人教版高中历史必修三专题七

1、专题七专题七 近代以来科学技术的辉煌近代以来科学技术的辉煌历史五班：章龙 近代物理学的奠基人和革命者近代物理学的奠基人和革命者 追寻生命的起源追寻生命的起源 人类文明的引擎人类文明的引擎 向向“距离距离”挑战挑战（1）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。（2）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。（3）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。（4）知道相对论、量子论的主要内容，认识其意义。（5）以网络技术为例，理解现代信息技术对人类社会的影响。课标要求课标要求: :古典物理学古典物理学动力技术动力技术信

2、息技术信息技术现代物理学现代物理学生物学生物学进化论相对论、量子论经典力学蒸汽机、电气技术网络技术近代以来科学技术的辉煌发展近代以来科学技术的辉煌发展及其对人类社会发展的巨大影及其对人类社会发展的巨大影响。响。近代以来科学技术的辉煌近代以来科学技术的辉煌近代物理学的发展生命科学的发展生产动力的革新现代信息技术的发展经典力学相对论（爱因斯坦）量子力学生命的起源的争论达尔文和进化论分类生物学细胞学遗传因子遗传学（基因学）解剖学生理学微生物学蒸汽机电磁感应内燃机汽船火车工业机械化电器的大规模使用石油工业内燃机交通工具电力行业的发展现代物理学自由落体定律（伽利略）牛顿三大定律惯性定律加速度定律作用力与

3、反作用力定律万有引力定律空间距离的“缩短”立体交通的发展通信技术的发展电波通信的发展（电报、电话）一、经典力学体系的发展一、经典力学体系的发展1、时代背景：中世纪亚里士多德的学说长期被教会奉为教条。近代科学诞生后，亚里士多德的力学不断受到质疑。2、经典力学的奠基者伽利略创立自由落体定律，推翻亚里士多德的学说。3、经典力学的建立者牛 顿 经典力学体系：牛顿力学三定律和万有引力定律。牛顿第一定律（惯性定律）任何一个物体在不受外力或受平衡力的作用时（Fnet=0）,总是保持静止状态或匀速直线运动状态,直到有作用在它上面的外力迫使它改变这种状态为止。牛顿第二定律（加速度定律）物体的加速度跟物体所受的合

4、外力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。牛顿第三定律（作用力和反作用力定律）两个物体之间的作用力和反作用力,在同一直线上,大小相等,方向相反。（1）力学三定律：存在于任何两个物体之间的由质量引起的相互吸引力，力的作用线约在两物体质心的连线上，其大小与两物体的质量成正比，与两物体的距离平方成反比。（2）万有引力定律：经典力学是近代自然科学理论体系中最先成熟和完善的核心理论体系。它是人类对自然界认识史上的第一次理论大综合，是整个物理学和天文学的基础，也是现代一切机械、土木建筑、交通运输等工程技术的理论基础。它的确立，使力学和天文学在理论上达到了相当完备的程度，同时也在生产和

5、科学实验中得到广泛的应用和验证。经典力学体系是近代自然科学形成的标志。而其确立的尊重经验事实的科学思维和归纳、演绎的研究方法，也促进了近代其他各门自然学科的革命和发展。使科学摆脱了神学的束缚向前发展，19世纪进入全面繁荣时期,各自然科学理论体系纷纷建立。4.经典力学在近代自然科学理论发展中的历史地位经典力学在近代自然科学理论发展中的历史地位二、现代物理学理论的发展二、现代物理学理论的发展1、量子论的诞生与发展从普朗克到爱因斯坦背景:19世纪的物理学领域，以牛顿力学为基础，形成了完整的理论体系。 19世纪末，物理学界的重大研究课题是黑体辐射，量子理论就是在此过程中发现的。诞生:奥地利斯蒂芬：18

6、79年发现黑体辐射的总能量与其温度之间的定量关系。 德国普朗克：1900年在关于正常光谱能量分布定律的理论提出量子概念。(标志)发展:德国爱因斯坦：1905年解释光电效应，得出光具有波粒二象性的结论。 法国德布罗意：1923年物质波理论。 奥德物理学家：数年后建立量子力学。(4)(4)量子论的基本理论量子论的基本理论量子论包括普朗克的量子假说、爱因斯坦的光量子理论和玻尔的原子理论。1900年，普朗克提出辐射量子假说，假定电磁场和物质交换能量是以间断的形式(能量子)实现的，能量子的大小同辐射频率成正比，比例常数称为普朗克常数，从而得出普朗克公式，正确地给出了黑体辐射能量分布。1905年，爱因斯坦

7、引进光量子(光子)的概念，并给出了光子的能量、动量与辐射的频率和波长的关系，成功地解释了光电效应。其后，他又提出固体的振动能量也是量子化的，从而解释了低温下固体比热问题。1913年，玻尔在卢瑟福原有核原子模型的基础上建立起原子的量子理论。按照这个理论，原子中的电子只能在分立的轨道上运动，在轨道上运动时候电子既不吸收能量，也不放出能量。原子具有确定的能量，它所处的这种状态叫“定态”，而且原子只有从一个定态到另一个定态，才能吸收或辐射能量。法国物理学家德布罗意于1923年提出了物质波这一概念。认为一切微观粒子均伴随着一个波，这就是所谓的德布罗意波。狭义相对论广义相对论创立1905年论动体的电动力学

8、1916年内容时间和空间都与物质运动有关。时间和空间随着物质运动速度的变化而变化。物质存在的现实空间是弯曲的，空间结构取决于物质的质量和分布情况，空间弯曲的程度体现为引力场强度。意义打破绝对时间和绝对空间，但不是牛顿力学对全盘否定，而是继承和发展。第一次阐述了四维时空和物质的分布相联系的重要思想2、相对论的建立爱因斯坦3.相对论和量子论的意义。相对论和量子论的意义。（1）量子理论弥补了经典物理学在微观的粒子世界方面认识的空缺，把人类对客观规律的认识从宏观世界推进到微观世界，改变了人们看世界的角度和方式；量子理论让人们从根本上改变了近代物理学中的传统观念，使物理学乃至整个自然科学的观念都发生了重

9、大变革。（2）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，它深刻地揭示了时间和空间的本质属性。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。（3）普朗克创立量子论和相对论一起构成了20世纪现代物理学的基本理论框架，它们弥补了经典力学在认识宏观世界和微观世界方面的不足，它们的提出，不仅推动了物理学自身的进步，而且开阔了人们的视野，改变了人们认识世界的角度和方式。返回三、三、生命科学的发展生命科学的发展1、人类起源： 古代：神 创 论上帝说；女娲说。 原因：生产力落后，对自然界的认识有限，生物知识缺乏； 统治者巩

10、固统治的需要，宣传宗教，推行愚民政策； 现代：两种认识来自其他星体；源于地球自身演化。2、生物进化论 产生条件：政治条件：资产阶级革命的影响； 经济条件：资本主义经济的发展和工业革命的推动； 思想条件：文艺复兴、宗教改革、启蒙运动解放了思想。 科学基础：科学技术的进步和生物学知识的积累。 自身实践：达尔文等人的科学探索。（2 2）、）、生物进化论产生生物进化论产生基础：近代生命科学取得的成果基础：近代生命科学取得的成果科学家研究研究方法贡献意义林耐群体观察和分类自然系统，生物分纲,目,属,种四级为进化论诞生奠定基础。（但林耐本身赞同神创论）哈维个体解剖和实验血液循环理论细胞学首次科学地触及生命

11、运动过程，促进比较解剖学、生理学和胚胎学发展。施莱登植物 创立细胞学说施旺动物 巴斯德微生物实验证明微生物不能自然产生发明巴氏消毒法。为微生物学奠定了基础，促进了细菌学和免疫学的发展；解决了食物变质问题；减少了外科手术中的感染死亡率。（3 3）生物进化论的基本观点）生物进化论的基本观点 进化论是由达尔文在继承前人关于生物进化的思想基础上，经过实地考察和大量实验研究论证后，提出的一套生物进化理论。进化论的主要观点是：物种是不断进化的，一切生物都经历了由低级向高级，由简单到复杂的发展过程。物种不断地变异，新种产生，旧种灭绝；生物的进化是连续的，没有不连续的突变，自然界没有飞跃；生物间有共同祖先，彼

12、此间有一定的血缘关系。其理论核心是自然选择原理，即物竞天择，适者生存。（4 4）生物进化论的重要意义）生物进化论的重要意义 挑战封建神学，否定神创说，促进欧洲的思想解放，使人们的世界观发生根本性变化。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；为马克思主义唯物辩证法和自然史观的创立提供了重要基础；其影响不仅在生物学领域，对世界都产生了积极影响(如中国戊戌变法和新文化运动)。3 3、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。（1）根本分歧是：生命是自然界进化的结果，还是上帝创造的产物。（2）产生分歧的根源：从世界观方面说，宗教是建立在唯心主义

13、世界观基础上的，而科学是从唯物主义立场出发的。从方法论方面说，宗教学说没有经过实践检验，科学是建立在实验和观察研究基础上的。从政治上来说，宗教实际上是统治阶级维护特权的工具，科学是要追求民主和平等。（3 3）如何理解宗教和科学的关系？）如何理解宗教和科学的关系？ 宗教与科学都是人类文明的产物，它们共存于历史和现实之中，它们之间不是决然的对立关系，尤其在理性发达的现代世界。宗教和科学都是为人类服务的。两者在作用的侧重面上有所不同：科学只能断言“是什么”，而不能断言“应当是什么”，相对而言它是机械的。而与此相反，宗教只涉及对人类思想和行动的评价，它不能够有根据地谈到各种事实以及它们之间的关系，但这

14、种思想引导和价值判断的力量是不可缺少的。所以爱因斯坦对两者关系的比喻是相当形象而又贴切的，他说：科学没有宗教就像瘸子，宗教没有科学就像瞎子。宗教思想和其具体表现也要不断改革和发展，以便更有助于发挥作用，而科学在阐述和论证方面的准确性就有助于宗教的发展。另一方面，宗教的情感和价值力量可以推动科学理论工作不断地前进。我们要做的即是如何使两者相互促进和发展。因此，在现代世界中，宗教与科学不仅都客观并存着，而且应当互相促进与发展着，共同推进人类文明的健康发展。返回四、四、生产动力的革新生产动力的革新1、第一次工业革命蒸汽时代（18世纪下半叶到19世纪中期） 发明发明者特点/功能意义/作用实验型气缸法国

15、巴本把热能转化为机械能继人类发明用火后在驯服自然力方面取得最大成果；推动工厂的建立,人类跨入“蒸汽时代”。第一台纽可门蒸汽机纽可门热效率低,只能用于矿山抽水改良式蒸汽机即:万能的原动机英国瓦特极大提高了蒸汽机的效率，并得到了广泛的应用交通运输的发展交通运输的发展原因发明发明者意义蒸汽机的发明应用汽船美国富尔顿 蒸汽机车(火车)英国史蒂芬孙召示着“铁路时代”的到来。发明发明者特点/功能意义/作用移动刀架英国莫兹利 是以机器制造机器的新部门，标志近代技术体系最终确立。车床 刀具制作机械化机械加工和制造业的发展机械加工和制造业的发展2、第二次工业革命、第二次工业革命电气时代（电气时代（19世纪下半叶

16、世纪下半叶20世纪初）世纪初）发明发明者特点/功能意义/作用电磁感应英国法拉第发电机的理论基础广泛应用后，使人类进入“电气时代”电动机俄国雅可比第一台实用电动机发电机德国西门子制成发电机电动机比利时格拉姆最早具有商品价值的直流电动机发电站美国爱迪生第一个发电站，把输电线连接成网络（1）电力的广泛应用）电力的广泛应用（2）内燃机的广泛应用）内燃机的广泛应用发明发明者特点/功能意义/作用汽油内燃机德国卡尔本茨汽油内燃机对交通运输领域（汽车和汽车工业,远洋轮船,飞机）。石油开采业和石油化学工业的发展产生了重大的影响德国戴姆勒汽油内燃机柴油内燃机德国狄塞尔柴油内燃机3科学技术进步对社会发展的作用科学技

17、术进步对社会发展的作用整体来说，科学技术是推动社会变革的巨大动力。科学技术能大幅度提高社会生产力；改变社会结构和世界形势；使世界日益成为一个整体；加快城市化进程，改变人类生活方式等。当然，科学技术是一把“双刃剑”，它在推动社会发展的同时，也带来一些负面影响。如：环境污染，贫富悬殊不断拉大，科技应用于战争产生空前的破坏和灾难等。 （1）蒸汽机的发明与应用对社会发展的主要作用：）蒸汽机的发明与应用对社会发展的主要作用：第一，解决了工业发展中的动力问题，自此以后，只要有煤做燃料开动蒸汽机，就可根据需要建立工厂，不再受河流的限制。第二，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。瓦特蒸汽机

18、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。第三，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。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“蒸汽时代”。总之，蒸汽机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）电的应用及对人类社会的影响：）电的应用及对人类社会的影响：第一，电的发明，使机器使用更加普遍，并且推动了许多新兴工业部门的出现。伴随工业的大发展，生产和资本高度集中

19、，产生了垄断组织。第二，以电力的应用为标志的第二次工业革命促使资本主义世界市场最终形成，促进了世界的整体化。第三，电的应用极大地改善了人们的生活，电报电话的普及，方便了人们的联系。各种电气走进家庭，逐步代替了人类的家务劳动。电影、电视技术，帮助人们获取更多资讯，丰富了人类文化生活。总之，电作为新能源广泛使用，开辟了电气时代。返回4 4“科科”、“技技”结合结合“科学”是人类关于自然的认识体系，“技术”是人类改变或改造环境的方法、途径及技能。“科学”和“技术”结合是指将学者的研究成果与社会生产实践相结合。在古代，科学的发展与技术进步相分离，而近代以来，“科”、“技”开始相互联系，尤其第二次工业革

20、命以来，“科”、“技”结合越来越密切。技术在科学的指导下得以进步，并推动了社会经济的发展，而技术革新的需求促进科学研究须进一步发展。所以，“科”、“技”结合是社会需求发展的结果，是人类文明不断积淀的结果。返回五、五、 向向“距离距离”挑战挑战条 件科学家时间发明意 义内燃机发明和应用石油开采和石油化工的发展。德国的戴姆勒，卡尔本茨分别1885汽车推动了世界交通运输业的发展，人类进入了立体交通的新时代。加强了世界各地的联系，促进世界市场的形成。 1887轮船美国的莱特兄弟1903飞机1.交通业的发展立体交通的诞生2.通讯工具的发明穿越大洋的电波条 件科学家发明应用意 义电磁感应现象和电磁波的发现

21、发电机和电动机的发明。美国莫尔斯1837年有线发报机1851年英法海底电缆1857年欧美海底电缆为快速传递信息提供方便,使世界政治,经济联系进一步密切美国贝尔1875年电话机成立电话公司意大利马可尼1902年无线电报 3、第三次工业革命信息化时代（20世纪40年代以后）计算机技术发明：1946年，美国第一台计算机诞生。发展阶段：电子管、晶体管、集成电路和大规模集成电路四个阶段。第五代计算机正在研制之中作用：为自动化和控制论的建立奠定基础； 被广泛应用到各个领域，部分代替人类智力活动。（即“人工智能”）互联网技术背景：以计算机和通信技术为核心的现代信息科学技术的发展，概念：是电子技术算计与通信技

22、术相结合的技术，以数字化的方式存储、处理和传播的电子媒介。被人们称为“第四媒体”。（报纸是第一媒体，广播是第二媒体，电视是第三媒体）。 4现代信息技术对人类社会的影响。（1）利：大大缩小了全球的空间距离，使全人类实现信息交流和共享； 推动了知识经济的产生与发展； 使人类的生产生活、工作学习、思维方式等都发生了深刻的变化； 促进了传统产业的更新改造，使人类进入信息时代。（2）弊：导致信息泛滥、垃圾信息、网络安全和网络犯罪等； 各国之间围绕互联网的竞争造成世界更加动荡不安； 虚拟社会对人们的生活和学习工作特别是对青少年产生消极影响。 返回教学中需要注意的问题教学中需要注意的问题1、不能迷信权威，近代以来的科学发展中产生的科学理论并不是绝对的真理。2、在讲课中要注意对不同学科的专业名词的准确理解，不能想当然的理解。3、要注意对概念的准确把握，注意对概念的区分，尤其是一些常见的容易产生误解的概念。如：量子论不等于量子力学；达尔文的进化论的观点只是自然选择，现代进化论是在达尔文观点的基础上结合了遗传学的遗传因素的新观点。4、要注意对科学概念的适用范围的界定，经典力学是适用于宏观世界和低速状态下的物体运动的客观规律，是建立在时间和空间是绝对静止的假设基础上，而量子论和相对论主要讨论高速运动物体和多维空间下的物质运动。返回教学中需要注意的问题教学中需要注意的问题5、本专题的主要内容是学习近代