專題七《近代以來科學(xué)技術(shù)的輝煌》課件

近代以來科學(xué)技術(shù)的輝煌專題七三百年前，人類的思想還充斥著迷信和恐懼，水為什么往低處流？太陽為什么升起落下？這些今天看來簡單之極的問題，在當(dāng)時(shí)卻是根本無法認(rèn)識(shí)和把握的。直到牛頓出現(xiàn)，人類才終于結(jié)束了這種狀態(tài)。

——《大國崛起》物理學(xué)生物學(xué)：經(jīng)典力學(xué)量子論：相對(duì)論：進(jìn)化論現(xiàn)代：近代以來科學(xué)技術(shù)的輝煌近代：奠基：建立：伽利略[意]普朗克[德]愛因斯坦[德]拉馬克[法]達(dá)爾文[英]提出：確立：發(fā)展：三次科技革命“蒸汽時(shí)代”：“電氣時(shí)代”“信息時(shí)代”（電子計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)）巴本[法]、瓦特[英]格拉姆、[比]西門子、[德]理論基礎(chǔ)：法拉第[英]科學(xué)家：愛迪生[美]宏觀微觀打破絕對(duì)時(shí)空觀牛頓[英]赫胥黎[英]物種進(jìn)化物競天擇，適者生存人猿同祖紐可門[英]、課程標(biāo)準(zhǔn)了解經(jīng)典力學(xué)的主要內(nèi)容，認(rèn)識(shí)其在近代自然科學(xué)理論發(fā)展中的歷史地位；知道相對(duì)論、量子論的主要內(nèi)容，認(rèn)識(shí)其意義。課標(biāo)分解1.了解經(jīng)典力學(xué)、量子力學(xué)、相對(duì)論的基本內(nèi)容，認(rèn)識(shí)其

意義。2.概括物理學(xué)發(fā)展的基本線索，認(rèn)識(shí)其發(fā)展的階段特征和

在近代自然科學(xué)理論發(fā)展中的歷史地位。位于科羅拉多州的美國物理學(xué)家們用實(shí)驗(yàn)證明，住在樓上的人要比他樓下的鄰居老得快，因?yàn)闀r(shí)間在高處比在低處流逝得快。于是他們經(jīng)過精確測算得出一個(gè)有趣結(jié)論：人在地球上所處的位置越高，人老得越快——雖然只快了微不足道的一點(diǎn)點(diǎn)。這項(xiàng)結(jié)果再次驗(yàn)證了愛因斯坦相對(duì)論的正確性。嘗試探究：你知道愛因斯坦在物理學(xué)上最大的貢獻(xiàn)是什么嗎？愛因斯坦的成就有何地位？人所處的位置越高，老得越快托斯卡納勝跡-比薩斜塔[意]亞里士多德［希］伽利略[意]【為什么伽利略被稱為經(jīng)典力學(xué)的奠基人】近代科學(xué)的概念：伽利略的突出成就：近代以來的科學(xué)依靠科學(xué)實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)和發(fā)展科學(xué)理論，而不像古代學(xué)者那樣只是依靠直觀感受和哲學(xué)思辨對(duì)自然界提出種種猜測?！滩膶?dǎo)語科學(xué)實(shí)驗(yàn)自由落體定律哈雷慧星軌道的發(fā)現(xiàn)牛頓曾謙遜地說：“如果我比別人看得遠(yuǎn)些，那是因?yàn)槲艺驹诰奕藗兊募缟?。”【牛頓力學(xué)體系】內(nèi)容：地位（理論、實(shí)踐）：運(yùn)動(dòng)三定律萬有引力定律伽利略、笛卡爾開普勒《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》F=ma；F=GM1M2/R2加速度定律萬有引力定律

量子計(jì)算機(jī)是遵循量子力學(xué)規(guī)律進(jìn)行高速運(yùn)算、存儲(chǔ)及處理量子信息的裝置。相對(duì)于傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)，它不僅運(yùn)算速度快，存儲(chǔ)量大、功耗低，而且體積大大縮小。一個(gè)超高速的量子計(jì)算機(jī)可以放在口袋里。裝備量子計(jì)算機(jī)的人造衛(wèi)星，直徑可以從數(shù)米減小到數(shù)十厘米。量子計(jì)算機(jī)芯片全球定位系統(tǒng)———GPS的應(yīng)用也已普及化了，許多城市的公共汽車、出租車上都安裝了它。早期的GPS接收器確定物體位置的誤差是在15米范圍內(nèi)，這個(gè)誤差可以用愛因斯坦相對(duì)論來修正。愛因斯坦的“時(shí)空彎曲”概念(P121)牛頓力學(xué)體系的建立為什么會(huì)引起人類認(rèn)識(shí)上的巨大飛躍？提示

(1)牛頓的力學(xué)體系對(duì)自然界的力學(xué)現(xiàn)象作出了系統(tǒng)、合理的說明，完成了人類對(duì)自然界認(rèn)識(shí)史上的第一次理論大綜合。(2)適用于整個(gè)太陽系、一切天體運(yùn)動(dòng)以及宇宙中的所有物體。(3)使力學(xué)和天文學(xué)在理論上達(dá)到了相當(dāng)完備的程度，同時(shí)也在生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)踐中得到廣泛的應(yīng)用和驗(yàn)證。(4)使科學(xué)擺脫了神學(xué)的束縛，向前發(fā)展。【學(xué)習(xí)思考】1．(P123)有人說，人類可以認(rèn)識(shí)比已知事物更高層次上的事物，但我們永遠(yuǎn)不能認(rèn)識(shí)宇宙的全部。你認(rèn)為這種說法正確嗎？請(qǐng)結(jié)合你了解的知識(shí)，談?wù)勛约旱目捶āＬ崾菊_。人的生命是有限的，而宇宙是無限的。2．(P124)簡述牛頓的主要科學(xué)成就及其影響。提示牛頓的主要科學(xué)成就是牛頓力學(xué)體系的建立，包括：慣性定律；加速度定律；作用力和反作用力定律；萬有引力定律。影響：牛頓的運(yùn)動(dòng)三定律構(gòu)成了近代力學(xué)體系的基礎(chǔ)，成為整個(gè)近代物理學(xué)的重要支柱；對(duì)自然界的力學(xué)現(xiàn)象作出了系統(tǒng)的、合理的說明，從而完成了人類對(duì)自然界認(rèn)識(shí)史上的第一次理論大綜合；成為近代科學(xué)形成的標(biāo)志。【自我測評(píng)】(P124)材料中說“相對(duì)論是人類思想史上最偉大的成就之一?！蹦阃膺@一說法嗎？為什么？提示同意。愛因斯坦相對(duì)論的建立否定了經(jīng)典力學(xué)的絕對(duì)時(shí)空論，從本質(zhì)上修正了由狹隘經(jīng)驗(yàn)建立起來的時(shí)空觀，深刻揭示了時(shí)間和空間的本質(zhì)屬性。同時(shí)，他也發(fā)展了牛頓力學(xué)，將牛頓力學(xué)概括在相對(duì)論力學(xué)之中，推動(dòng)物理學(xué)發(fā)展到了一個(gè)新的高度。相對(duì)論的提出，是對(duì)近代物理學(xué)理論框架的重大突破，形成全新的時(shí)空觀、運(yùn)動(dòng)觀和物質(zhì)觀，是人類思想發(fā)展史的一次根本性變革，對(duì)整個(gè)自然科學(xué)和哲學(xué)都產(chǎn)生了極其深遠(yuǎn)的影響。相對(duì)論同量子理論一起構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的基本理論框架?！静牧祥喿x與思考】簡析

牛頓提出的運(yùn)動(dòng)三定律和萬有引力定律，形成了以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)、以數(shù)學(xué)為表達(dá)方式的力學(xué)體系，成為近代自然科學(xué)產(chǎn)生的標(biāo)志。對(duì)牛頓經(jīng)典力學(xué)體系的地位認(rèn)識(shí)不清課程標(biāo)準(zhǔn)簡述進(jìn)化論的主要觀點(diǎn)，概括科學(xué)與宗教在人類起源問題上產(chǎn)生分歧的根源。課標(biāo)分解1.了解人類對(duì)生命起源認(rèn)識(shí)的基本歷程。2.掌握近代生命科學(xué)的主要成果。3.簡述進(jìn)化論的主要觀點(diǎn)。4.概括科學(xué)和宗教在人類起源問題上產(chǎn)生分歧的根源。達(dá)爾文認(rèn)為長頸鹿的進(jìn)化原因是：長頸鹿產(chǎn)生的后代超過環(huán)境承受能力（過度繁殖）；它們都要吃樹葉而樹葉不夠吃（生存斗爭）；它們有頸長和頸短的差異（遺傳變異）；頸長的能吃到樹葉生存下來，頸短的卻因吃不到樹葉而最終餓死了（適者生存）。(1)自然界中的物種是不斷由低級(jí)向高級(jí)進(jìn)化的，環(huán)境對(duì)變化過程有著重要影響；(2)為了生存物種必須與其它物種進(jìn)行激烈的競爭；(3)自然界進(jìn)化的原則是物競天擇，適者生存；(4)還提出了人類起源于古猿的觀點(diǎn)?？键c(diǎn)一達(dá)爾文進(jìn)化論的觀點(diǎn)突破依據(jù)：本考點(diǎn)是課標(biāo)要求歸納概括的內(nèi)容(1)思想上：達(dá)爾文的進(jìn)化論給上帝創(chuàng)造萬物說以致命一擊。對(duì)人類思想解放起了巨大的推動(dòng)作用。(2)科學(xué)上：把發(fā)展變化思想引入生物界，開創(chuàng)了生物科學(xué)發(fā)展的新時(shí)代。(3)政治上：進(jìn)化論傳入中國，對(duì)維新變法運(yùn)動(dòng)和新文化運(yùn)動(dòng)起了巨大推動(dòng)作用。考點(diǎn)二達(dá)爾文進(jìn)化論的影響突破依據(jù)：本考點(diǎn)是考試中的高頻考點(diǎn)(P125)古代沒有形成真正科學(xué)而系統(tǒng)的生物學(xué)的原因有哪些？其中主要的原因是什么？提示

原因：人們對(duì)自然的認(rèn)識(shí)有限；生產(chǎn)力發(fā)展水平低；神學(xué)、宗教、傳說對(duì)人們思想的束縛；近代科學(xué)認(rèn)識(shí)和方法還未出現(xiàn)。其中主要原因是生產(chǎn)力水平低下，人們受宗教神學(xué)的影響?！緦W(xué)習(xí)思考】1．(P127)達(dá)爾文寫作《物種起源》，給我們的啟發(fā)有哪些？達(dá)爾文在考察中得出的結(jié)論和林耐的結(jié)論有什么不同？提示

啟發(fā)：科學(xué)探索要具有敏銳的洞察力和持之以恒的精神。不同：林耐認(rèn)為生物是神創(chuàng)的，因此物種是不變的。達(dá)爾文則認(rèn)為自然界生物的物種是不斷進(jìn)化的，不斷從低級(jí)向高級(jí)發(fā)展。自然界進(jìn)化的規(guī)則是“物競天擇，適者生存”。2．(P128)你認(rèn)為科學(xué)和教育都很發(fā)達(dá)的美國，為什么會(huì)有那么多的人排斥進(jìn)化論呢？提示一是受宗教影響極深，普遍信奉基督教；二是20世紀(jì)以來，隨著資本主義經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，資產(chǎn)階級(jí)民主法制日益健全，公民的名譽(yù)權(quán)、言論自由等權(quán)利有了強(qiáng)有力的法律保障，人們出于自身尊嚴(yán)和保障人權(quán)的需要而相信上帝造人說，進(jìn)而排斥進(jìn)化論。3．(P129)達(dá)爾文進(jìn)化論的核心觀點(diǎn)是什么？進(jìn)化論是怎樣傳入中國的？產(chǎn)生了什么影響？提示核心觀點(diǎn)：自然界生物的物種是不斷進(jìn)化的，不斷從低級(jí)向高級(jí)發(fā)展。自然界進(jìn)化的規(guī)則是“物競天擇，適者生存”。傳入：1894年，嚴(yán)復(fù)翻譯的《天演論》在《國聞報(bào)》增刊上發(fā)表，系統(tǒng)地介紹了進(jìn)化論。影響：進(jìn)化論傳入中國，震動(dòng)了中國的思想界，對(duì)維新變法運(yùn)動(dòng)和新文化運(yùn)動(dòng)起了巨大的推動(dòng)作用?！咀晕覝y評(píng)】(P129)上面的文字反映了什么歷史現(xiàn)象？你對(duì)此有何看法？提示

現(xiàn)象：人們反對(duì)進(jìn)化論?？捶ǎ喝祟愒凇白饑?yán)”和“真理”之間往往需要做出極其困難的抉擇。每當(dāng)人類不顧真理而選擇了所謂的“尊嚴(yán)”時(shí)，人類就將裹足不前。達(dá)爾文的“進(jìn)化論”最初的遭遇就說明了這一點(diǎn)。同時(shí)也說明人們對(duì)任何一種新生事物的認(rèn)識(shí)都是一個(gè)極其艱難的過程，即使是以尊重真理為最高準(zhǔn)則的科學(xué)家也不例外。

【材料閱讀與思考】瓦特蒸汽機(jī)紐可門蒸汽機(jī)英國工業(yè)革命時(shí)期煤礦熱效率較低，且只能用于礦山抽水①熱效率高②動(dòng)力以能動(dòng)形式從直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)兩次科技革命的比較(1)社會(huì)生產(chǎn)力的大幅度提高——瓦特蒸汽機(jī)出現(xiàn)后，蒸汽動(dòng)力幾乎在所有工業(yè)部門得到應(yīng)用，這大大促進(jìn)了生產(chǎn)力的發(fā)展；發(fā)電機(jī)的發(fā)明及其他電氣技術(shù)的應(yīng)用，使機(jī)器使用更加普遍，工業(yè)發(fā)展更加迅速。(2)促使世界市場形成。(3)改變和豐富了人們的生活——交通工具的發(fā)展使人們出行更加便捷，家電的使用大大減輕了人們繁重的家務(wù)勞動(dòng)，電影和電視豐富了人們的業(yè)余生活。(4)不可忽視的巨大消極影響——工業(yè)革命后人們加大了對(duì)煤、鐵、石油等資源的開發(fā)，加劇了環(huán)境污染，使世界可持續(xù)發(fā)展面臨挑戰(zhàn)。

以蒸汽機(jī)發(fā)明和電氣技術(shù)的應(yīng)用為例，說明科學(xué)技術(shù)對(duì)社會(huì)發(fā)展的作用

出生在英國一個(gè)鐵匠的貧困家庭，只上過兩年小學(xué)，14歲當(dāng)裝訂書籍的學(xué)徒。在七年的學(xué)徒期間，利用訂書的空閑時(shí)間，如饑似渴、廢寢忘食地閱讀了許多自然科學(xué)的書籍。后來，他毛遂自薦，在22歲時(shí)當(dāng)了大化學(xué)家戴維的實(shí)驗(yàn)助手。1831年，法拉第經(jīng)過7年反復(fù)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)示意圖法拉第維爾納·馮·西門子（ErnstWernervonSiemens）（1816-1892）德國工程學(xué)家、企業(yè)家、電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、有軌電車和指南針式電報(bào)機(jī)的發(fā)明人，改進(jìn)過海底電纜,提出平爐煉鋼法,革新了煉鋼工藝,西門子公司創(chuàng)始人。

生于漢諾威一個(gè)農(nóng)民家庭，在家中14個(gè)孩子中排行第四。因?yàn)榧揖池毨?，西門子在念完中學(xué)后參軍。西門在服役期間對(duì)電報(bào)技術(shù)產(chǎn)子生了很大興趣，并發(fā)明了在十九世紀(jì)間流行一時(shí)的指南針式電報(bào)機(jī)。后來西門子因?yàn)楹退藳Q斗被判5年徒刑。在監(jiān)獄中西門子建設(shè)了一個(gè)小型的電子實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行了一些電學(xué)方面的研究。作為工程學(xué)家，西門子對(duì)技術(shù)的喜愛直接影響到了西門子公司的發(fā)展。創(chuàng)建時(shí)西門子除了依靠電報(bào)業(yè)務(wù)外，就以發(fā)展和推廣新技術(shù)支撐主要業(yè)務(wù)發(fā)展。除了管理公司外，西門子更多的把時(shí)間放在了工程研究上。簡析

蒸汽動(dòng)力和電力作為兩種新能源實(shí)現(xiàn)了人類利用能源的重大突破，把人們帶入了蒸汽時(shí)代和電氣時(shí)代。兩種動(dòng)力都源于社會(huì)生產(chǎn)需要，都經(jīng)歷了較長時(shí)間的反復(fù)實(shí)踐。不同的是蒸汽動(dòng)力的產(chǎn)生不是科學(xué)與技術(shù)的真正結(jié)合；而電力是科學(xué)理論發(fā)展的產(chǎn)物，科學(xué)與技術(shù)真正結(jié)合起來。對(duì)蒸汽動(dòng)力和電力產(chǎn)生過程認(rèn)識(shí)不清科技發(fā)展制度創(chuàng)新法律健全引擎人文教化……人類文明科學(xué)與人文的和諧發(fā)展人力、畜力、自然力機(jī)械力(內(nèi)燃機(jī)為主）水陸：平面交通水陸空：立體交通七、現(xiàn)代信息技術(shù)與“信息時(shí)代”世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)筆記本電腦掌上電腦（PDA）世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī):誕生于何時(shí)何地？叫什么名字？1946年美國“埃尼阿克”（ENIAC）使用的物理部件是？電子管中國第一臺(tái)計(jì)算機(jī)誕生于哪一年?叫什么名字？“銀河－Ⅰ”巨型計(jì)算機(jī)1983年銀河-Ⅰ收發(fā)電子郵件、聊天、資料檢索、瀏覽新聞、休閑游戲、網(wǎng)上購物、遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療…

網(wǎng)絡(luò)的主要功能(1)積極：互聯(lián)網(wǎng)給世界帶來了翻天覆地的變化。大大縮小了全球的空間距離，使全人類實(shí)現(xiàn)信息交流和共享；推動(dòng)了知識(shí)經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)生與發(fā)展；使人類的生產(chǎn)、生活、工作、學(xué)習(xí)、思維等方式都發(fā)生了深刻的變化；促進(jìn)了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的更新改造；使人類進(jìn)入信息時(shí)代。(2)消極：導(dǎo)致信息泛濫、垃圾信息、網(wǎng)絡(luò)安全和網(wǎng)絡(luò)犯罪等；各國之間圍繞互聯(lián)網(wǎng)的競爭造成世界更加動(dòng)蕩不安；虛擬社會(huì)對(duì)人們生活和學(xué)習(xí)工作特別是對(duì)青少年產(chǎn)生消極影響。課堂討論速度慢距離近信息量小速度快距離遠(yuǎn)信息量大古代郵驛烽火臺(tái)信鴿有線電報(bào)有線電話無線電通信電子