專題七《近代以來科學技術(shù)的輝煌》課件

近代以來科學技術(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，在當時卻是根本無法認識和把握的。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》物理學生物學：經(jīng)典力學量子論：相對論：進化論現(xiàn)代：近代以來科學技術(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]達爾文[英]提出：確立：發(fā)展：三次科技革命“蒸汽時代”：“電氣時代”“信息時代”（電子計算機、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]科學家：愛迪生[美]宏觀微觀打破絕對時空觀牛頓[英]赫胥黎[英]物種進化物競天擇，適者生存人猿同祖紐可門[英]、課程標準了解經(jīng)典力學的主要內(nèi)容，認識其在近代自然科學理論發(fā)展中的歷史地位；知道相對論、量子論的主要內(nèi)容，認識其意義。課標分解1.了解經(jīng)典力學、量子力學、相對論的基本內(nèi)容，認識其

意義。2.概括物理學發(fā)展的基本線索，認識其發(fā)展的階段特征和

在近代自然科學理論發(fā)展中的歷史地位。位于科羅拉多州的美國物理學家們用實驗證明，住在樓上的人要比他樓下的鄰居老得快，因為時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點。這項結(jié)果再次驗證了愛因斯坦相對論的正確性。嘗試探究：你知道愛因斯坦在物理學上最大的貢獻是什么嗎？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)典力學的奠基人】近代科學的概念：伽利略的突出成就：近代以來的科學依靠科學實驗來檢驗和發(fā)展科學理論，而不像古代學者那樣只是依靠直觀感受和哲學思辨對自然界提出種種猜測?！滩膶?dǎo)語科學實驗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些，那是因為我站在巨人們的肩上。”【牛頓力學體系】內(nèi)容：地位（理論、實踐）：運動三定律萬有引力定律伽利略、笛卡爾開普勒《自然哲學的數(shù)學原理》F=ma；F=GM1M2/R2加速度定律萬有引力定律

量子計算機是遵循量子力學規(guī)律進行高速運算、存儲及處理量子信息的裝置。相對于傳統(tǒng)計算機，它不僅運算速度快，存儲量大、功耗低，而且體積大大縮小。一個超高速的量子計算機可以放在口袋里。裝備量子計算機的人造衛(wèi)星，直徑可以從數(shù)米減小到數(shù)十厘米。量子計算機芯片全球定位系統(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)，這個誤差可以用愛因斯坦相對論來修正。愛因斯坦的“時空彎曲”概念(P121)牛頓力學體系的建立為什么會引起人類認識上的巨大飛躍？提示

(1)牛頓的力學體系對自然界的力學現(xiàn)象作出了系統(tǒng)、合理的說明，完成了人類對自然界認識史上的第一次理論大綜合。(2)適用于整個太陽系、一切天體運動以及宇宙中的所有物體。(3)使力學和天文學在理論上達到了相當完備的程度，同時也在生產(chǎn)和科學實踐中得到廣泛的應(yīng)用和驗證。(4)使科學擺脫了神學的束縛，向前發(fā)展?！緦W習思考】1．(P123)有人說，人類可以認識比已知事物更高層次上的事物，但我們永遠不能認識宇宙的全部。你認為這種說法正確嗎？請結(jié)合你了解的知識，談?wù)勛约旱目捶?。提示正確。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成就及其影響。提示牛頓的主要科學成就是牛頓力學體系的建立，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：牛頓的運動三定律構(gòu)成了近代力學體系的基礎(chǔ)，成為整個近代物理學的重要支柱；對自然界的力學現(xiàn)象作出了系統(tǒng)的、合理的說明，從而完成了人類對自然界認識史上的第一次理論大綜合；成為近代科學形成的標志。【自我測評】(P124)材料中說“相對論是人類思想史上最偉大的成就之一。”你同意這一說法嗎？為什么？提示同意。愛因斯坦相對論的建立否定了經(jīng)典力學的絕對時空論，從本質(zhì)上修正了由狹隘經(jīng)驗建立起來的時空觀，深刻揭示了時間和空間的本質(zhì)屬性。同時，他也發(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)展到了一個新的高度。相對論的提出，是對近代物理學理論框架的重大突破，形成全新的時空觀、運動觀和物質(zhì)觀，是人類思想發(fā)展史的一次根本性變革，對整個自然科學和哲學都產(chǎn)生了極其深遠的影響。相對論同量子理論一起構(gòu)成了現(xiàn)代物理學的基本理論框架。【材料閱讀與思考】簡析

牛頓提出的運動三定律和萬有引力定律，形成了以實驗為基礎(chǔ)、以數(shù)學為表達方式的力學體系，成為近代自然科學產(chǎn)生的標志。對牛頓經(jīng)典力學體系的地位認識不清課程標準簡述進化論的主要觀點，概括科學與宗教在人類起源問題上產(chǎn)生分歧的根源。課標分解1.了解人類對生命起源認識的基本歷程。2.掌握近代生命科學的主要成果。3.簡述進化論的主要觀點。4.概括科學和宗教在人類起源問題上產(chǎn)生分歧的根源。達爾文認為長頸鹿的進化原因是：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向高級進化的，環(huán)境對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行激烈的競爭；(3)自然界進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。考點一達爾文進化論的觀點突破依據(jù)：本考點是課標要求歸納概括的內(nèi)容(1)思想上：達爾文的進化論給上帝創(chuàng)造萬物說以致命一擊。對人類思想解放起了巨大的推動作用。(2)科學上：把發(fā)展變化思想引入生物界，開創(chuàng)了生物科學發(fā)展的新時代。(3)政治上：進化論傳入中國，對維新變法運動和新文化運動起了巨大推動作用?？键c二達爾文進化論的影響突破依據(jù)：本考點是考試中的高頻考點(P125)古代沒有形成真正科學而系統(tǒng)的生物學的原因有哪些？其中主要的原因是什么？提示

原因：人們對自然的認識有限；生產(chǎn)力發(fā)展水平低；神學、宗教、傳說對人們思想的束縛；近代科學認識和方法還未出現(xiàn)。其中主要原因是生產(chǎn)力水平低下，人們受宗教神學的影響?！緦W習思考】1．(P127)達爾文寫作《物種起源》，給我們的啟發(fā)有哪些？達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)：科學探索要具有敏銳的洞察力和持之以恒的精神。不同：林耐認為生物是神創(chuàng)的，因此物種是不變的。達爾文則認為自然界生物的物種是不斷進化的，不斷從低級向高級發(fā)展。自然界進化的規(guī)則是“物競天擇，適者生存”。2．(P128)你認為科學和教育都很發(fā)達的美國，為什么會有那么多的人排斥進化論呢？提示一是受宗教影響極深，普遍信奉基督教；二是20世紀以來，隨著資本主義經(jīng)濟的發(fā)展，資產(chǎn)階級民主法制日益健全，公民的名譽權(quán)、言論自由等權(quán)利有了強有力的法律保障，人們出于自身尊嚴和保障人權(quán)的需要而相信上帝造人說，進而排斥進化論。3．(P129)達爾文進化論的核心觀點是什么？進化論是怎樣傳入中國的？產(chǎn)生了什么影響？提示核心觀點：自然界生物的物種是不斷進化的，不斷從低級向高級發(fā)展。自然界進化的規(guī)則是“物競天擇，適者生存”。傳入：1894年，嚴復(fù)翻譯的《天演論》在《國聞報》增刊上發(fā)表，系統(tǒng)地介紹了進化論。影響：進化論傳入中國，震動了中國的思想界，對維新變法運動和新文化運動起了巨大的推動作用?！咀晕覝y評】(P129)上面的文字反映了什么歷史現(xiàn)象？你對此有何看法？提示

現(xiàn)象：人們反對進化論?？捶ǎ喝祟愒凇白饑馈焙汀罢胬怼敝g往往需要做出極其困難的抉擇。每當人類不顧真理而選擇了所謂的“尊嚴”時，人類就將裹足不前。達爾文的“進化論”最初的遭遇就說明了這一點。同時也說明人們對任何一種新生事物的認識都是一個極其艱難的過程，即使是以尊重真理為最高準則的科學家也不例外。

【材料閱讀與思考】瓦特蒸汽機紐可門蒸汽機英國工業(yè)革命時期煤礦熱效率較低，且只能用于礦山抽水①熱效率高②動力以能動形式從直線往復(fù)運動變?yōu)樾D(zhuǎn)運動兩次科技革命的比較(1)社會生產(chǎn)力的大幅度提高——瓦特蒸汽機出現(xiàn)后，蒸汽動力幾乎在所有工業(yè)部門得到應(yīng)用，這大大促進了生產(chǎn)力的發(fā)展；發(fā)電機的發(fā)明及其他電氣技術(shù)的應(yīng)用，使機器使用更加普遍，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，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)。

以蒸汽機發(fā)明和電氣技術(shù)的應(yīng)用為例，說明科學技術(shù)對社會發(fā)展的作用

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

生于漢諾威一個農(nóng)民家庭，在家中14個孩子中排行第四。因為家境貧困，西門子在念完中學后參軍。西門在服役期間對電報技術(shù)產(chǎn)子生了很大興趣，并發(fā)明了在十九世紀間流行一時的指南針式電報機。后來西門子因為和他人決斗被判5年徒刑。在監(jiān)獄中西門子建設(shè)了一個小型的電子實驗室，進行了一些電學方面的研究。作為工程學家，西門子對技術(shù)的喜愛直接影響到了西門子公司的發(fā)展。創(chuàng)建時西門子除了依靠電報業(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，西門子更多的把時間放在了工程研究上。簡析

蒸汽動力和電力作為兩種新能源實現(xiàn)了人類利用能源的重大突破，把人們帶入了蒸汽時代和電氣時代。兩種動力都源于社會生產(chǎn)需要，都經(jīng)歷了較長時間的反復(fù)實踐。不同的是蒸汽動力的產(chǎn)生不是科學與技術(shù)的真正結(jié)合；而電力是科學理論發(fā)展的產(chǎn)物，科學與技術(shù)真正結(jié)合起來。對蒸汽動力和電力產(chǎn)生過程認識不清科技發(fā)展制度創(chuàng)新法律健全引擎人文教化……人類文明科學與人文的和諧發(fā)展人力、畜力、自然力機械力(內(nèi)燃機為主）水陸：平面交通水陸空：立體交通七、現(xiàn)代信息技術(shù)與“信息時代”世界上第一臺計算機筆記本電腦掌上電腦（PDA）世界上第一臺計算機:誕生于何時何地？叫什么名字？1946年美國“埃尼阿克”（ENIAC）使用的物理部件是？電子管中國第一臺計算機誕生于哪一年?叫什么名字？“銀河－Ⅰ”巨型計算機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、遠程教育、遠程醫(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，使全人類實現(xiàn)信息交流和共享；推動了知識經(jīng)濟的產(chǎn)生與發(fā)展；使人類的生產(chǎn)、生活、工作、學習、思維等方式都發(fā)生了深刻的變化；促進了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的更新改造；使人類進入信息時代。(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蕩不安；虛擬社會對人們生活和學習工作特別是對青少年產(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信息量大古代郵驛烽火臺信鴿有線電報有線電話無線電通信電子