近代以来科学技术的辉煌教学案

[内容标准]
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。
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。
以蒸汽机的发明和电气技术的应用为例，说明科学技术进行对社会发展的作用。
知道相对论、量子论的主要内容，认识其意义。
以网络技术为例，理解现代信息技术对人类社会的影响。
[学习要求]
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。
4.简述达尔文进化论的主要观点。
5..概括科学与宗教在人类起源问题上产生分歧的根源。
6..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，但科学终将战胜愚昧和迷信。
7.理解进化论的诞生对人类社会发展所起的作用。
8.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。
9.说明科学技术对社会发展的作用。
10.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。
11.知道爱因斯坦相对论、普朗克量子论的主要内容。
12.认识相对论、量子论的意义。
13.学习爱因斯坦等科学家为科学而不断探索的进取精神。
14.了解网络技术发明和发展的情况。
15.理解现代信息技术对人类社会的影响。
16.关心日常生活中的科技新产品、新事物，关注与科学有关的社会问题。
[整体感知]
随着近代文艺复兴运动、宗教改革运动和启蒙运动等重大思想解放运动的兴起和发展，长期以来天主教会神学思想对人们的束缚逐渐被打破，自然科学摆脱了神学桎梏大踏步地前进，取得了巨大成就。本专题重点介绍了近代以来人类在物理学和生物学领域的探索历程及其取得的突出成就。自然科学的研究成果转化为巨大的生产力，极大地推动了资本主义的迅速发展。本专题以近代以来三次科技革命中的科技创新成果，说明科技发展对人类生产和生活的巨大影响，诠释了“科学技术是第一生产力”这一科学真理。
[知识清单]
一、近代物理科学的发展
1、经典力学体系的创立
条件：（1）生产力水平的提高和资本主义的产生发展，为经典力学体系的创立奠定了物质基础。（2）文艺复兴运动和宗教改革运动的兴起和发展，打破了教会神学思想的束缚，推动了自然科学的研究，为经典力学体系的创立提供了有利的社会氛围。
过程：（1）伽利略的贡献：创立了自由落体定律，推翻了亚里士多德的学说。（2）牛顿的贡献：总结了物体运动三定律，发现了万有引力定律。
意义：（1）经典力学体系成为近代物理学的重要支柱。（2）完成了人类对自然界认识史上的第一次理论大综合。（3）科学由此最终摆脱了神学的束缚向前发展，近代科学进入全面繁荣时代，各门自然科学的理论体系纷纷建立。
2、量子论的建立
过程：（1）普朗克的贡献：提出了量子概念，标志着量子理论的诞生。（2）爱因斯坦的贡献：把量子论推广到光学中，成功解释了光电效应。（3）德布罗意的贡献：提出了物质波理论。
意义：（1）科学反映了自然界的基本规律。（2）指导人们向物质运动的各个层面进行深入探讨。（3）从根本上改变了近代物理学的传统观念，使物理学乃至整个自然科学的观念发生重大变革。
3、相对论的建立
爱因斯坦的贡献：（1）1905年，创立狭义相对论。（2）1916年，创立广义相对论。
意义：形成了全新的时空观、运动观和物质观，是人类思想发展史中的一次根本性变革，对自然科学和哲学产生了极其深远的影响，相对论和量子论构成了现代物理学的基本理论框架。
二、近代生物科学的发展
1、进化论的产生过程：（1）拉马克的贡献：提出了生物由低级向高级发展进化的观点。（2）达尔文的贡献：著述《物种起源》，创立进化论学说。
2、进化论的主要观点：（1）生物的物种是不断进化的。（2）生物是不断从低级向高级发展的。（3）生物进化的规则是物竞无择，适者生存，优胜劣汰。
3、进化论的意义：（1）彻底否定了上帝创造万物说，沉重打击了教会的统治。（2）推动了近代生物科学和自然科学的发展。
三、三次科技革命中的科技创新
1、第一次工业革命中的科技创新
（1）蒸汽技术的发明
条件：（1）社会生产的直接推动。（2）实验科学的长期孕育。
过程：（1）巴本的贡献：发明了带有活塞的实验型汽缸，为把热能转化为机械能提供了条件。最先把制造蒸汽动力的设想付诸实施。（2）纽可门的贡献：制造了第一台真正算得上是动力机的大气活塞式蒸汽机。（3）瓦特的贡献：改进纽可门蒸汽机，设计出双向汽缸，大幅提高了热效率；设计连杆曲柄传动装置，使蒸汽动力的运动形式从直线往复运动变为旋转运动。蒸汽机由此得到广泛应用。
意义：（1）是人类继发明用火之后，在驯服自然力方面所取得的最大成果。（2）促使工厂大量出现。（3）把人类由手工时代推进到蒸汽时代。
（2）交通运输工具的改进
富尔顿：发明汽船“克莱蒙特号”；
史蒂芬孙：发明了第一辆蒸汽机车。
2、第二次工业革命中的科技创新：电力的发现和应用
理论基础：英国科学家法拉第发现电磁感应现象。
发现过程：（1）雅可比的贡献：制成第一台实用电动机。（2）西门子的贡献：制成第一台大功率的发电机。（3）格拉姆的贡献：制成最早具有商品价值的直流电动机。
重要意义：为电力工业的发展开辟了广阔的前景。
应用成果：爱迪生发明电灯；莫尔斯发明有线电报；贝尔发明电话；马可尼发明无线电报；爱迪生创建发电站，把输电线连接成网络。
3、第三次工业革命中的科技创新
兴起条件：（1）第三次科技革命的兴起。（2）二战后资本主义经济的发展。
发展过程：（1）1946年，美国研制出第一台电子计算机。（2）电子计算机与通信技术相结合构成互联网技术。
重要意义：（1）广泛应用于社会生产和生活的各个领域，把人类带入信息文明时代。（2）大大缩小了全球空间距离，促进了全人类的信息交流与共享。（3）以前所未有的速度、深度和广度，改变着人类文明的进程。
[重点突破]
1、牛顿力学体系和爱因斯坦的相对论对当时社会政治经济的发展分别产生了什么重大影响？简述两者的相互关系？
牛顿力学体系的影响：使自然科学摆脱了神学的束缚向前发展，自然科学的发展推动了启蒙运动的兴起，启蒙运动推动了资产阶级革命的发生，促进了资本主义的发展。
爱因斯坦相对论的影响：为人类利用核能提供了理论基础，促进了核能在生产、国防等领域的应用，为新能源的开发和利用开辟了新的前景。
两者的关系：牛顿力学反映的是宏观物体低速运动的客观规律，相对论反映的是物体高速运动的客观规律，相对论是对牛顿力学的继承和发展。
2、在生命起源问题上，科学与宗教的根本分歧是什么？分析其原因。生物进化论对中国产生了什么影响？达尔文创作《物种起源》给我们哪些启发？
根本分歧：生命是自然界进化的结果，还是上帝创造的产物。
成因：（1）生产力发展水平；（2）理性思想和科学方法的产生和传播。
影响：19世纪末，严复翻译《天演论》，宣传“物竞天择，适者生存”的进化论思想，敲响了民族危亡的警钟，激发了仁人志士救亡图存的决心和斗志，资产阶级以进化论为思想武器，开展了维新变法运动、民主革命运动和新文化运动，推动了近代民主革命的发展。
启发：（1）科学探索要重视实践；（2）科学研究要具有敏锐的洞察力和持之以恒的精神。
3、为什么说近代科技革命促进了世界的整体化趋势？如何认识互联网技术对人类社会的影响？
原因：（1）科技革命促进了生产力的提高，密切了国际间的经济交流。（2）科技革命促进了交通运输业和电讯事业的发展，形成了联结世界经济的纽带。（3）科技革命推动了资本主义的发展，促使资本主义国家加紧对外侵略扩张，把亚、非、拉国家和地区沦为殖民地和半殖民地，形成了资本主义世界殖民体系。
认识：积极作用是主要方面：（1）广泛应用于社会生产和生活的各个领域，把人类带入信息文明时代。（2）加快了全人类的信息交流与共享。（3）大大缩短了全球的空间距离，加快了世界一体化的趋势。（4）大大加速了人类文明发展的进程。消极影响：滋生了网络犯罪等社会问题。
[巩固练习]
一、选择题
1、创立了自由落体定律，从而推翻了亚里斯多德学说的是
A、伽利略 B、牛顿 C、爱因斯坦 D、普朗克
2、“科学的真理不应在古代圣人的蒙着灰尘的书上去找，而应该在实验中和以实验为基础的理论中去找。”伽利略的这段言论说明了
A、伽利略否定了古代圣人的科学研究成果
B、伽利略论证了哥白尼的日心说
C、伽利略重视实验在科学研究中的作用
D、伽利略的成就为牛顿的经典力学的创立奠定了基础
3、实现了人类对自然界认识史上第一次理论性大综合的是
A、伽利略的自由落体定律
B、法拉第的电磁感应理论
C、牛顿的经典力学体系
D、爱因斯坦的相对论
4、体现自然科学理论具有惊人预见性和巨大理论指导意义的是
A、土星的发现 B、天王星的发现
C、水星的发现 D、海王星的发现
5、下列科学家与其科学成就的对应关系中，不正确的是：
A、伽利略——创立自由落体定律
B、牛顿——经典力学体系
C、爱因斯坦——提出相对论，彻底否定牛顿力学体系
D、普朗克——量子理论诞生
6、同相对论一起，构成了现代物理学基本理论框架的是
A、万有引力定律 B、日心说 C、量子理论 D、牛顿力学理论
7、从经典力学到相对论的发展，说明：
①任何科学成就都是“站在巨人肩膀上”的发现②人类对自然界的认识是随着时代前进而不断发展的③人类开始从宏观世界深入微观世界认识客观规律④科学的发展是无止境的
A、①②③④ B、①②④ C、②③④ D、①②③
8、1999年12月，在20世纪最后一期的《时代》周刊中，评选出了一位“世纪人物”。《时代》周刊称他为“天才、政治难民、人道主义者、原子和宇宙谜的开启者”“以其最伟大的思想和无与伦比的形象独占鳌头”。这个“世纪人物”是
A、牛顿 B、爱迪生 C、爱因斯坦 D、瓦特
9、最先把蒸汽运动技术的设想付诸实施的是
A、纽可门 B、瓦特 C、塞维利 D、巴本
10、瓦特改良的蒸汽机之所以被称为“万能的原动机”，主要是因为它
A、能适应广泛的生产部门和交通运输部门
B、工作效率高，运行安全
C、使机器生产开始代替手工劳动
D、大大减少热量的浪费
11、瓦特制成的改良蒸汽机对工业革命最大的影响是
A、标志着英国工业革命的开始
B、促进了英国重工业的发展
C、标志着近代自然科学的建立
D、使机械生产突破了自然条件限制
12、第一辆蒸汽机车的发明者是
A、富尔顿 B、史蒂芬孙 C、莫兹利 D、西门子
13、一生的创造发明达1000多项，把人类带进了万家灯火、通讯便捷的新世界的科学家是
A、伽利略 B、达尔文 C、瓦特 D、爱迪生
14、下列不属于“科”、“技”结合典范的发明是
A、电话 B、飞机 C、汽车 D、水力织布机
15、第二次工业革命中最重要的成就是
A、电力的广泛应用
B、内燃机的发明及其应用
C、蒸汽机的发明及其应用
D、电子计算机的发明及其应用
16、以下科学成就由德国人完成的是
A、牛顿力学体系 B、量子理论
C、电磁感应现象 D、进化论
17、以下发明不是在20世纪完成的是
A、电子计算机 B、互联网 C、相对论 D、电灯
18、下列成就出现的先后顺序排列正确的是①牛顿创立力学体系②达尔文创立进化论③瓦特改进蒸汽机成功④第一个发电站的创建
A、①②③④ B、①③②④ C、③①④② D、②①④③
19、奠定了现代远距离无线电通信技术基础的是马可尼的
A、长波试验 B、无线电试验 C、短波试验 D、通信试验
20、使全球空间距离缩小的发明有
①蒸汽机 ②电话 ③无线电通信 ④网络 ⑤发电机
A、①②③④⑤ B、①②③④ C、②③④ D、①③④
二、材料解析题
21、阅读下列材料
达尔文的《物种起源》出版后，宗教势力不甘心自己的失败，他们组织信徒出版刊物，不断集会大造声势，叫嚣“打倒进化论”“拯救心灵”“粉碎达尔文”。他们不准把《物种起源》放在剑桥大学三一学院的图书馆内。1864年，竟有30位皇家学会会员与40位医学博士，联名发表宣言反对达尔文。赫胥黎在当时的处境也很艰难，正如他自己所说：“若干年间，批评指责的北风刮起它最大的曲解和嘲讽的暴风，甚至把我说成是一个邪恶的人。”
——解恩泽主编《科学蒙难集》
请回答：
（1）达尔文和赫胥黎为什么会遭到反对和指责？你怎样看待这种历史现象？
（2）结合所学知识说明达尔文的生物进化论是怎样传到中国的？对当时的中国产生了怎样的影响？
22、阅读下列材料
材料一：苹果为什么垂直落地？为什么不向旁边、不向上而总是向着地面落下呢？我想这一定是地球吸引它的缘故。苹果、月亮不都是一样吗？月球围绕地球转，无疑是地球吸引力像一条看不见的绳索，在拉着月球。如果真如此，地球以及其他一切行星也肯定都被吸引着。那么，能否认为这种引力是作用于任何两个物体的物质的普遍性呢？
——牛顿的主治医生斯库利的日记
材料二：我好象是一个在海边玩耍的孩子，不时为拾到比通常更光滑的石子或更美丽的贝壳而欢欣鼓舞，而展现在我面前的是完全未探明的真理之海。
——牛顿
（1）材料一反映的是牛顿的什么理论？这一理论在19世纪的科学预见是什么？
（2）结合所学知识说明牛顿还捡到哪些“光滑的石子”和“美丽的贝壳”？
三、问答题
23、以两次工业革命中的重大科技创新为例，说明科学技术进步对社会发展的作用。
24、人类在发明机械动力之前在生产活动中使用过哪些动力？从18世纪晚期到20世纪初期，人类用于工业发展的动力发生了怎样的变化？
专题七巩固练习参考答案
一、选择题
12345678910
ACCDCCACDA
11121314151617181920
DBDDABDBCC
解析：10：“万能的原动机”，主要指蒸汽机改良后能适应广泛的生产部门和交通运输部门，因而B、D两项不合题意。C项在蒸汽机发明之前，就已经出现机器生产开始代替手工劳动，因而选A。
20：本题要正确理解“空间距离”这一概念，蒸汽机、发电机的发明主要推动了交通运输工具的革新，缩短了人们之间的地面距离，而电话、无线电、网络则缩小了人们的空间距离，故选C。
二、材料解析题
21、（1）达尔文的进化论打破了造物主造人的神话，击中了“神创说”的要害，而赫胥黎则大力宣扬进化论，因此二人遭到反对和指责。这说明真理的传播不是一帆风顺的，人类在“尊严”和“真理”之间往往要作出极其困难的抉择。（2）严复翻译《天演论》，宣传进化论，唤醒国人，以避免亡国灭种之灾。影响：鼓舞了国人救亡图存的信念和勇气。
解析：本题把中国近代史与世界近代史巧妙结合起来，既考查了学生的基础知识，又考查了学生把握知识间有机联系的能力。
22、（1）万有引力定律。海王星的发现。（2）运动三定律：惯性定律、加速度定律、作用和反作用定律。
三、问答题
23、（1）蒸汽机发明以后，工业革命轰轰烈烈开展，“蒸汽”时代到来；由于电力的广泛应用，人类进入“电气时代”，第二次工业革命开始。（2）生产力大幅度提高，信息交流和交通运输更加便捷，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。


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