第13课　从蒸汽机到互联网教学案

第13课　从蒸汽机到互联网案
★目标：
1、知识与能力：
（1）识记：三次工业革命过程中代表性的发明；
（2）理解“蒸汽时代”、“电气时代”和“信息时代”到来的必然性，科学技术的进步对推动社会发展的巨大作用；
（3）以蒸汽机、电动机和网络技术的发明和发展说明科学技术进步对人类的意义；
（4）探究科学思想与科学发展之间的关系。
2、过程与方法：
（1）通过必修2已学知识的回顾引导学生理解本课的相关知识，探究科技革命对社会发展与进步的巨大作用。
（2）通过表格比较三次工业革命在内容和意义上的异同，认识他们之间的关系。
3、情感态度与价值观：
（1）认识电力的发现与发展是几代科学家努力的结果，树立继承发扬人类优秀文化成果的观念。
（2）社会的发展需要技术革命，科技是第一生产力，是推动人类社会发展的终极动力。

★教学重点和难点：
重点：蒸汽机的发明和电气技术的应用对社会发展的作用。
难点：第二次工业革命开辟的时代被称为“电气时代”的原因。

☆教材分析：
本课教材主要从三个方面介绍了世界科学历程中的“蒸汽时代”“电气时代”和“信息时代”，从科学技术发展史的角度阐述了近代以来人类科学技术发展的三个重要阶段。蒸汽机是工业革命时期最伟大的发明，第二次工业革命以电力的广泛应用为显著特点，第三次科技革命则是带来了以电子计算机为代表的信息时代。蒸汽机的发明、电气技术的广泛应用和互联网的出现，推动社会各个方面发生了巨大变革。由于这些科技成就的文字和资料比较丰富，建议在教学时适当补充，增加学生对近代以来这三个时期科技成就的感性了解，为深入认识科学技术进步的意义奠定基础。

★教学过程及要点：
导入新课：
2008年9月下旬，我国自主研制的神舟七号飞船带着三名宇航员顺利升空，我国宇航员首次走出机舱，漫游太空，开创了我国航天史上的新纪元。
1965年3月18日前苏联发射的“上升2”号飞船进入轨道后，在飞船绕地球飞行第二圈后不久，宇航员列昂诺夫打开通向气闸室的内舱盖，让气闸室充气，然后进入气闸室，穿好舱外活动航天服，并对它的密封性能进行了检查，随后逐渐让气闸室降低气压，最后，列昂诺夫打开气闸室外盖，走出气闸室，进入茫茫太空，以28000千米/小时的速度绕地球运行。人类第一次太空行走成功了！
1984年2月7日，两名美国宇航员，当他们从航天飞机 “挑战者”号中自由飞出后，首次成为两颗人体卫星。这一由宇航员布鲁斯-麦坎德利斯和罗伯特-L-斯图尔特创造的奇迹，是对一种可保证人类在太空中随意工作的装置的试验。麦坎德利斯首次解开系绳在太空行走了170米。
人类开发太空是哪次科技革命的产物？
由此导入新课。

一、“蒸汽时代”的到来：
1、背景：
（1）17世纪末，英国取得了资产阶级革命的胜利，为经济发展扫清了障碍；
（2）18世纪，随着工场手工业的发展，应用机器进行生产成为可能；
（3）科学技术为生产的发展提供了许多发现和发明。
很早以前，就有人设想把蒸汽作为动力使用，但真正把蒸汽动力用于生产，却是17世纪末以后的事情。1698年，托马斯?萨夫里发明了蒸汽唧筒，用于抽干矿井里的水。18世纪初，铁匠T．纽科门在改进萨里夫蒸汽机的基础上，制造了一种大气压力蒸汽机，主要用于矿井抽水，但它们都存在明显缺陷，不能作为动力机普遍安装。随着工业革命的开展，大规模的工厂一个接一个建造起来，但这时的动力主要是利用河流里的水力，在这方面，有很多缺点，因为工厂都必须建在河流湍急的偏僻的山谷等处。这些地区交通不便，而且远离原料产地和销售市场，动力问题成为摆在人们面前的急迫问题。人们都希望找到便捷可用的动力，驱动不同机器。
2、瓦特改良蒸汽机：
（1）改良经过：
①单动式蒸汽机：18世纪60年代，瓦特制成装有冷凝器的单动式蒸汽机，大大提高了蒸汽机的功率；
②联动式蒸汽机：18世纪80年代，又制造了联动式蒸汽机，采用曲柄机构，使往复的直线运动转变为旋转运动。
③蒸汽机的改进：增加可自动调节蒸汽机速率的装置。
（2）主要用途：除用作提水外，还可以带动车床、织布机等，适应不同工厂的需要。此后，纺织业、采矿业、冶金业、造纸业等工业部门，都先后采用蒸汽机作为动力。
瓦特出生于苏格兰，在格拉斯哥大学实验室当实验员时，负责修理纽科门蒸汽机，他勤奋好学，善于钻研。他生活在工业革命刚刚开始的时代，每一项新的技术革新，都受到他的密切注视。
从1766年开始，在三年多的时间内，瓦特解决了材料和工艺等方面的种种困难，终于在1769年生产了改进型的蒸汽机。这一年，瓦特以发明分离冷凝器，获得他在革新纽科门蒸汽机的过程中的第一个专利。但这种蒸汽机仍不够理想，主要问题是无法克服纽科门蒸汽机只能做往返运动的缺点，这就不能使蒸汽机变成能带动各种工作机的原动机。1781年，瓦特研制出了一套齿轮联动装置，凭借这套装置他终于把活塞的往返直线运动转变为轮轴的旋转运动，将蒸汽机的动力臂由原来的直线运动改为连续均匀的圆周运动，这样就可以驱动其他的机器工作。他也因此获得了第二个专利。接着，为了进一步提高蒸汽机的效率，增大蒸汽机的动力，瓦特对汽缸本身进行了分析和研究。1782年，瓦特试制出了一种带有双向装置的新汽缸，把原来的单向汽缸组装成双向汽缸，并首次把引入汽缸的蒸汽由低压蒸汽改为高压蒸汽，他也因此取得第三个专利。真正意义上的瓦特蒸汽机终于制成，并在1785年运用于工厂生产，在后来应用到运输业中。

3、瓦特蒸汽机问世的意义：
（1）解决了工业发展中的动力问题，社会化大生产逐渐形成。自此以后，只要有煤作燃料开动蒸汽机，就可根据需要建立工厂，不再受河流的限制。在工业化进程中，形成了许多工业城市，英、法、美等国成为工业国家。
（2）促使工业革命轰轰烈烈地展开，出现了发明和使用机器的热潮。如美国人富尔顿于1807年发明“萨凡纳”号轮船、1814年英国人史蒂芬孙发明蒸汽机车等。
瓦特蒸汽机应用于运输业中，导致蒸汽轮船和机车出现，交通运输业发生了彻底变化，人们的交往更加方便，经济和文化联系也日益密切。
（3）推动人类社会由此进入“蒸汽时代”。蒸汽机是工业革命时期最伟大的发明。蒸汽机的广泛利用，使英国到处建立起大工厂。19世纪三四十年代，蒸汽机在欧洲和北美被广泛采用。那些高耸入云的烟囱，喷出缕缕烟雾，庞大的厂房，发出隆隆的轰鸣，打破了原来中世纪田园生活的恬静──历史已跨进了一个新的时代。
（4）加强了世界各地的联系，使世界日益成为一个整体。

二、电气革命的出现：
1、科学家对电的不懈研究：
（1）18世纪美国科学家富兰克林造出避雷针
【备课资料】富兰克林与避雷针
本杰明?富兰克林（1706?1790）是美国独立战争时期著名的思想家，同时也是一名杰出的科学家。18世纪以前，人们普遍相信雷电是上帝发怒的说法。富兰克林经过反复思考，认为雷电可能是一种放电现象，它和在实验室产生的电在本质上是一样的。于是，他写了一篇名叫《论天空闪电和我们的电气相同》的论文，但没被认同。他决心用事实来证明一切。1752年6月的一天，阴云密布，电闪雷鸣，一场暴风雨就要来临了。富兰克林和他的儿子一道，带着上面装有一个金属杆的风筝来到一个空旷地带。富兰克林高举起风筝，他的儿子则拉着风筝线飞跑。由于风大，风筝很快就被放上高空。刹那间，雷电交加，大雨倾盆。富兰克林和他的儿子一道拉着风筝线，父子俩焦急的期待着，此时，刚好一道闪电从风筝上掠过，富兰克林用手靠近风筝上的铁丝，立即掠过一种恐怖的麻木感。他抑制不住内心的激动，大声呼喊：“我被电击了！”后来，富兰克林用雷电进行了各种电学实验，证明了天上的雷电与人工摩擦产生的电具有完全相同的性质。为了防止雷电的危害，他制成了一根实用的避雷针。他把几米长的铁杆，用绝缘材料固定在屋顶，杆上紧拴着一根粗导线，一直通到地里。当雷电袭击房子的时候，它就沿着金属杆通过导线直达大地，房屋建筑完好无损。1754年，避雷针开始应用。
（2）19世纪初意大利科学家伏特发明电池
【备课资料】伏特发明电池：
汽车上的蓄电池又叫做“伏特电堆”，是一个叫亚历山德历?伏特的意大利人发明的。为了纪念他的贡献，人们把电压的计量单位叫做伏特。比如我们手电筒里的电池的电压是1.5伏特，我们家里的电灯的电压是220伏特。
伏特是意大利帕维亚大学的研究电学的物理学家。有一天，伏特看了一位名叫加伐尼的解剖学家的一篇论文，说动物肌肉里贮存着电，可以用金属接触肌肉把电引出来。看了这篇论文，伏特非常兴奋，便决定亲自来做这个实验。他用许多只活青蛙反复实验，终于发现，实际情况并不像加伐尼所说的那样，而是两种不同的金属接触产生的电流，才使蛙腿的肌肉充电而收缩。
为了证明自己的发现是正确的，伏特决定更深入地了解电的来源。
一天，他拿出一块锡片和一枚银币，把这两种金属放在自己的舌头上，然后叫助手将金属导线把它们连接起来，刹时，他感到满嘴的酸味儿。接着，他将银币和锡片交换了位置，当助手将金属导线接通的一瞬间，伏特感到满嘴的咸味。这些实验证明，两种金属在一定的条件下就能产生电流。伏特想，只要能把这种电流引出来，就能大有作用。
伏特经过反复实验，终于发明了被后人称做“伏特电堆”的电池，这就是在铜板和锌板中间夹上卡纸和用盐水浸过的布片，一层一层堆起来的蓄电池。这种电池，今天仍然在使用着。
伏特的发明激励着后人不断努力：
1836年英国的丹尼尔对伏特电池作了改良，制造出丹尼尔电池，以后陆续又有本森电池和格罗布电池等问世。但是，那时电池的电压总是随着使用时间的延长而逐渐下降，人们还没有找到解决的办法。
1860年，法国的布朗特埃发明了用铅制造的电池。这种电池的特性是：当电压下降时，可以给它通以反向的电流，使电池的电压再回升上来（即所谓的充电），因为这种电池能充电，所以又被称为蓄电池。
不过，不论是蓄电池还是一般的电池，在阳板金属棒和阴极金属棒之间都必须灌充液体，因此搬运很不方便，特别是蓄电池使用的液体大多是硫酸，在挪动时很危险。
为了克服这个缺点，1891年日本的屋井先藏发明了一种干电池，这种屋井式干电池与1878年法国的拉古兰久发明的拉古兰欠电池的原理是一样的。但是屋井先藏把拉古兰欠电池的氯化扶液体换成了糊状的氯化接，并严加密封。
干电池的发明是很有影响的，逐渐为世界各国所采用。屋井先藏对于干电池进行了坚持不懈的研究，1926年他改用碳棒作干电池的阳极，进而完善了干电池的发明。
（3）1831年英国科学家法拉第发现电磁感应现象（理论基础）
英国物理学家、化学家，也是著名的自学成才的科学家。1791年9月22日出生在英国一个铁匠的贫困家庭，只上过两年小学，十二三岁曾以送报获得微薄收入贴补家庭，14岁在一家书店当装订书籍的学徒。他求知欲望十分强烈，在7年的学徒期间，利用订书的空闲时间，如饥似渴、废寝忘食地阅读了许多自然科学的书籍。后来，他毛遂自荐，在22岁时当了大化学家戴维的实验助手。从此直到退休，法拉第终生都在英国皇家研究院工作。他勤奋好学，工作努力，在科学上取得了巨大成就。1831年，法拉第经过7年反复试验，发现电磁感应现象，为制造电机提供了基本原理，他又制造了一台利用磁力产生电流的机器，将机械能转化为电能，从此，打开电能宝库的大门。
1833----1862任皇家研究所化学教授。1846年荣获伦福德奖章和皇家勋章。1867年8月25日逝世。

2、电力成为工业发展的主要动力：
（1）发电机和电动机的完善和改进；
发电机的发明和改进：英国科学家法拉第于1831 年发现了电磁感应原理。这一在人类社会发展过程中起到重要作用的原理是说：“当磁场的磁力线发生变化时，在其周围的导线中就会感应产生电流。”法拉第曾煞费苦心，通过研究和反复实验，终于发现了这一影响巨大的科学原理，而且他确信，利用此原理肯定能制造出可以实际发电的发电机。
就在法拉第发现电磁感应原理的第二年，受法拉第发现的启示，法国人皮克希应用电磁感应原理制成了最初的发电机。皮克希的发电机是在靠近可以旋转的U 形磁铁（通过手轮和齿轮使其旋转）的地方，用两根铁芯绕上导线线圈，使其分别对准磁铁的N 极和S 极，并将线圈导线引出。这样，摇动手轮使磁铁旋转时，由于磁力线发生了变化，结果在线圈导线中就产生了电流。为了使电流方向保持不变，皮克希想出了一个巧妙的办法：在磁铁的旋转轴上加装两片相互隔开成圆筒状的金属片，由线圈引出的两条线头，经弹簧片分别与两个金属片相接触。另外，再用两根导线与两个金属片接触，以引出电流。这个装置，就叫做整流子，在后来的发电机上仍得到应用。
皮克希发明的这种发电机在世界上是首创，当然也有其不足之处。需要对它进行改进的地方，一是转动磁铁不如转动线圈更为方便灵活；二是通过整流子可以得到定向的电流，但是电流强弱还是不断变化的。为改变这种情况，人们采用增加一些磁铁和线圈数量，并稍微错开地将变化的电流一起引出的办法，使输出电流的强度变化控制在一定的范围内。
从皮克希发明发电机后的30 多年间，虽然有所改进，并出现了一些新发明，但成果不大，始终未能研制出能输出像电池那样大的电流，而且可供实用的发电机。
1867 年，德国发明家韦纳?冯?西门子对发电机提出了重大改进。他认为，在发电机上不用磁铁（即永久磁铁），而用电磁铁，这样可使磁力增强，产生强大的电流。西门子用电磁铁代替永久磁铁发电的原理是，电磁铁的铁芯在不通电流时，也还残存有微弱的磁性。当转动线圈时，利用这一微弱的剩磁发出电流，再反回给电磁铁，促使其磁力增强，于是电磁铁也能产生出强磁性。
西门子的新型发电机问世后不久，意大利物理学家帕其努悌于1865 年发明了环状发电机电枢。这种电枢是以在铁环上绕线圈代替在铁芯棒上绕制的线圈，从而提高了发电机的效率。
到了1869 年，比利时学者古拉姆在法国巴黎研究电学时，根据帕其努悌的设计方案，兼采纳了西门子的电磁铁式发电机原理进行研制，于1870 年制成了性能优良的发电机。古拉姆发电机的性能好，所以销路很广，他不仅发了财，而且被人们誉为“发电机之父”。
有些人看到古拉姆发明发电机获得成功，也想对发电机进行改进从而制造出更先进的发电机。在这些人中，就有德国的西门子公司研究发电机的工程师阿特涅。他发明了古拉姆发电机不同的线圈绕线方式，制成了性能良好的发电机。西门子公司由于阿特涅的这项发明而益发驰名。于是，德国以西门子公司为核心，大力研制各种发电机，从而使电力工业得到了迅速的发展。
电动机的发明和改进：1821年英国科学家法拉第首先证明可以把电力转变为旋转运动。最先制成电动机的人，据说是德国的雅可比。他于1834年前后成了一种简单的装置：在两个U型电磁铁中间，装一六臂轮，每臂带两根棒型磁铁。通电后，棒型磁铁与U型磁铁之间产生相互吸引和排斥作用 ，带动轮轴转动。后来，雅可比做了一具大型的装置。安在小艇上，用320个丹尼尔电池供电，1838年小艇在易北河上首次航行，时速只有2.2公里，与此同时，美国的达文波特也成功地制出了驱动印刷机的电动机，印刷过美国电学期刑《电磁和机械情报》。但这两种电动机都没有多大商业价值，用电池作电源，成本太大、不实用。
直到第一台实用直流发动机问世 ，电动机才行了广泛应用。1870年比利时工程师格拉姆发明了直流发电机，在设计上，直流发电机和电动机很相似。后来，格拉姆证明向直流发动机输入电流，其转子会象电动机一样旋转。于是，这种格拉姆型电动机大量制造出来。效率也不断提高。与此同时，德国的西门子接制造更好的发电机，并着手研究由电动机驱动的车辆，于是西门子公司制成了世界电车。1879年，在柏林工业展览会上，西门子公司不冒烟的电车赢得观众的一片喝彩。西门子电机车当时只有3马力，后来美国发明大王爱迪生试验的电机车已达12?15马力。但当时的电动机全是直流电机，只限于驱动电车。
1888年南斯拉夫出生的美国发明家特斯拉发明了交流电动机。它是根据电磁感应原理制成，又称感应电动机，这种电动机结构简单，使用交流电，无需整流，无火花，因此被广泛应用于工业的家庭电器中，交流电动机通常用三相交流供电。
（2）长距离输变电技术的成熟；
直流输电技术的初期发展：1882年法国德普勒建造了世界上第一条远距离直流输电实验线路，其中直流发电机发出1.5千瓦电力，输电线路长57千米；由于高电压大容量发电机制造困难，所以远距离输电所需的高压电不可能从直流发电机直接获得，尽管瑞典瑟雷等人做过技术上的改进，但直流系统的装置和运行方式仍十分复杂，造价昂贵。
交流输电技术：1883～1885年，德国的高拉德和吉布斯、美国的威斯汀豪继发明和改进变压器；1890～1891年从法国劳芬到德国法兰克福架起了世界上第一条三相交流输电线路，全场170千米，在此基础上，欧美各国相继建立起远距离交流输电线路，三相交流的发电、变电、输送、分配和使用上的安全、经济、可靠和方便性，为发展电力工业开辟了广阔的前影。
随着科学技术和工业生产发展的需要，电力技术在通信、运输、动力等方面逐渐得到广泛应用，社会对电力的需求也急剧增大。由于用户的电压不能太高，因此要输送一定的功率，就要加大电流（P＝IU）。而电流愈大，输电线路发热就愈厉害，损失的功率就愈多；而且电流大，损失在输电导线上的电压也大，使用户得到的电压降低，离发电站愈远的用户，得到的电压也就愈低。直流输电的弊端，限制了电力的应用，促使人们探讨用交流输电的问题。爱迪生虽然是一个伟大的发明家，但是他没有受过正规教育，缺乏理论知识，难以解决交流电涉及到的数学运算，阻碍了他对交流电的理解，所以在交、直流输电的争论中，成了保守势力的代表。爱迪生认为交流电危险，不如直流电安全。他还打比方说，沿街道敷设交流电缆，简直等于埋下地雷。并且邀请人们和新闻记者，观看用高压交流电击死野狗、野猫的实验。那时纽约州法院通过了一项法令，用电刑来执行死刑。行刑用的电椅就是通以高压交流电，这正好帮了爱迪生的大忙。在他的反对下，交流电遇到了很大的阻碍。
但是为了减少输电线路中电能的损失，只能提高电压。在发电站将电压升高，到用户地区再把电压降下来，这样就能在低损耗的情况下，达到远距离送电的目的。而要改变电压，只有采用交流输电才行。1888年，由费朗蒂设计的伦敦泰晤士河畔的大型交流电站开始输电。他用钢皮铜心电缆将1万伏的交流电送往相距10公里外的市区变电站，在这里降为2500伏，再分送到各街区的二级变压器，降为100伏供用户照明。以后，俄国的多利沃──多布罗沃斯基又于1889年最先制出了功率为100瓦的三相交流发电机，并被德国、美国推广应用。事实成功地证实了高压交流输电的优越性。并在全世界范围内迅速推广。
（3）使用电力新发明的涌现：爱迪生发明电灯以及电话、电车、电影和无线电报的出现，说明人类社会进入了“电气时代”。
爱迪生（1847?1931），美国发明家。于1847年2月11日诞生于美国中西部的俄亥俄州的米兰小镇。爱迪生8岁上学，但仅仅读了3个月的书，就被老师斥为“低能儿”而撵出校门。从此以后，他的母亲是他的“家庭教师”。由于母亲的良好的教育方法，使得他对读书发生了浓厚的兴趣。为了赚钱购买化学药品和设备，他12岁时就开始工作。他卖过报纸、蔬菜和水果，出版过周刊《先驱报》，担任过报务员，开过公司，后来成为举世闻名的美国电学家和发明家，他除了在留声机、电灯、电话、电报、电影等方面的发明和贡献以外，在矿业、建筑业、化工等领域也有不少著名的创造和真知灼见。爱迪生一生共有1000多项创造发明，为人类的文明和进步做出了巨大的贡献。爱迪生被世人称为“天才”，但是他却解释说：“天才就是百分之二的灵感加上百分之九十八的汗水。”其中重要的发明有留声机和电灯等，特别是电灯的发明。1878年，爱迪生开始对电灯的研制感兴趣。研制电灯的关键是找灯丝材料，据说爱迪生试验了1600多种耐热材料和6000种植物纤维，但还是没有成功。1879年10月21日，他用棉线烧成碳丝，再将碳丝装进灯泡，小心地抽成真空，当电灯通上电流时，灯丝发出明亮的光辉，而且持续了45个小时。爱迪生并未满足，经过一次又一次的反复实验，用竹子纤维在碳化后可以做灯丝，灯寿命长达1200小时。为了给电灯提供电力，1882年，爱迪生在纽约建成了一个当时世界上最大规模的电力系统。他的直流发电机功率达到600多千瓦，为几千用户提供照明用电。
【合作探究】“蒸汽时代”“电气时代”发明的异同
相同点：都是解决人类社会的动力问题。
不同点：“蒸汽时代”的发明侧重于轻工业；科学含量不高；发明者主要是工人、技师；发明主要集中在英国。
“电气时代”的发明侧重于基础工业、重工业；科学含量高；发明者主要是科学家；发明涉及主要资本主义国家。

3、电气革命的影响：
（1）工业生产出现了新的技术革命浪潮，促进了工业的迅速发展，人类进入了电气时代；
（2）生产力的迅猛发展改变着社会结构和世界形势，确立了资产阶级对世界的统治，并产生了垄断组织。
（3）电气技术的广泛应用，使城市的面貌和人们的社会生活发生了巨大的变化。

三、信息技术的发展：
1、互联网的诞生和发展：
（1）第一台电子计算机的研制：1946年，美国研制世界上第一台计算机，奠定了现代信息技术的基础。
1946年2月15日，世界上第一台通用电子数字计算机“埃尼阿克”（ENIAC）在美国研制成功。它当时由1.8万个电子管组成，是一台又大又笨重的机器，体重达30多吨，占地有两三间教室般大。它当时的运算速度为每秒5000次加法运算。1949年，英国剑桥大学制成了世界上第一台程序储存式电子计算机。
随着微电子技术的发展，计算机不断更新换代。计算机的发展已经走过了电子管、晶体管、中小规模集成电路和大规模集成电路四个时代，也就是通常所说的第一代、第二代、第三代和第四代计算机。20世纪90年代以来，计算机技术发展十分迅速，产品不断升级换代。未来的计算机将朝着巨型化、微型化、网络化、智能化和多媒体化方向发展。。目前，计算机的运算速度已经达到每秒100亿次以上。计算机正在向新的高度发展，日益对人们的生活产生重大的影响。
20世纪60年代末，在美苏争霸的“冷战”时期，美国处于和苏联争夺世界霸权的需要，加紧了对信息科学技术的研究和开发，直接推动了互联网的产生。
（2）互联网的产生和发展：
①原因：军事上的需要
20世纪60年代，美苏冷战，美国军方认为，万一仅有的一个集中军事指挥中心被前苏联的核武器摧毁，那么全国军事指挥就将瘫痪，其后果将不堪设想，因此有必要设计一个由多个分散指挥点构成的指挥系统，某些指挥点的摧毁，并不影响其他指挥点的正常运转，而这些分散点的相互联系则要通过某种形式的通信网。
②诞生：1969年，美国国防部建立包括四个站点的网络，促进了互联网的产生。
【备课资料】互联网诞生
1969年9月3日，美国加州大学洛杉矶分校（UCLA）雷纳德?克兰罗克（L.Kleinrock）教授实验室内，两部电脑成功地由一条5米长的电缆接驳并互通数据，在场大约只有20来人，这天就被视为网络网骨干网络诞生的日子。
若仅根据两部电脑在实验室内互联的资料，便断言互联网络诞生未免使人产生疑惑。要知道，麻省理工学院（MIT）林肯实验室的拉里?罗伯茨（L.Roberts），在他尚未成为“阿帕网之父”前，就曾经主持过一次具有历史意义的远程联网实验。他成功地将MIT一台TX-2小型电脑，以电话线传输和声音调制方式，连接到千里之外的加州圣莫尼卡，与另一台Q-32大型机实现了远程通讯，时间是1965年10月，只不过没有采用分组交换技术。正是这次成功的尝试，罗伯茨才被调到美国国防部高级研究规划署(ARPA)，主持阿帕网（ARPANet）联网项目，从而催生了互联网络。
因特网起源于阿帕网，阿帕网UCLA第一节点与斯坦福研究院（SRI）第二节点的连通，实现了分组交换技术（又称包切换）的远程通讯，才是互联网络正式诞生的标志。UCLA联网实验的主持者正是克兰罗克教授，不过，准确的时间是1969年10月29日22点30分。这一过程充满了传奇彩色，有许多鲜为人知的轶闻趣事。
克兰罗克是美国加州大学洛杉矶分校（UCLA）计算机系教授、著名的网络先驱人物。他早年毕业于麻省理工学院，获电子工程博士学位，出版过6部著作并发表200多篇关于网络通讯的论文。事实上， 克兰罗克甚至比兰德公司科学家保罗?巴兰（P. Baran）和英国学者唐纳德?戴维斯（D.Davies）等人，都更早提出分组交换的理论。他原也在MIT林肯实验室工作，是拉里?罗伯茨的挚友和网络技术的启蒙老师。罗伯茨把阿帕网第一节点选择在UCLA，与克兰罗克博士在那里主持研究有相当大的关系。
1969年8月30日，由BBN公司制造的第一台“接口信息处理机”IMP1，在预定日期前2天运抵UCLA。克兰罗克带着40多名工程技术人员和研究生进行安装和调试。10月初，第二台IMP2运到阿帕网试验的第二节点斯坦福研究院（SRI）。经过数百人一年多时间的紧张研究，阿帕网远程联网试验即将正式实施
UCLA由IMP1联接的大型主机叫Sigma-7，与它通讯的SRI大型主机是SDS 940。10月29日晚，克兰罗克教授命令他的研究助理、UCLA大学生查理?克莱恩（C. Kline）坐在IMP1终端前，戴上头戴式耳机和麦克风，以便通过长途电话随时与SRI终端操作员保持密切联系。
据克莱恩回忆，教授让他首先传输的是5个字母??“LOGIN”（登录），以确认分组交换技术的传输效果。根据事前约定，他只需要键入“LOG”三字母传送出去，然后由斯坦福的机器自动产生“IN”，合成为“LOGIN”登录。22点30分，他带着激动不安的心情，在键盘上敲入第一个字母“L”，然后对着麦克风喊：“你收到‘L’吗？”
“是的，我收到了‘L’。”耳机里传来SRI操作员的回答。
“你收到O吗？
“是的，我收到了‘O’，请再传下一个。”
克莱恩没有迟疑，继续键入第三个字母“G”。然而，IMP仪表显示，传输系统突然崩溃，通讯无法继续进行下去。世界上第一次互联网络的通讯试验，仅仅传送了两个字母“LO”！但它真真切切标志着人类历史上最激动人心的那一刻到来！由于没有照相机摄影留念，克莱恩把这一重大事件发生的准确时刻，记录在他的“IMP LOG”（工作日志）上，并签上了自己姓名的缩写（CSK）,作为互联网络诞生永久的历史见证。
克兰罗克教授幽默地说，根据语音判断，“LO”可以代表“喂”（Hello），是我们向SRI致意和问候。可业界人士后来却评论说，“LO”应该是“Lo and behold”（美国习惯用语，意为：哟，你瞧！），用汉语直译是“嗨，瞧一瞧，看一看！”，整个一街头小贩的吆喝。
数小时后，系统完全修复，克莱恩不仅传出了“LOGIN”，而且传送了其他资料和数据。有趣的是，第一次通过IMP“握手”的两台大型主机，却分别操着不同的“方言”聊天。一台使用的是ASCII码，另一台却使用着EBCDIC“方言”。幸亏克莱恩大脑里“储存”着两部字符编码词典，能快速地把一种“方言”翻译成另一种。
“愿上帝保佑他！”事后，克兰罗克教授感慨地说。或许，他想起了电报发明者莫尔斯发出的第一份莫尔斯电码：“上帝创造了何等的奇迹！”
不久后，1969年11月，第三台IMP3抵达阿帕网第三节点??加州大学圣巴巴拉分校（UCSB）；1969年12月，最后一台供试验的IMP4在阿帕网第四节点??犹他大学（Utah）安装成功，基本实现了罗伯茨规划的设计蓝图。于是，具有4个节点阿帕网（ARPANet）正式启用，人类社会从此跨进了网络时代。
③发展：20世纪90年代，互联网进一步发展为全球信息网，即WWW。
WWW是World Wide Web （全球信息网）的缩写，也可以简称为Web，有人译作“万维网”“环球网”“web网”“3w网”。最初是由欧洲核物理研究中心（cern）提出来的。其创建者伯纳斯?李，在他1991年8月6日创建的第一个网址中解释了万维网的工作原理等内容。他也因此被《时代》杂志评价为二十世纪最重要的100位人物之一。
WWW（World Wide Web），是一张附着在Internet上的覆盖全球的信息"蜘蛛网"，镶嵌着无数以超文本形式存在的信息，其中有璀璨的明珠，当然也有腐臭的垃圾。WWW是当前Internet上最受欢迎、最为流行、最新的信息检索服务系统。它把Internet上现有资源统统连接起来，使用户能在Internet上已经建立了WWW服务器的所有站点提供超文本媒体资源文档。这是因为，WWW能把各种类型的信息（静止图像、文本声音和音像）无义无缝的集成起来。WWW不仅提供了图形界面的快速信息查找，还可以通过同样的图形界面（GUI）与Internet的其他服务器对接。WWW诞生于Internet之中，后来成为Internet的一部分，而今天，WWW几乎成了Internet的代名词。通过它，加入其中的每个人能够在瞬间抵达世界的各个角落，只要将一根电话线插入你的PC（它可能是你随身携带的笔记本电脑加上一部移动电话），此时全球的信息就在你的指尖！ WWW极大简化了网上信息的发布和用户访问。
2、互联网的功用：提供文件传输、电子信箱、聊天等服务，在社会各个领域发挥了巨大的作用，标志着信息化社会的出现。
一般认为，以纸质为媒介的报纸为第一媒体，以电波为媒介的广播为第二媒体，以图像为媒介的电视是第三媒体。而互联网是通过计算机网络传播信息的文化载体，这种以数字化的方式存储、处理和传播，以比特为计量单位的电子媒体被人们称为“第四媒体”。
国际互联网的应用丰富多彩。例如，收发电子邮件、资料检索、浏览新闻、休闲游戏、网上购物、网上远程教育、远程医疗等。
网络媒体作为一种新的传播媒体，具有界面直观、音色兼备、链接灵活和高速传输的特点。互联网不仅具备传统媒体的所有用途，而且具有传统媒体不具备的优势，互联网作为继报纸、广播、电视后的第四媒体，已经融入到人们的日常工作和生活中，为人类提供了极其丰富的信息源，是人类进入信息化社会的显著标志。随着互联网和信息技术的发展，20世纪90年代，一种新的经济形态──知识经济在美国首先出现。在经济活动中，知识成为交换和应用的主体。在知识经济时代，经济增长源于知识的增长，成功的关键是要有足够的人力资本储备。
3、互联网的影响：
（1）网络缩短了时空的距离，大大加快了信息的传递，实现源共享；
（2）有效地提高传统产业的生产效率，有力地拉动消费需求，从而促进经济增长。
（3）加快了经济全球化的步伐，促使知识经济的兴起；
（4）大大地改变了人类的生产、生活、工作和思维方式，还引发了一场学习的革命。
（5）也带来一些负面影响：
①信息泛滥、垃圾信息、网络安全与犯罪影响着经济的安全；
②青少年沉迷于网络，影响了正常的学习和生活；
③全球各国围绕互联网展开了激烈的竞争，造成了世界更加动荡不安。如以美国为首的西方大国，利用网络，传输西方资产阶级的意识形态、政治制度、文化思想，造成世界局势更加动荡不安。
互联网在给社会带来巨大效能的同时，也带来了巨大的挑战。青少年应该提高自身的道德素养，树立正确的网络观，让网络发挥出应有的作用。

★知识整合：
1、结合必修二，比较中外近代科技成就：
时间人物发明项目国别最早出现于中国
1733年凯伊飞梭英国??
18世纪60年代哈格里夫斯“珍妮机”英国
1769年阿克莱特水力纺纱机英国
1779年克隆普顿骡机英国
1785年卡特莱特水力织布机英国
1807年富尔顿蒸汽机驱动轮船美国
1814年史蒂芬孙蒸汽机车英国唐胥铁路标志着中国铁路的诞生。最早的蒸汽机车是“0号”机车
19世纪19世纪的三大科学发现①细胞学说②生物进化论③能量守恒定律
1859年达尔文《物种起源》标志着生物进化论诞生英国
18世纪60年代瓦特制成“万能蒸汽机”工业革命时期最伟大的发明英国
1831年法拉第电磁感应。为发电机的研制奠定了理论基础英国
1866年西门子发电机德意志
格拉姆电动机比利时
1876年贝尔电话美国第一部电话开通于南京
1885年戴姆勒、本茨三轮汽车德国
1903年莱特兄弟飞机美国第一架飞机是1909年冯如制成。
爱迪生1000多项（耐用白炽灯）美国
18世纪富兰克林避雷针美国
19世纪伏特电池意大利
1837年莫尔斯有线电报第一条有线电报线建于台湾。

2、中西科学在特征和本质上的差异
①中国科技主要是应用科学。科学研究主要采取整理典籍和总结经验的方法。
②西方科技主要是理论研究。大多数科学家研究的方法是采取观察和实验的方法，以及数理逻辑推导的方法。
③16世纪中西科学在内容上和研究方法上的差别，正是近代科学与传统科学在本质差异上的具体表现。

3、与西方比较，明清时期的中国传统科技没有发展为近代科技原因何；
中 国西 方
经济上自然经济依然占主导地位。自然经济分散、封闭的特性，使科技发展缺少应有的动力商品经济发展，资本主义生产关系产生，对科技提出了更高的要求，成为科技发展的巨大动力。
政治上封建制度开始衰落，阻碍了中国社会的发展和进步，也包括科技资产阶级代议制在许多国家确立，为科技发展提供了良好的社会环境和制度保障
外交上闭关锁国政策，阻碍了中国和世界的交流，包括科技的交流。这个时期，
来华传教士带来了一些西方科技(如利玛窦)，但没有促使中国科技完成质的突破。殖民扩张，开拓市场。市场的扩大，带动了科技的发展和进步。
思想上“八股取士”和“文字狱”盛行，知识分子思想受到禁锢，迷恋于“之乎者也”间，陶醉于故纸考据中文艺复兴、启蒙运动带来“人”的解放。面向现实，重视实践，崇尚理性的追求蔚然成风

4、“蒸汽时代”“电气时代”“信息时代”的重要区别：
时期动力（能源）信息传播方式
工业革命前人力、畜力等马车
蒸汽时代蒸汽机蒸汽机车、轮船
电气时代电力、石油电话、留声机、飞机、汽车
信息时代原子能（核能）互联网

★问题解答
⊙【学思之窗】
你觉得应该怎样评价蒸汽机和电力对社会发展的作用？
答案提示：社会生产力大幅度提高，工业革命轰轰烈烈展开和第二次工业革命的到来，改变着社会结构和世界形势，世界日益成为一个整体。加快城市化进程和人们生活更加丰富多彩。

⊙本课测评
举例说明科学技术的进步对社会发展的作用。
答案提示：生产力大幅度提高。蒸汽机发明以后，工业革命轰轰烈烈开展，蒸汽时代到来；电气技术的应用，第二次工业革命开始，“电气时代”到来，信息交流和交通运输的便捷，使世界日益成为一个密不可分的整体。不仅增加了社会财富，也使人们的生活丰富多彩，城市化进程加快。科学技术的进步推动了社会的发展，科学技术是生产力，生产力是推动人类社会发展的终极动力。

⊙学习延伸
根据互联网提供的信息服务，比如新闻、娱乐和购物等，组成兴趣小组，分别追踪这些信息对社会和各类人群造成的影响，写出调查报告。
答案要点提示：略。

同步练习：
1、瓦特能够成功改良“万能蒸汽机”的条件和原因是：
①工业革命的开展需要工业发展的动力 ②早期蒸汽机的发明和使用
③有关蒸汽机的科学理论取得重大突破 ④瓦特锲而不舍的精神
A、①③④ B、①②③ C、①②④ D、②③④
2．瓦特制成改良型蒸汽机对工业革命最大的影响是：
A、它促进了英国重工业部门的大发展 B、它标志着英国工业革命的完成
C、它使机械化生产突破了自然条件的限制 D、它使英国工场手工业时代结束
3、从蒸汽机的发明和电气技术的应用带来的后果看，科学技术进步对社会发展的作用是： ①社会生产力大幅度提高 ②社会结构和世界形势因此改变 ③人类的生活更加丰富多彩 ④资本主义经济危机周期性出现
A、①②③④ B、①②③ C、②③④ D、①②④
4、下列关于“万能蒸汽机”的影响的说法不正确的是：
A、使人类使用的动力冲破了自然条件的限制B、促进了汽油、柴油等燃料的应用
C、促使铁路时代的到来 D、对加强洲际之间的联系起了重要作用
5、19世纪70年代以后，导致动力工业发生革命的主要原因是：
A、电力的发现及应用 B、电的应用和内燃机的发明
C、内燃机和汽车的创制 D、电力工业和石油化工工业的发展
6、电力作为一种新能源满足各种工业生产的需要，是通过：
A、发电机 B、电动机 C、发电厂 D、输电线
7、发电机的发明与蒸汽机的改进主要的不同是：
A、有科学理论做基础　B、发明者具有丰富的实践经验
C、社会生产发展的需要　D、有较长时间的完善过程
8、蒸汽机的改良和发电机的发明都是：
A、科学理论与生产技术密切结合的产物 B、社会生产发展需要的结果
C、第一次工业革命的重大成果 D、第二次工业革命的重大成果
9、现代信息技术的发展产生的影响，不包括：
A、信息化社会开始出现B、信息经济成为各国国民经济发展最快的部门
C、人们的交往方式发生重大转变D、对青少年带来一定的负面影响
10、互联网时代出现给人类社会带来很大的影响：
①提供文件传输、电子邮箱、聊天等服务，在社会各个领域发挥了巨大的作用 ②加快了经济全球化的步伐 ③为人们提供了远程教育 ④改变了人们的工作、生活和社交方式 ⑤出现垃圾信息、网络安全和吸毒犯罪 ⑥造成世界更加动荡不安
A、①②③④ B、①③④⑤
C、①②③④⑤⑥ D、①②③④⑥
11、下列对互联网的叙述属于矛盾分析法的有：
①互联网所带来的好处和坏处各占一定比例
②互联网所带来的利、弊是同一事物的两个对立的方面
③互联网本来是好东西，只是后来被坏人利用了
④互联网和其他事物一样在统一与斗争的关系中发展
A、①② B、②③
C、①③ D、②④

12、19世纪中期到20世纪初，自然科学基础理论研究取得了哪三项伟大的成就？它们对技术的进步、经济的发展和人类的思想认识产生了什么深远影响？

参考答案：三大成就：法拉第的电磁感应理论；达尔文的进化论；爱因斯坦的相对论。
影响：
①电磁感应现象的发现使机械能可以转化为电能，使制造发电机成为可能。从而推动了以电力的广泛应用为核心的第二次工业革命，加速了资本主义的发展。
②达尔文的进化论科学地解释了生物物种的发展变化，是对生物学的一次重大发展，使人的认识从宗教迷信中解放出来。

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