺丝别去动，用酒精棉花擦干净，别用你的脏手指去摸哦
牛顿的资料
牛顿简介
牛顿（Isacc Newton，1642—1727）是英国数学家、天文学家和物理学家。
1642年12月25日出生于英国北部林肯郡的偏僻农村——伍尔索朴的一个农民家里，出生前2个月，牛顿的父亲就去世了。他的父亲名叫伊萨克，可他的母亲仍把儿子的名字叫做伊萨克，牛顿出生时才3磅，接生婆甚至没料到他能活下来，更没有料到他竟活到85岁高龄，而且是世界上出类拔萃的科学家。
牛顿两岁时，母亲改嫁给一个名叫巴顿的牧师，从此牛顿就由外祖母抚养。到了学龄期，牛顿被送到公立学校读书，12岁时进中学，寄宿在一家药铺里。在学校里，他读书成绩开始并不突出。他沉思默想，喜欢动手制作小玩具。例如读小学时，就制成了令人惊讶的精巧的小水车，在读中学时，自制了一个小水钟。黎明，水会自动滴到他脸上，催他起床。后来，巴顿病故，母亲领了两个妹妹、一个弟弟回到了家。母亲希望牛顿放牧耕种，14岁的牛顿就辍学在家。
牛顿充满理想，虽停学在家，还是一心想着各种学习问题。他在自家石墙上雕刻了一个太阳钟，争分夺秒地学习，母亲要他放牧，他牵马上山，边走边想着天上的太阳，待走到山顶想骑马，可是马跑得不见了，自己手里只剩下一条缰绳。叫他放羊，他独自在树下看书，以致羊群走散，糟塌了庄稼。舅父叫佣人陪他一道上市场熟悉熟悉做交易的生意经，可是牛顿却恳求佣人一个人上街，自己躲在树丛后看书。有一次，他在暴风雨中测风速，浑身湿透。母亲简直惊呆了，怕他发疯，只好让他回到中学读书。牛顿如痴似疯地学习，一生闹了许多笑话。一次，他边读书边煮鸡蛋，待他揭开锅子想吃蛋时，锅子里竟是一块怀表，还有一次，他请一位朋友吃饭，菜已摆在桌上，可是牛顿突然想到一个问题独自进了内室，很久还不出来。朋友等得不耐烦了，就自己动手把那份鸡吃了，骨头留在盘里，不告而别。隔一会儿，牛顿走了出来，看到盘子里的骨头，自言自语地说：“我还以为自己没有吃饭呢！原来已经吃过了。”传说牛顿在其重要著作《自然哲学的数学原理》出版后的一天，强迫自己到剑桥大学附近的一个幽静的旅馆里去休息一下，但他怎么也静不下来。他见到人家洗衣盆里肥皂泡薄膜在阳光下呈现美丽的色彩，寻思着这里究竟是怎样的一个光学道理。于是就用麦秆吹起肥皂泡来，一本正经地吹着吹着。店主看了，颇为他惋惜：“一位快50岁的挺体面的先生，竟疯成这样子，整天吹肥皂泡。“
1661年，牛顿考上剑桥大学三一学院，学院的巴罗教授发现牛顿是个人才，推荐他当研究生。1665年，毕业后牛顿留在大学研究室。这年6月间，鼠疫流行，学校关门，牛顿只好回到家乡。这期间，他把主要精力集中于科学研究。他系统地整理了大学里学习过的功课，潜心研究了开普勒、笛卡尔、阿基米德和伽利略等前辈科学家和主要论著，还进行了许多科学试验。
牛顿在家乡避疫的两年间，几乎考虑了一生中所研究的各个方面。特别是他一生中的几项主要贡献：万有引力定律、经典力学、流数学（微积分）和光学等基本上都萌发于1665——1666年间。瘟疫过后，1667年3月，牛顿又回到大学里当研究生。1668年，获硕士学位。1669年，由巴罗教授推荐，27岁的牛顿当了数学教授。他担任此职务，前后共26年。
牛顿不善于教学，在讲课方面，并不太受学生的欢迎，但在解决疑难问题方面，却远远超过众人。
牛顿在科学史上的崇高地位是举世公认的。恩格斯曾指出：“牛顿由于发现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，由于建立了二项式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。”的确，牛顿在自然科学领域里作了奠基性的贡献。
牛顿发现万有引力定律是他在自然科学中最辉煌的成就。在同一时期，其他一些科学家如雷恩、哈雷和胡克等都在探索天体运动的奥秘。1679年，皇家学会干事胡克意识到引力的平方反比定律，但没法证明。因为他缺乏牛顿的数学才能，也没有能俯开普勒的等面积定律。胡克为此事还写信给牛顿，探询牛顿在研究引力问题方面的进展情况。牛顿没有给他满意的回答。其实，牛顿这时候对于引力问题也还没有搞得很清楚。因为第一，他曾想根据平方反比关系对月球的轨道运动的向心加速度和地面上物体的重力加速度作比较，但当时所知的地球半径之值不精确，计算误差较大。第二，牛顿尚没能精确地证明，在计算距离时，可以把月球和地球看它们的质量都集中在它们各自的球心。这个问题直到牛顿发明了流数术（微积分）以后才得到解决。1684年，雷恩、哈雷和胡克等人又提出要推动这一问题的研究，也就是要从天体间引力的平方反比关系得到椭圆轨道的结果。同年8月，哈雷专程来到剑桥大学，登门拜访了牛顿，发觉牛顿已解决了这个难题。牛顿一时未打到手稿，答应再写一篇寄给他。同年11月，牛顿便把重新计算的稿纸连同有关的材料都寄给了哈雷，哈雷极其兴奋而又激动地看完了牛顿的计算底稿，又赶到剑桥大学，竭力劝说牛顿发表。牛顿起先写成了《关于运动》的论文，在皇家学会引起了巨大的反响。后来又是在哈雷的热心劝说下，牛顿在1685年春完成了巨著《自然哲学的数学原理》初稿。依旧还是哈雷奔波调停，联系出版，可是皇家学会却推说经费不足，暂缓出版。这时，热心的哈雷慨然解囊，资助了全部出版费用，这样才使这部划时代的巨著得以在1687年问世。牛顿为此激动地对哈雷说：“哈雷！为了这部书的出版，你费了不少心啊！没有你的努力，也许就没有这部书。幸亏没有给你带来什么麻烦，总算放心了。”
麻烦的事毕竟发生了。早先，坚持波动说的胡克与坚持微粒说的牛顿为了说明光的本性问题，曾有过不愉快的争论。这回，为了谁最先发现万有引力的问题，发生了又一次的不愉快的争论。最后牛顿还是作了让步，把胡克作过研究的那部分作了说明，归功于他。
《自然哲学的数学原理》一书分为二大部分，第一部分是导论部分，包括定义、注释和运动的基本定理或定律，第二部分是这些基本定律的应用，共分为三编。
导论部分虽然篇幅不大，内容却极为重要，对一些重要概念：如物质的量、运动的量、物质固有的力（惯性）、外力、向心力以及牛顿的绝对时间、绝对空间和绝对运动等都下了定义或是作了说明。关于运动的基本定理或定律主要叙述了机械运动的三个基本定律，接着又给出了六个推论，包括力的合成与分解、运动的叠加原理和动量守恒定律、经典力学的相对性原理及虚位移原理等。第二部分中，标题为“物体的运动”的第一编讨论了万有引力， 题名为“物体（在介质中）的运动”的第二编，证明了笛卡尔的漩涡模型不能说明观测到的行星运动，还论述了有关流体性质的若干定理和推测。第三编解释了行星的运动和潮汐之类的引力现象。在本编的开始还阐述了“哲学中的推理法则”。
《自然哲学的数学原理》的出版，标志着经典力学体系的建立。所谓经典力学体系，简单地说来，是以四个绝对化的概念：空间、时间、质量和力为基础，以三个基本定律为核心，以万有引力定律为它的最高综合，并用微积分来描述物体运动的因果律。这是一个立足于实验和观察的基础上的，结构严谨、逻辑严密的科学体系。《自然哲学的数学原理》使是这个体系的集中表现。
要指出的是运动基本三定律的研究和发现，经过了许多科学家和思想家的长期探索的过程，明显地呈现知识发展的继承性。例如，惯性定律最初是由伽利略提出，后来由笛卡尔完善的，作用力和反作用力定律是由活利斯、雷恩和惠更斯发现和验证的。运动第二定律才是牛顿在1684年发现的。这三个定律从孤立地个别地被发现到作为一个整体，成为“基本”定律，是有一个过程的。1684年10月左右的牛顿手稿中还曾经提出过运动基本六定律，至1685年《自然哲学的数学原理》初稿完成时，把“基本六定律”改为“基本三定律”，而把其余的定律作为三定律的推论。因此，把运动三定律作为一个整体，并把它们确认为动力学的基本定律和经典力学的基石之一，这个功绩应当归于牛顿。
牛顿确立基本三定律和发现了万有引力定律是互相促进，相辅相成的。牛顿只有道德认识了运动的变化和力的关系之后，才可能建立万有引力定律。同时，在太阳系中，两个天体相互作用的引力计算的检验，严格地说，应综合考虑各个天体相互作用的因素。因此，第三定律就成了万有引力定律的重要前提。而且，如前面所指出的。微积分也可以说是应建立万有引力定律的需要而创立的。由此可见，构成经典力学的几个主要基石——运动三定律、万有引力定律和微积分这个有力的工具等多项重大成就，可以说牛顿是作了综合考虑，一并完成的。
牛顿在光学方面的成就也是极其伟大的。早在1664年，牛顿还在学生时代，就作了关于日冕的观察，1666年，牛顿打到了一块三角玻璃棱镜，用它试验了用白光分解为有颜色的光。在牛顿之前，已有一些人使用棱镜对光的折射现象作过研究。但都认为是棱镜产生了色，而不是仅仅把已经存在的色分离开来。
牛顿在进行棱镜折射现象研究的同时，对改进折射望远镜发生了兴趣。在研究过程中，发现了球面像差和色差现象。同时代人卢卡斯采用了跟牛顿所用的不同品种的玻璃棱镜做实验时，得到的光谱的长度和宽度跟牛顿的实验结果有很大的分岐。由于牛顿那时碰巧使用了具有相等色散率的一个玻璃棱镜和水，他重复过多次测量，竖信自己没有弄错，没有考虑为什么人家会得出跟自己不同的结果。正因为他在这点上没有采用通常的谨慎态度，错过了一个重要的发现——根据不同物质具有不同的色散率的特性，正可以制成消色差透镜。
牛顿虽然没有在改进折射望远镜方面取得成就，但是他成功地研制了反射望远镜，成为反射望远镜的发明人之一。早先罗马人祖基法国的默森的苏格兰的格里戈里都进行过有关反射望远镜的设计，但都没有成功，牛顿是第一个制造反射望远镜的人。1668年，他造的第一个反射望远镜有六寸长，直径一寸，放大30到40倍。1672年，他送给皇家学会一个更大的反射望远镜，上面的题词是：伊萨克·牛顿发明并于1671年亲手制造的。就在这一年，牛顿被选为皇家学会会员。他提交给学会的一篇《光的颜色的新理论》的论文，提出了光的粒子性，这是牛顿的第一篇论文。不料，他的论点同皇家学会创始人之一、大科学家胡克的波动说冲突，于是引起了一场大论战（此场论战后来一直持续了近三百年，直到20世纪初才以光的波粒二象性为结论而告一段落）。牛顿从消极方面吸取那篇论文引起争论的教训，他给朋友的信上说：“??我失去了平静而有意义的幸福生活，而被这无聊的争吵弄得心绪烦乱。这真是无聊透顶。我越来越后悔，不该轻率地发表那篇论文。“从此牛顿对自己著作的出版不再热心了，他把自己的研究成果写成手稿锁在箱子里，算是完成了任务。正如前面说过的，要是没有哈雷的积极鼓励，后来甚至像《自然哲学的数学原理》一书也许就不会出版了。
牛顿在光学方面进行了多方面的研究。除了前面所说的关于光的折射、像差和色差外，还发现了牛顿环，描写了光的衍射现象以及光的振动理论，提出了光的“猝发间隔”。这跟后来波动说中的波长相似。有人甚至说，牛顿实际上是测定光的波长的第一个物理学家（尽管他坚持光的粒子说）。牛顿在光学方面取得了如此大的成就，以致有人说，只凭牛顿在光学方面的贡献，就可以称得上是一位伟大的科学家。
牛顿在《自然哲学的数学原理》出版后，就投入了政治活动。1688年，他被选为议员，可是他没有辩才。在一次关于宪政辩论会上，牛顿只发过一次言——要求会场中的招待员关一关窗户。后来，英国因货币制度混乱，在国内外已失去信用，1696年，当时任财政大臣的牛顿的同学蒙特洛请他当了造币局督办，牛顿极其守职，工作很有成效。1699年，牛顿任造币局局长。
1692年，发生了一件很不幸的事件。某晚，牛顿外出未熄灭蜡烛，可能是猫儿闯的祸——打翻了烛台，把他多年积存的论文和著作化为灰烬。
1703年，即胡克逝世的这一年，60岁的牛顿被推为皇家学会会长。1704年，牛顿的《光学》一书问世。同年，又出版了《三次曲线枚举》、《利用无空级数求曲线的面积和长度》、《流数学（微积分）》等数学著作。
说起微积分的创始，牛顿和德国数学家莱布尼兹之争曾引起一场争论。牛顿早在1665年5月20日手写的一页书稿中就有“流数术”的记载，由于牛顿一直把书稿锁在箱子里，以致流数术直到1687年才首次公开出现在《自然哲学的数学原理》中。而莱布尼兹的微积分是在1684年（牛顿的《自然哲学的数学原理》出版前三年）在杂志上就公开发表了。牛顿和莱布尼兹是各自独立地创建微积分学的。牛顿在世时，莱布尼兹和他曾有过友好书信交往，切磋学术。只是由于1699年瑞士人丢利埃硬说是莱布尼兹剽窃了牛顿的成果，1700年莱布尼兹才著文反驳。尔后出于民族偏见，在牛顿和莱布尼兹的门徒之间，才展开了一场绵延100多年的无谓争论。
1705年，英国女王授给牛顿爵士头衔。1711年，牛顿发表了《使用级数、流数等等的分析》。1727年3月，84岁的牛顿出席了皇家学会的例会后突然病倒，于当月20日逝世。牛顿终生未娶。他作为有功于国家的伟人，葬于威斯敏斯特教堂。
牛顿在自然科学领域内作了奠基有贡献。他继承了英国唯物主义的始祖培根重视归纳法有传统，主张科学研究要通过实验发现现象，然后运用归纳法总结为定律，再用数学推演建立理论体系。《自然哲学的数学原理》一书正是这样写成的，这无疑是一种重要的科学方法，对后来的科学发展起了很大的促进作用。牛顿的哲学思想基本上属于自发的唯物主义，由于他否定哲学的指导作用，虔诚地相信上帝，特别是到了晚年，埋头于写以神学为题材的著作，在唯心主义道路上越走越远，以致堕落为一个宗教狂。当他无法解释行星的切向运动，竟提出了“神的第一推动”的谬论。对此，恩格斯曾指出：“哥白尼在这一时期的开端给神学写了挑战书，牛顿却以关于神的第一次推动的假设结束了这一时期。”
牛顿对自己的科学成就是怎样认识的呢？他说：“我不知道世上的人对我怎么评价。我却这样认为：我好象是站在海滨上玩耍的孩子，时而拾到几块莹洁的石子，时而拾到几片美丽的贝壳并为之对欣。那浩瀚的真理的海洋仍然在我的前面未被发现。”“如果我所见的比笛卡儿要远一点，因为我是站在巨人们的肩膀上的缘故。”牛顿的这种谦虚精神永远值得后人敬仰和学习。
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