高中通用技术 1.3技术的未来教案 苏教版必修1

专心 爱心 用心1 技术的未来技术的未来 一 备课说明一 备课说明 根据我校学生的具体情况和我对课标 教材 苏教版技术与设计 1 的理解 在备课过程中 我对教材案例等内容作了适当调整处理 1 课本 P19 页 无线家庭 一天的 无线生活 作为课后作业 用 英国 捕获彩虹 技 术有望让光线停止 这样一个新近发生的真实技术事件作为第一个案例 这个 案例令人耳目一新 容易吸引学生的注意 有很多亮点 比较详细 学生容易 参与 2 把阅读材料 月球城市 上升为典型案例 结合我国刚发射成功的嫦 娥一号以及现在世界各国的探月工程情况 让学生在真实技术活动中体验技术 的现在和未来 在这些真实案例的分析过程中 更能加深学生对技术的积极情 感和理性看待技术的态度 3 增加介绍爱因斯坦的生平和发表 告后人书 的 背景 可以让学生从科学家的视角理性看待技术的两面性和技术的未来 二 教案二 教案 课 题技术的未来 执教唐志浩 教学目标1 了解技术的未来发展趋势 形成对技术的积极情感和理性态度 2 培养学生分析和交流技术问题的能力 重点 通过真实案例了解技术的未来发展趋势 形成对技术的积极情感 和理性态度 难点 培养学生形成正确的技术观和未来观 教具 PPT 课件 讲义 每生一份 教法 自学 交流 讨论 辩论 课时 1 课时 教 学 过 程 序号教学 环节师 生 活 动设计 专心 爱心 用心2 意图 1新 课 导 入在日新月异的 21 世纪 人类社会将继续发生重大变化 技术将日益成为引 导社会变化 塑造社会变化 应对社会变化的重要因素 面对技术对人类 对 社会所产生的重大影响 人们常会问 未来的技术将走向何处 复习 引导学生进入新课 2案 例 1 阅读 英国 捕获彩虹 技术有望让光线停止 思考 1 英国 捕获彩虹 技术目前处于什么水平 赫斯的设计还只停留在理论阶段 要真正实现光的截留 科学家们就必须努力 研发并使用纳米材质的 超材料 其中所需的负折射率材料已被发现 2 从文中得知 捕获彩虹 技术将会有什么应用 1 新的信息储存与发送方式 2 因特网具有更大的数据容量 3 新一代功能强大的计算机 量子计算机 4 开发将不可见的红外线转换为肉眼可识别的可见光的技术 减少通信系统 中的噪音以及研制性能更好的视频显示和夜视装置等 3 请你大胆猜测 捕获彩虹 技术还会有什么应用 专心 爱心 用心3 1 新型灯具 其射出的光线只在一定范围内 仅供周围的人使用 而不影响 他人 这种灯能极大的节省能源 避免浪费 也更人性化 2 隐身衣 3 隐形武器 4 如何看待 捕获彩虹 技术的未来发展 1 有人会利用隐身衣做坏事吗 2 隐形武器会被用来危害人类吗 3 如果你掌握了 捕获彩虹 技术 你会怎么使用 这个案 例容易吸引学生的注意 有很多亮点 学生容易参与 3阅 读 1 爱因斯坦 告后人书 我们这个时代产生了许多天才人物 他们的发明可以使我们生活舒适得 多 纵然有这一切 人人都生活在恐惧的阴影里 生怕失业 而且不同 国家的人民还不时互相残杀 因此 一想到未来 大家都忧心忡忡 2 背景 爱因斯坦关于爱 因斯坦的背景可由老师直接介绍 辩 论 1 思考 讨 论 技术的进一步发展是给人类社会带来进步还是带来灾难 2 辩论 请就下述两种观点展开辩论 有人认为 技术的进一步发展可以解决当前技术自身引发的一系列问题 我们要相信技术 依赖技术 专心 爱心 用心4 有人则认为 技术的进一步发展固然可以消除它所带来的一切已知的危害 但 是谁能保证 它不会给我们带来新的更为严重的灾难呢 1 思考 讨 论是 辩论的前奏 2 可以分组辩论 也可以自由发表观点 4案 例 2 1 阅读 月球城市 自学 讨论 发言 这样处理可使本课更实际 更有广度和深度 2 阅读 我国的嫦娥一号以及世界各国的探月工程情况 3 月球城市 是欧阳自远院士数年前的展望和预测 结合今天世界 各国探月工程的实际进展 谈谈你的看法 并作出展望 提示 1 探月工程能按期实现吗 2 你希望有一天自己能登月吗 你想在月球上做什么工作 3 你最想知道月球上的什么奥秘 4 普通人何时能居住到月球上 5 探月工程带来的都是福音吗 有些国家要把月球作为军事基地 甚至想 独霸月球 6 月球上有丰富的矿产资源和核聚变发电燃料氦 3 我们还要珍惜地球上矿 产和能源吗 7 人类活动会破坏月球的环境吗 如何预防 专心 爱心 用心5 5教 师 总 结对 技术的未来 的追思和憧憬 既不需要技术迷惘中的旷世悲怆 也不 需要技术崇拜中的盲目乐观 应当从人类的根本利益出发 从人类的共同利益 出发 从人类的长远利益出发 更加理性地看待技术 以更为负责 更有远见 更具道德的方式使用技术 以亲近技术的情感 积极探究的姿态参与技术活动 并共同建构个人与社会 人类与自然 经济与文化相协调的未来的技术世界 可由师生共同完成 6轻松一刻1 畅 想 未来我们的生活 2 在 年轻的朋友来相会 的优美歌声中结束本课 余味 无穷 7作 业 课堂作业 1 阅读课本 P21 页 本章小结 请你用框架图等形式自己整理本章的知识 可以加入自己的想法 课后作业 1 阅读课本 P19 页 无线家庭 一天的 无线生活 大胆设想 续编 文莉一家晚上的生活 2 查阅资料 分析互联网 克隆技术 转基因食品等高新技术未来的发展将给 我们的生活带来怎样的影响 也可以选择自己感兴趣的其他技术进行分析和 展望 灵活 处理 8教后记 技术的未来 是比较容易被忽视的一节 老师要么完全让学生自 学 要么用很短的时间一带而过 想不到挖掘和拓展 实际上 本课同样有很 多亮点 同样可以产生很好的教育效果 关键是老师重视 精心备课 加 强 反思 专心 爱心 用心6 讲义讲义 详详 细细 材材 料料 1 英国 捕获彩虹 技术有望让光线停止 英国 捕获彩虹 技术有望让光线停止 图 不同波长的光线能够被特殊波导的不同位置捕获 形成彩虹 据国外媒体报道 英国科学家近日称 他们最近设计出一种新型的人造电磁 光 学材料 有望能够将光线停滞于其中 在 2007 年 11 月 15 日出版的 自然 杂 志上 英国萨里大学的物理学家欧特温 赫斯与其同事公布了他们的这项最新成 果 将运行速度为 3 108m s 的光截住绝对是一件壮举 科学家们为此已经进 行了数年的研究 为了应对这个挑战 欧特温 赫斯与其同事一道设计出了一个 理论方法 使用一种属性由结构而非成份决定的 超材料 将光截留住 目前 赫斯的设计还只停留在理论阶段 要真正实现光的截留 科学家们就必 须努力研发并使用纳米材质的 超材料 尽管这样一种材料听起来有些 科 幻 但奇异的 超材料 发现都是从一些看似不可思议的理论诞生出来的 比如 负折射率材料从提出到发现仅用了短短 6 个月的时间 欧特温 赫斯表示 一旦光可以被截留住 就将掀起数据流和数据储存领域的革 命 根据赫斯的理论 可以通过给光子设置限速 使某些频率的数据传输减速 以便其它数据通过 这样一来 就可以提高数据处理效率 使因特网具有更大 的数据容量 由于光学装置天生就具有难以置信的高带宽 因此 截留光的方 法使得光子可以被储存 从而芯片上可以储存海量数据 慢化光速无论是从理论上还是从实际应用上均是意义非凡 使光子停止 操纵 光子以便把信息输入光子 然后根据需要再将光子发往某地以及某时再发 这 种可能性使人们看到了新一代计算机 量子计算机的曙光 可以预见它比目 前计算机的功能要强大几千倍 专心 爱心 用心7 此外 利用它可开发将不可见的红外线转换为肉眼可识别的可见光的技术 减 少通信系统中的噪音以及研制性能更好的视频显示和夜视装置等 2 背景 爱因斯坦 1879 1955 德裔美国科学家 1879 年 3 月 14 日生于德国乌耳姆镇的一个小业主家庭 自 幼喜爱音乐 爱因斯坦在量子论 分子运动论 相对论等物理学的三个不同领 域取得了历史性成就 特别是狭义相对论的建立和光量子论的提出 推动了物 理学理论的革命 1939 年 爱因斯坦获悉铀核裂变及其链式反应的发现 在匈牙利物理学家利 奥 西拉德推动下 上书罗斯福总统 建议研制原子弹 以防德国占先 第二 次世界大战结束前夕 美国在日本广岛和长崎两个城市上空投掷原子弹 爱因 斯坦对此强烈不满 战后 他为开展反对核战争的和平运动和反对美国国内法 西斯危险 进行了不懈的斗争 1955 年 4 月 弥留之际的爱因斯坦签署了 罗素 爱因斯坦宣言 呼吁 人们团结起来 防止新的世界大战爆发 爱因斯坦不仅是一位伟大的科学家 还是一位和平主义者 他目睹了两次世界大战中对人类文明的摧残 认为和平 是人类的首要问题 3 阅读 月球城市 中国科学院院士欧阳自远在新近出版的 院士展望二十一世纪 一书中撰文认 为 人类将于 2005 年在月球建立装备加压舱 发电设备 生活必需品和月球表 面活动车等 使月球成为一个庞大 稳固而功能齐全的 天然空间站 2010 年将建立设备齐全的永久性居住地 研究人员可在月球表面滞留几星期 以开 展生命科学实验和天文观测 2015 年将在月球建立小型的永久居住的月球基地 2020 年将在月球兴建实验工厂 农场等 使月球的 地球村 自给自足 逐步 建立 月球城市 21 世纪 人类有可能在 月球城市 中建立全球性 并联式的太阳能发电厂 并且通过传输为地球提供长期 稳固的能源 同时 人类还将从月球土壤和月 球岩石中提取金属 氧和其他气体资源 甚至水 利用月球上的弱重力 高真 空和超纯净的条件 研制和生产地球上极难获得的新型材料等 4 中国探月计划 一 阶段 中国探月工程首席科学家 中国科学院院士欧阳自远介绍 嫦娥一号 是我国 发射的最远距离的卫星 距地球的平均距离是 38 万公里 而在这之前 我国发 射的最远距离的卫星离地面 4 万公里 专心 爱心 用心8 经过 10 年的酝酿 最终确定我国整个探月工程分为 绕 落 回 3 个阶段 1 第一期绕月工程在 2007 年 10 月 24 日发射探月卫星 嫦娥一号 对月球 表面环境 地貌 地形 地质构造与物理场进行探测 2 第二期工程时间定为 2007 年至 2010 年 目标是研制和发射航天器 以软 着陆的方式降落在月球上进行探测 具体方案是用安全降落在月面上的巡视车 自动机器人探测着陆区岩石与矿物成分 测定着陆点的热流和周围环境 进行 高分辨率摄影和月岩的现场探测或采样分析 为以后建立月球基地的选址提供 月面的化学与物理参数 3 第三期工程时间定在 2011 至 2020 年 目标是月面巡视勘察与采样返回 其中前期主要是研制和发射新型软着陆月球巡视车 对着陆区进行巡视勘察 后期即 2015 年以后 研制和发射小型采样返回舱 月表钻岩机 月表采样器 机器人操作臂等 采集关键性样品返回地球 对着陆区进行考察 为下一步载 人登月探测 建立月球前哨站的选址提供数据资料 此段工程的结束将使我国 航天技术迈上一个新的台阶 二 目标 绕月探测工程将完成以下四大科学目标 一 获取月球表面三维立体影像 精细划分月球表面的基本构造和地貌单元 进行月球表面撞击坑形态 大小 分布 密度等的研究 为类地行星表面年龄 的划分和早期演化历史研究提供基本数据 并为月面软着陆区选址和月球基地 位置优选提供基础资料等 二 分析月球表面有用元素含量和物质类型的分布特点 主要是勘察月球表面 有开发利用价值的钛 铁等 14 种元素的含量和分布 绘制各元素的全月球分布 图 月球岩石 矿物和地质学专题图等 发现各元素在月表的富集区 评估月 球矿产资源的开发利用前景等 三 探测月壤厚度 即利用微波辐射技术 获取月球表面月壤的厚度数据 从 而得到月球表面年龄及其分布 并在此基础上 估算核聚变发电燃料氦 3 的含 量 资源分布及资源量等 四 探测地球至月球的空间环境 月球与地球平均距离为 38 万公里 处于地球 磁场空间的远磁尾区域 卫星在此区域可探测太阳宇宙线高能粒子和太阳风等 离子体 研究太阳风和月球以及地球磁场磁尾与月球的相互作用 5 世界其他国家的探月工程情况 1 美国重返月球 专心 爱心 用心9 1972 年 12 月 美国的 阿波罗 17 号飞船对月球进行了最后一次考察 此后登月竞赛的狂热便骤然降温 耗资巨大的 阿波罗 计划完成后 月球探 测陷入低迷状态 直到 1994 年 美国宇航局 NASA 发射了 克莱门汀号 环月 探测器 除了测绘月球地貌 还对月面元素的分布与含量进行探测 并发现在 月球南极可能存在水 1998 年 1 月 美国又发射了 月球勘探者 它同样发 现在月球两极的盆地底部可能蕴涵固态水 由于水的存在意味着人类在月球上 生存的基本条件已经具备 伴随这一发现而来的是美国重返月球计划 2004 年 1 月 美国总统布什发表讲话 提议最早 2015 年 最晚不超过 2020 年让美国宇航员重返月球 并开始在月球建立科研基地 为下一步将人送 上火星甚至更远星球做准备 布什不忘提及 月球上的资源丰富 其土壤含有 各种元素 这可以被用于制造飞船燃料和维持人类的地外生存 2006 年 12 月 美国宇航局公布了 全球探索战略 和 月球基地计划 的初步构想 将于 2014 年开始实施的 月球探索战略 列举了月球探索的各种 理由 其中包括需要维持人类在月球的生存 该战略同时要求促进国际合作及 为探索火星和其他星球做准备 在 2007 年 3 月发布的探索战略框架计划书中 美国宇航局指出 月球不仅 是我们最近的 天然空间站 还是人类探索火星以及更远宇宙的理想前哨 在月球表面的极端环境下 运输工具 维持生命所需的居住系统和高级机器人 技术都能得到实战检验 这将为日后人类登陆更遥远天体提供丰富的经验 2008 年 10 月 美国宇航局将用同一枚运载火箭同时发射两颗月球探测卫星 月球勘察轨道飞行器 和 月球弧坑观测与测向卫星 它们将前往月 球的两极寻找适合建造月球基地的位置 完成初步观测后 美国宇航局还将在 2010 年派遣类似火星漫步者的机器人 在初步选定的位置着陆 实地进行勘测 通过勘测两