西方近代科学技术的辉煌高考讲座

近代以来科学技术的辉煌,专题七,世界近代化历程的基本特征,4、生活：城市化,1、政治：民主化、法制化,2、经济：工业化、市场化、全球化,3、思想：理性化、科学化,宏观把握,科学线索：1、伽利略是经典力学奠基者，他的落体定律和匀速、加速运动概念，标志着物理学的真正开端。2、牛顿是经典力学的建立者，他的物体机械运动三大定律和万有引力定律，标志着近代物理学的形成。3、爱因斯坦的相对论和普朗克的量子论，是物理学思想的一次重大革命。相对论否定了经典力学的绝对时空观，深刻地揭示时间和空间的本质属性，即时空的可变性及时空变化的联系性，树立起新的时空观、运动观和物质观。量子论及在其基础上发展起来的量子力学，促进了原子物理、固体物理和原子核物理等科学分支的发展，使人类对客观物质世界的认识，由宏观世界深入到微观世界。4、以物理学革命为先导，带动了化学、生物学、天文学、地理学等学科的理论也都发生了革命性的突破。5、生物进化论的诞生，破解了生命起源之迷，给基督教神学以致命打击，在科学界和思想界产生了巨大深远震动。,技术线索：主要讲了近代以来的三次科技革命。1、蒸汽时代。瓦特改良的蒸汽机，被称为万能蒸汽机，是工业革命中最伟大的发明，他解决了工业发展的动力问题，从此工业革命轰轰烈烈的开展起来，人类社会进入“蒸汽时代”。轮船、火车的出现，把原来彼此隔离的世界联系起来，改变了世界的格局。2、电气时代。电气技术的应用，引发了第二次工业革命，人类社会进入“电气时代”。电力成为工业发展的主要动力。电灯、电话、电报、电车、电影、无线电、广播电台的相继问世，改善了信息交流，便捷了交通运输，加强了世界各地联系，丰富了人们的娱乐生活，使世界面貌大为改观。3、信息时代。互联网的诞生，标志着信息时代到来，人类进入信息化社会。人类正面临一个蓬勃发展的全新的文明形态。网络与社会生活融为一体，把人类推向一个新的生活空间。,近代物理学的奠基人和革命者,第一课,伽利略（15641642）,牛顿（16421727）,普朗克（18581947）,爱因斯坦（18791955）,物理学革命,经典力学体系近代自然科学的形成,相对论,量子论,近代科学之父实验科学,经典力学奠基者（17世纪初）,经典力学建立者（17世纪晚期）,从经典力学发展到量子论、相对论（19世纪末20世纪初）,伽利略（意）,牛顿（英）,普朗克（德）爱因斯坦（德）,近代物理学的发展过程,经典力学体系,牛顿对前人科学理论的发展（1）经典力学体系的主要内容,牛顿力学体系及数学、天文学方面的研究成果记载在他的科学巨著自然哲学的数学原理中。,自然哲学的数学原理（1687年）,提出物体机械运动的三大定律和万有引力定律,（2）经典力学体系的历史地位,理论的综合：牛顿力学体系对自然界的力学现象做出了系统、合理的说明，从而完成了人类对自然界认识史上的第一次理论大综合。经典力学体系的建立标志着近代科学的形成。,实践的验证：根据万有引力定律，人们准确地算出地球的平均密度和扁平率，正确地解释了潮汐的成因。根据这一定律，人们还发现了海王星、冥王星。,1781年天王星被发现，科学家用牛顿力学计算它的轨道，可是计算结果总是同观测纪录不大相符。经反复核算，观测无误。那问题是否出现在牛顿力学上面？法国的勒维列和英国的亚当斯坚信牛顿力学的正确，大胆猜想计算结果之所以不理想，是因为,太阳系中还有一颗未知的行星，我们没有考虑到它对天王星的引力作用。他们用牛顿力学算出了这颗未知行星的位置和质量。1848年9月23日，柏林天文台台长在收到勒维列来信的当晚，用望远镜对准勒维列所指出的位置，一下子就看到了一颗新的行星海王星。勒维列无需观测星空，就在笔尖上发现了新行星。牛顿力学又创造了新的奇迹。,海王星和冥王星的发现,哈雷慧星轨道的推算,长期以来，人们一直认为彗星是神秘的，不吉利的灾星，根本不能用科学来说明。牛顿的好友哈雷用牛顿力学算出了1682年出现的彗星的轨道，指出它的回归周期是7576年，由此预言它将在1758年再次出现。53年以后的1758年（当时哈雷已去世），这颗彗星果然如期出现。哈雷慧星的发现验证了万有引力定律的科学性。,量子理论的诞生,1、普朗克提出量子假说。,2、量子论的意义,量子力学标志着人类对客观规律的认识，开始从宏观世界深入到微观世界。,相对论的建立,1、狭义相对论。1905年，爱因斯坦创立了狭义相对论。,狭义相对论的基础：相对性原理光速不变原理,2、广义相对论1916年，爱因斯坦又建立了广义相对论。,相对论打破了牛顿以来传统的绝对时空观，但并非全盘否定牛顿力学。牛顿力学反映的是宏观物体低速运动的客观规律，而狭义相对论反映的是物体高速运动的客观规律，是对牛顿力学的继承和发展。牛顿力学是相对论的一种特例（物体低速运动状态），包括在相对论体系中。,3、相对论与牛顿力学的关系：,4、相对论建立的意义,爱因斯坦相对论的建立，是对近代物理学理论框架的重大突破，它不仅揭示了空间、时间的可变性，时空的变化和时空结构同物质的运动和状态密不可分。这种全新的时空观、运动观和物质观的形成，是人类思想发展史中的一次根本性变革，对整个自然科学和哲学都产生了极其深远的影响。,第二课追寻生命的起源,2007-05-0510:44:15南方都市报报道:3日晚，美国共和党10名总统竞选人齐聚里根总统图书馆，举行首轮集体电视辩论。10人中有3人不认同进化论，而倾向于“智能设计论”。这种理论由宗教保守派推出，宣称生命由某种超级智慧设计，并非源于物种进化。,多利(克隆羊),达尔文和进化论,1、拉马克的生物进化观,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。,拉马克（17441829）,关于达尔文达尔文（18091882）出生在英国，祖父和父亲都是有名的医生。他从小就活泼好动，喜欢采集昆虫，特别热衷于打猎和骑马旅行.16岁时，为了让他将来继承祖业，父亲送他到爱西堡大学学医。但他对医学并不感兴趣，常到海边向人学习采集生物标本，对动物进行解剖、分类和作观察记录。19岁那年，达尔文又进入剑桥大学学习神学。在这期间，他结识了一些朋友。从他们那里，他学会了如何发掘并鉴定地质矿物标本等，为他将来从事自然科学的研究打下了基础。,22岁那年，经朋友推荐，达尔文以博物学者的身份登上了“贝格尔”号远航考察船，随船进行为期5年的科学考察。那时候，达尔文还相信生物是由上帝创造的。每到一个地方，达尔文都要仔细考察当地动物、植物资源。许多实例引起他的思考，并使他对“上帝造物论”产生了怀疑。,达尔文（18091882）,在南美洲，达尔文发现了古犰狳的化石。它们与现代生活的犰狳十分相似，但又有不同。这是否说明现代的动物是由古代的动物发展而来的呢？在加拉帕戈斯群岛上，达尔文发现，这里不同岛上的地雀各有其特点。这种现象使达尔文想到物种可能在不断地变化着。各地的所见所闻，都说明随着时间的推移，生物是在逐渐进化的。但是，当时达尔文还不能说明引起生物进化的原因。考察归来，达尔文就开始研究这个问题。达尔文耐心地收集资料和证据。他访问过农夫、种子供应店店主和家畜、家禽饲养人。他还亲自饲养鸽子，观察家鸽在人工饲养下所产生的变异.经过大量的观察和研究，达尔文终于成功地用自然选择学说解释了生物进化的原因，并于1859年出版了物种起源这部巨著，引起极大的反响。达尔文的进化论被恩格斯赞誉为19世纪自然科学的三大发现之一。,“贝格尔号”舰的航行,2、达尔文的生物进化观,自然界中生物的物种是不断进化的，是不断从低级向高级发展的。自然界进化的规则是物竞天择，适者生存。,1859年11月24日清晨，雾霭中，伦敦几家书店的门口人声鼎沸，人们争先恐后地排队购买刚出版的新书物种起源。初版1250本书在发行的当天就被销售一空。书中的观点震撼了世界，动摇了禁锢人们思想许多个世纪的特创论。引自科学简史,物种起源一书为什么能引起人们的热情？什么观点震撼了世界？,达尔文认为长颈鹿的进化原因是：长颈鹿产生的后代超过环境承受能力（过度繁殖）；它们都要吃树叶而树叶不够吃（生存斗争）；它们有颈长和颈短的差异（遗传变异）；颈长的能吃到树叶生存下来，颈短的却因吃不到树叶而最终饿死了（适者生存）。,结合上述背景材料和教材有关达尔文科学探索过程的资料达尔文的科学探索过程给了我们哪些启发？,在达尔文的自传中，他这样总结自己的一生，“最重要的是，爱好科学不厌深思勤勉观察和收集资料相当的发明能力和常识”。,达尔文尊重事实、勇于探索的科学精神。,1863年，赫胥黎发表人类在自然界中的位置，通过比较解剖学的研究，论证了“人的构造和其他动物一样，尤其和猿更接近”。它使人猿同祖论进一步得到了确立，促进了进化论的传播。,造物主的落幕,赫胥黎（18251895）,以上两图是当时宗教人士为讽刺达尔文所作,科学理论传播的艰难,科学与宗教在人类起源问题上产生分歧的根源,根本分歧:生命是自然界进化的结果，还是上帝创造的产物,根源：生产力的发展情况。古代生产力的落后，人们对自然认识的有限性。,你的祖父是猴子变过来的吗？1860年6月30日，英国教会在牛津大学精心策划了一场关于进化论的辩论会，这就是在人类科技史上著名的“人类起源大论战”。,生命起源产生的重大影响,1、挑战了封建神学，否定了神创说，促进了人类认识的飞跃；2、把发展变化思想引入生物界，开创了生物科学发展的新时代；,3、对处于国家危亡时期的中国思想界也产生巨大震动。救亡图存的变法运动和革命运动蓬勃兴起。,课标,第3课人类文明的引擎,以蒸汽机的发明和电气技术的应用等为例，说明科学技术进步对社会发展的作用。,一、第一次工业革命蒸汽时代,第一次工业革命的起止时间：,18世纪下半叶到19世纪中期,蒸汽机的发明与改良,瓦特改良蒸汽机,发明：,17691782年完成蒸汽机的改良,意义,被广泛运用，成为一切生产部门和交通运输部门“万能的原动力”。,推动工厂的建立，人类跨入“蒸汽时代”。,交通运输工具的发明,1、原因：,蒸汽机的发明和应用,2、发明,1803年（美）富尔顿制成汽船,1814年（英）史蒂芬孙发明蒸汽机车,克莱蒙号,1807年，美国人富尔顿制成的以蒸汽为动力的汽船“克莱蒙号”试航成功,蒸汽机车,1814年，英国人史蒂芬孙发明了蒸汽机车,二、第二次工业革命电气时代,第二次工业革命的起止时间：,19世纪下半叶20世纪初,电力的发明和使用,1、发明,2、影响：,1831年（英）法拉第发现电磁感应现象，提出发电机的理论原理,1867年（德）西门子制成发电机,1873年（比）格拉姆制成最早具有商品价值的直流电动机,1882年（美）爱迪生创建第一个发电站,推动电力工业和电气设备工业的迅速发展,“电气时代”的到来,电力的广泛运用,理论前提：,法拉第发现电磁感应现象,技术突破,电动机：雅可比、格拉姆,发电机：西门子,爱迪生：电灯、发电站,内燃机的发明应用,内燃机：卡尔本茨、戴姆勒,柴油机：狄塞尔,影响,促进了交通事业的发展（汽车、飞机）,加速石油化学工业的产生,化学工业的建立：,诺贝尔发明无烟炸药,三、两次科技革命的历史作用,积极,经济：,政治：,世界格局：,社会生活：,社会生产力大幅度提高,确立和巩固资产阶级的统治,资本主义世界体系最终确立,世界日益成为一个整体,城市兴起，人们生活更加丰富多彩,消极：,带来殖民侵略、环境污染、贫富悬殊、人际关系冷漠等社会问题,（提示：复习时参考必修专题五的第三、四课）,1“它提供了治理和利用热能，为机械供给动力的手段。因而，它结束了人类对畜力、风力和水力的由来已久的依赖”。这是对哪一发明的描述A.发电机B.纺纱机C电动机D.蒸汽机解析：D从“热能”、“结束了依赖”中，我们可以判断A、C、D基本符合要求，但根据题干总体分析，应该选比较早出现的蒸汽机。,2.“他的发明使人类从此开始拥有自己创造的动力，而不再受制于大自然。”材料中的“发明”是指A蒸汽机B发电机C电动机D内燃机解析：A人类历史上第一次摆脱自然力、发明普适高效的动力是瓦特改良的蒸汽机的问世。,3.历史上的工业革命浪潮经历了两个发展阶段，我们习惯上分别称之为“蒸汽时代”和“电气时代”，这样划分的主要依据是A机械特色不同B构成材料不同C交通工具不同D能源动力不同解析：D蒸汽时代是以煤、蒸汽为能源动力，电气时代是以电为能源动力的。,材料一分工、水力特别是蒸汽机的利用、机器的应用，这就是从18世纪中叶起，工业用来震撼旧世界基础的三个伟大杠杆。材料二蒸汽机教我们把热变成机械运动，而电的应用将为我们开辟一条道路。材料三因为在最先使用机器的地方，机器就把大批手工工人抛到街头上去。,请回答：1、材料一涉及到的史实称作什么？,2、说出18世纪中叶至19世纪上半期把热能变成机械运动做出重要贡献的发明家。,3、大批手工业工人被“抛到街头上去”后，又到了何处？成为了什么人？,4、分析以上三则材料，用一句话归纳科技的作用。,工业革命。,瓦特、富尔顿、史蒂芬孙。,到资本家的工厂里成为雇佣工人。,科学技术是生产力。,思考：,电子计算机与通信技术相结合的技术,1、什么叫网络？,四、改变世界的网络,2、网络是如何诞生的？,20世纪40年代，美国发明了世界第一台电子计算机,二战后，以计算机与通信技术为核心的现代信息科学技术迅速发展,20世纪60年代末，美国出于“冷战”的需要加紧对信息科学技术的研究和开发，导致互联网的产生,20世纪90年代以后，互联网进一步发展成为全球信息网。,第一台电子计算机ENIAC,电子管,晶体管,集成电路,大规模集成电路,计算机的发展历史,3、网络有哪些主要用途？,文件传输,电子邮件,网上聊天,信息导航,一位13岁少年迷恋电子游戏，整天泡在电子游戏厅里，对人极为冷漠，甚至整夜不回家，最后被确诊患上精神病，这是发生在陕西省汉中市的一个真实故事。,网络黑客,网络诈骗,4、请谈谈互联网给人类社会带来了哪些影响？,互联网缩短了全球的“距离”，加强了世界的联系，使世界连成密不可分的整体。,（3）互联网广泛应用于各个领域。使人们的工作、生活、娱乐、学习、社交、教育方式等发生了革命性的变化。,（2）推动了世界文明的进程，人类进入了信息时代。,积极影响,1、过分沉迷网络游戏,不能自拔，会影响人们的学业和工作.,2、不健康的信息和网站会腐蚀人们的思想，不利于身心健康.,3、网络中的虚拟社会使一些人痴迷、迷失自我、甚至导致家庭破裂.,4、网络犯罪也是信息化社会常见的一种犯罪现象：如网络诈骗、电脑黑客、网络病毒等。,消极影响,想一想我们应该怎样对待网络？,网络是把“双刃剑”，既有积极影响，也有消极影响，二者都不可忽略。我们要趋利避害。既不能因为它的积极因素而放任不管，也不能因为它的负面因素而因噎废食。,1.1995年，西欧某发达国家的离婚率急剧增长，其原因最有可能的是A.经济的迅速发展B.互联网的应用C.知识经济的出现D.克隆技术被认可解析：B互联网的出现，使人们之间的交流即时化，便捷化，在四个选项中最有可能导致离婚率上升,2.有文章指出：“美国领先的沙漠风暴行动通过摧毁伊拉克的通讯能力一举将其击溃，由此证明那些奔腾处理器的勇士能够决定战争的胜负。”这说明了A.决定战争胜负的不是人而是武器B.战争不再是双方经济实力的较量C.现代技术的应用改变了战争的性质D.电脑技术在战争中起很大作用解析：D注意题中材料“通过摧毁通讯能力一举将其击溃”，表明现代高科技战争的一大特点电脑技术（奔腾处理器）的广泛应用。,各地高考历史试题汇总,1.下列表述与第二次工业革命史实不符的是A汽船的发明改变了水上运输的状况B发电机的问世使电力成为一种新能源C无线电报的出现增强了各国的联系D内燃机的创制推动了石化工业的发展219世纪，西方宗教信仰的虔诚度降低。与这一趋势形成无关的科学家是A牛顿B达尔文C爱因斯坦D伽利略,A,C,各地高考历史试题汇总,31920年，梁启超在欧游心影录中谈到“科学万能说”时，认为它“当然不能像从前一样的猖獗”。梁启超这所以这样说，是因为A科学技术在中国的传播遇到阻碍B科学技术在欧洲的发展水平很高C科学技术在世界大战中成为战争的工具D科学技术的发展速度减慢4明清时期的山水画和19世纪中期的英国风景画