近代以来世界科学技术的历史足迹

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1、1专题七专题七 近代以来世界科学技术的历史足迹近代以来世界科学技术的历史足迹一、课程标准和省考要求一、课程标准和省考要求课程标准学习要求了解经典力学的主要 内容，认识其在近代 自然科学理论发展中 的历史地位。1、了解伽利略、牛顿对经典力学建立的主要贡献。 2、认识经典力学在近代自然科学理论发展中的历史地位。 3、体会尊重事实、不迷信权威、勇于探索创新的科学精神。简述进化论的主要观 点，概括科学与宗教 在人类起源问题上产 生分歧的根源。1、简述达尔文进化论的主要观点。 2、概括科学与宗教在人类起源问题上产生分歧的根源。 3、通过进化论发展传播过程中出现的论争，认识到科学发展 并不是一帆风顺的，但

2、科学终将战胜愚昧和迷信。以蒸汽机的发明和电 气技术的应用为例， 说明科学技术进步对 社会发展的作用。1、列举工业革命时期瓦特改良蒸汽机和第二次工业革命时期 电气技术应用的史实。 2、说明科学技术进步对社会发展的作用。 3、乐于用学到的科学知识改善生活；意识到科学技术会给人 类带来好处，也可能产生负面影响。知道相对论、量子论 的主要内容，认识其 意义。1、 知道爱因斯坦相对论、普朗克量子论的主要内容。 2、 认识相对论、量子论的意义。 3、学习爱因斯坦等科学家为科学而不断探索的进取精神。以网络技术为例，理 解现代信息技术对人 类社会的影响。1、 了解网络技术发明和发展的情况。 2、 理解现代信息

3、技术对人类社会的影响。 3、 关心日常生活中的科技新产品，关注与科学有关的社 会问题。二、教材知识整合二、教材知识整合1 1、经典力学、经典力学 （1 1）伽利略）伽利略经典力学的奠基者经典力学的奠基者 意大利著名天文学家和物理学家，近代实验科学的先驱。主要贡献：天文学方面： 自制天文望远镜，证明了哥白尼“日心说”的正确性；物理学方面：发现了自由落体定律， 确立了匀速和匀加速运动的概念，为经典力学的建立奠定了基础，标志着物理学的真正开 端。 （2 2）牛顿）牛顿经典力学的建立者经典力学的建立者 物理学方面：1687 年，牛顿出版了力学经典著作自然哲学的数学原理 ，建立起 一个完整的力学体系，成

4、为近代物理学的重要支柱，实现了物理学史上第一次大飞跃。在 这本书中，牛顿提出了物体机械运动的三大定律和万有引力定律。数学方面：与德国数 学家莱布尼茨分别独立创立了微积分。 （3 3）历史地位：）历史地位： 牛顿的力学体系完成了人类对自然界认识史上的第一次理论大综合，它以实验为基 础，以数学为表达形式；适用于整个太阳系、一切天体运动和宇宙中的所有物体，使力 学和天文学在理论上达到了相当完备的程度，也在生产和科学实验中得到广泛的应用和验2证（如：根据万有引力定律，人们发现了海王星） ；标志着近代科学的形成，牛顿被誉为 “近代科学之父” 。局限性：经典力学建立在日常生活中常见的低速运动的物体之上，时

5、 间和空间是绝对不变的，无法解释物体的高速运动和微观世界。19 世纪，经典物理学陷入 危机，面临着巨大挑战。同时，也催生了量子论和相对论的诞生。 2 2、相对论和量子论、相对论和量子论 （1 1）量子论）量子论 1900 年，德国物理学家普朗克提出量子概念，标志着量子理论的诞生。认为物质的 辐射能不是连续的，而是以最小的、不可再分的能量单位即能量量子的整数倍跳跃式的变 化。1905 年，爱因斯坦利用量子论成功的解释了光电效应，进一步推动了量子论的发展。 20 世纪 30 年代，奥地利、德国的物理学家建立了量子理论。标志着人类对微观世界的 认识有了革命性的进步。 （2 2）相对论）相对论 190

6、5 年，爱因斯坦发表论动体的电动力学 ，创立狭义相对论。主要内容是：物 体运动时，质量会随着物体运动的增大而增加，空间和时间也会随着物体运动速度的变化 而变化。1916 年，建立广义相对论。主要内容是：空间和时间是物质存在的形式，空间 不是平坦的而是弯曲的。 （3 3）意义）意义 相对论的建立，是对近代物理学理论框架的重大突破，形成全新的时空观、运动观 和物质观，是人类思想史上一次根本性变革，对整个自然科学和哲学都产生了深远的影响； 相对论和量子论一起构成了现代物理学的基本理论框架，量子理论也标着人类对客规律 的认识开始从宏观世界深入到微观世界。 （4 4）牛顿力学和相对论的关系）牛顿力学和相

7、对论的关系 牛顿力学体系概括了物体机械运动的基本规律，但前提是物体在低速运动的情况下 才适用。爱因斯坦的相对论否定了牛顿的绝对时空观（注意：不是否定牛顿力学） ，指出 时间和空间不是绝对不变的，而是随着物质的运动而变化，并提出质能转化原理，奠定了 开发利用原子能的理论基础。相对论发展了牛顿力学，牛顿力学只是在低速运动状态下 的的一个特例。牛顿力学是整个力学的基础，它所提出的力学概念至今仍是物理学的重要 思想。 3 3、进化论、进化论 （1 1）产生背景）产生背景 文艺复兴、宗教改革和启蒙运动对基督教神学的冲击；资产阶级革命和工业革命的推 动；科学技术的进步、生物学知识的积累。 （2 2）创立过

8、程）创立过程 拉马克：19 世纪初期，法国生物学家拉马克提出了生物是从低级向高级发展进化的观 点，肯定了环境对物种变化的影响。为达尔文创立进化论奠定了重要基础。 达尔文：1859 年，达尔文的巨著物种起源出版，标志着生物进化论的诞生。主要 观点：一切生物都经历了从低级到高级、由简单到复杂的发展过程；物种不断变异， 新物种不断产生，旧物种不断灭亡；物竞天择、生存竞争、自然选择是自然界的规律。 赫胥黎：1863 年，发表人类在自然界中的位置 ，进一步从解剖学的角度论证了人 猿同祖的观点，进化论逐渐被科学界普遍接受。 （3 3）意义）意义 进化论从根本上推翻了长期统治生物学界的“神创论” ，是生物学

9、的一次伟大综合， 使生物学成为真正意义上的科学。把“变化” “发展”的观念引入科学领域，对欧洲思想 界、科学界和宗教界产生了巨大影响。恩格斯认为它是 19 世纪自然科学的三大发现之一。3（4 4）科学与宗教在人类起源问题上产生分歧的根源）科学与宗教在人类起源问题上产生分歧的根源 当时生产力发展水平低下，人们对自然的认识有限；神学、宗教、传说对人们思 想的束缚；近代科学尚未产生。主要原因：生产力水平低下，人们受宗教神学的影响。 4 4、蒸汽机的发明和电气技术的应用、蒸汽机的发明和电气技术的应用 （1 1）蒸汽机的发明与应用）蒸汽机的发明与应用 背景：社会生产的直接推动和实验科学的发展孕育了蒸汽动

10、力技术。工业革命开始 后，迫切需要解决动力不足的问题。过程：英国人瓦特对纽克门蒸汽机进行了重大改进 （18 世纪后期） ，使蒸汽机的动力形式从直线往复运动变为旋转运动。1785 年首先用于纺 织业，从此，蒸汽机得到广泛应用（如：汽船、蒸汽机车的发明） 。意义：蒸汽机的发明 和应用，改变了人类的动力结构，有力推动了交通运输和机械制造等工业部门的技术进步， 人类生产和生活进入“蒸汽时代” ；交通的便捷，使世界日益成为一个整体。 （2 2）电力的广泛应用）电力的广泛应用 过程：1831 年，英国科学家法拉第发现电磁感应现象，为发电机的研制奠定了理论 基础。1867 年，德国工程师西门子发明发电机，不

11、久比利时人格拉姆发明电动机。电动 机和发电机的发明，使电力成为蒸汽动力之后的一种新能源。1882 年，美国人爱迪生在 纽约创建第一个发电站，把输电线连接成网络。他发明了电灯、电话等，对电力的广泛应 用作出了巨大贡献。内燃机的发明促进了交通工具的改进，汽车、飞机相继问世；也推 动了石油开采业、石油化工的发展。 意义：电力提供了便捷而又强大的动力，极大的推动了工业生产的发展，掀起了第二 次工业革命；改变了人们的生产和生活方式，人们的生活更加丰富多彩，人类进入“电气 时代” 。 5 5、网络技术的发展与影响、网络技术的发展与影响 （1 1）网络技术的发展）网络技术的发展 1946 年，美国人发明世界

12、上第一台电子计算机，奠定了现代信息技术的基础。 1969 年，美国出于“冷战”需要，建成世界上第一个计算机网络。20 世纪 90 年代以后， 由于通讯技术和计算机技术的发展，互联网发展成为全球信息网（WORLD WIDE WEB） 。 1993 年，中国第一条互联网专线正式开通。 （2 2）现代信息技术对人类社会的影响）现代信息技术对人类社会的影响 现代信息技术的发展使人类进入信息时代，促进了知识经济的形成和发展；改变了 人们的工作、生活、社会交往和思维方式，方便了人们的日常生活；为教育提供了新的发 展空间，引起了一场学习的革命；现代信息技术的发展也带来很多问题：信息泛滥、垃 圾信息、网络安全

13、和网络犯罪等现象严重影响了社会稳定和健康发展；虚拟社会对人们的 生活、学习、工作、交往都有消极影响；特别是一些腐朽落后的文化和有害信息腐蚀了青 少年的心灵，使他们痴迷网络甚至走向犯罪。三、重要问题解析三、重要问题解析1 1、近代科技的发展历程、近代科技的发展历程 （1）发展历程及阶段特征：17 世纪：牛顿力学体系的建立，完成了人类对自然界认 识史上的第一次理论大综合，反映了宏观物体低速运动的规律，是近代科学形成的标志； 哈维的血液循环理论标志着现代生物学的建立。19 世纪到 20 世纪初：科学技术长足发 展，细胞学说、生物进化论、相对论是这一时期的突出成就。第一次工业革命：蒸汽机 的使用使人类

14、进入“蒸汽时代” 。第二次工业革命：以电力的广泛应用为特征，把人类推 进到“电气时代” 。第三次工业革命：20 世纪四五十年代，计算机的应用使人类进入信4息时代。 （2）西方近代科技领先世界的原因：14、15 世纪以来，资本主义生产方式逐步确立， 为科学技术的发展提供了雄厚的物质基础。文艺复兴和启蒙运动解放了人们的思想，为 科技发展提供了思想武器。资产阶级革命为科学技术的发展提供了政治保障。工业革 命促进了科学技术突飞猛进的发展。科学家献身科学的勇气、严谨求实的态度、契而不 舍的精神为科技进步作出了卓越贡献。 2 2、科学技术是一把双刃剑、科学技术是一把双刃剑 （1）科学技术是第一生产力。既是

15、先进生产力的主要标志，也是人类文明进步的基石。 是推动社会发展的强大动力。 （2）科学技术又是一把双刃剑。由于科技应用不当和科技自 身的局限，科技发展也会对地球生态环境、人类社会生活和伦理道德产生巨大的负面效应， 影响人类社会的可持续发展。我们要趋利避害、实现和谐可持续发展。四、典型试题探究四、典型试题探究 1、之所以说相对论的提出是物理学思想的一次重大革命，主要是相对论（ ） 否定了经典力学的绝对时空观 深刻的揭示了时间和空间的本质属性 推动了物理学 发展到一个新的高度 使人类对客观规律的认识从宏观世界深入到微观世界A B C D 2、20 世纪初，物理学本身发生了一场革命性的变化。推动这一变化的是（ ） A 电的发明和利用 B 量子论的提出和发展、 C 经典力学的发展 D 原子能在军事上的应用 3、20 世纪初，爱因斯坦相对论的提出是物理学的一场变革，它（ ） A 否定了经典力学 B 打破了绝对时空观 C 彻底解决了 19 世纪以来物理学面临的危机 D 标志着对物质世界的认识开始进入微观粒子世界 4、 “自然界存在着规律，而且规律是能够被发现的。这给人类带来从未有过的自信，人们 开始用理性的眼光来打量世界”作出这一贡献的科学家是（ ）A Darwin B Watt C Einstein D newton 5、历史学家们认为：“17 世纪后期科学革