高一通用技术 第一章 走进技术世界一 技术的价值教案

1、第一章  走进技术世界一、技术的价值【教材版本】通用技术必修1技术与设计1（江苏教育出版社）。【教学理念】通用技术新课程是以提高学生的技术素养、促进学生全面而富有个性的发展为基本目标，改变旧的传统教育模式，确立学生是学习主体的教学指导思想。以师生、学生间互动教学、自主探究等形式进行教学设计。 【教学内容分析】本章作为技术与设计1的第一章，既是全书的逻辑起点，也是全套教材的逻辑起点，因此不仅对全书具有引领作用，对全套教材也具有引领作用，他为学生理解技术及其性质、走入技术世界搭建了平台，也为学生开展技术设计的学习奠定了基础。本章通过引领学生走进技术世界，理解技术的基本知识，感悟

2、技术产生与发展的历程，掌握看待和分析技术问题的方法，形成对技术的敏感性和对待技术的积极情感，从而为学生进行其他模块的技术学习奠定了良好的认知和情感基础，较好地实现知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的三维目标。这一节的线索是：技术与人-技术与社会-技术与自然教材一开始就用历史的眼光来看待技术的发展与人类的需求之间的关系，“从人类磨制石器、钻木取火开始，技术就为满足人类的需求而开始了他的历史旅程”。旗帜鲜明地讲述了技术的发展史其实就是技术为了满足人类不断增长的需求的发展史，教材中以“从火到灯-人类走向文明的历程”这一案例分析入手，一下拉进了技术与学生之间的距离，揭示了技术的发展的目的到底是为

3、了什么？用“灯火象征着光明、希望和威力。从普罗米修斯盗火拯救人类，到阿拉丁神灯实现人的愿望，再到宝莲灯赋予人力量，这些神话充分说明了灯火在人们心中的重要地位和作用，”给与学生强烈的震撼，使学生深刻地感受到了技术的产生与发展，能更好的满足人们的需求，使人们生活得更精彩更幸福。从而引入了技术具有保护人、解放人和发展人的作用这一技术与人的关系来，使得学生更有感觉。这里没有纯粹的说教，有的只是用事实来说话，用亲身的体验来证明，从历史的角度来感悟。在技术与社会这一部分中，教材从技术与工业、技术与农业、技术与军事等三方面用典型的案例进行了阐述。虽然学生能明显感到随着技术的进步，生活水平得到了大幅度的提高了

4、，但认识上还是有许多误区，如技术的发展导致失业的问题，教材中特意设计了一个辩论，“有人认为，技术发展导致了失业，也有人认为，技术的发展提供了就业机会，请就此展开辩论”。学生通过辩论并在老师的引导下，就会更加加深技术推动社会发展的理解，通过这一部分的案例分析使学生懂得“技术的发展水平已经成为一个国家综合国力强弱和文明程度高低的标志之一”。技术与自然这一部分强调了人类在利用技术开发、改造自然时，应把握合理的尺度，注意对自然的保护，突出要与自然和睦相处的绿色技术价值观。教材要求让学生理解技术因人而生、为人服务这一深刻内涵，并能够以这一内涵为线索，正确理解技术对人、对社会和环境的影响，所以这一节的教学

5、难点就是学生对技术因人而生、为人服务的深刻理解。重点是使学生对技术形成初步的正确的价值观。本节课从表面上看是从技术与人、技术与社会、技术与自然三个方面来阐述技术的价值的，实际上主线仍然是技术与人的关系，社会是由人类组成的，技术为社会服务实际上就是为人造福，人类是自然中的一部分，不能把人类高高驾凌于自然之上，爱护自然就是爱护人类自己，所以爱护自然、保护自然也是人的正当需求。2课时。【学情分析】对于通用技术课程的学习，学生是好奇的。因为这是一门新课程，新课程有新课程的魅力。如何让习惯了科学类课程学习的高中生适应技术类课程的学习，并能够对技术产生兴趣，这一章的教学起着重要的作用。要让学生感兴趣，就要

6、让学生参与进来，惟其如此才能让学生真正走进技术世界。如果在教学案例设计时离学生生活太远，技术原理太深，学生不容易接受，会使学生对技术产生偏见，导致对技术课产生畏难厌倦的情绪。所以案例的选择要全面、亲切，有趣，同时还要考虑到学生个体之间的差异，面向全体，共同进步。【教学目标】1.知识与技能：(1)理解技术的产生与人类需求之间的关系。(2)理解技术对个人的生活、经济、社会、环境、伦理道德等方面的影响，能对典型案例进行分析。(3)引导学生对周边的技术进行探究，培养学生对技术的兴趣。2.过程与方法：(1)创设情景，提出问题，引导学生分析案例。(2)通过讨论和实践，切身感受“以人为本”的技术设计理念。(

7、3)设置问题，让学生自行查阅资料，解答问题培养其自主探究精神。3.情感态度和价值观：（1）让学生形成对技术问题的敏感性和探究欲望，关注技术的新发展，培养对待技术的积极态度和正确使用技术的意识。（2）激发学生对技术的兴趣，使学生能从以人为本的思想出发，去理解技术与人的关系，通过技术与人文的融合，提升学生的人文精神，树立“以人为本”的技术设计理念以及对待技术的积极情感和正确使用技术的意识。（3）从国家、民族的利益去感受技术的价值，增强学生的民族自豪感，增强学生为祖国富强而努力学习的信念。 （4）感受通用技术课的魅力。  【教学重点】（1）理解技术的产生与人类需要的关系

8、，技术对个人的生活、经济、社会和环境等方面的影响。 (2) 激发学生学习技术的兴趣和关注技术，让学生热爱技术，真正走进技术世界。【教学难点】（1）典型案例的分析与其有关知识的拓展。难点突破 由教师引导，通过集体或小组讨论，初步形成结论，最后由教师归纳得出结论。（2）培养学生对技术的学习兴趣，使学生产生自主学习的愿望。难点突破 用学生耳熟能详的灯具、神舟六号、嫦娥一号、奥运水立方、奥运鸟巢等典型案例吸引学生注意力，提高其兴趣。【教学资源】多媒体设备、课件，实物展示。【教学方法】体验式教学、自主探究、合作探究【教学思路】在教学中用学生既感到神奇又贴近生活的实物展示作为案例说明，来激发学生

9、探究知识的欲望，拉近老师与学生、学生与课堂的距离，形成一种民主、和谐的课堂气氛，正文以案例分析为主，通过演示、讨论、讲授等使学生感受到技术对于人的重要意义。【教学过程】教师活动学生活动设计意图 新课引入:同学们，上节课大家了解了什么是通用技术，并为什么要学习通用技术，如何学好通用技术课，今天我们就通用技术课的技术课的价值展开讨论。板书：第一章  走进技术世界一、技术的价值听讲复习引出新课。  提问：技术在我们身边可谓无处不在，谁来说说你所知道你的身边有哪些技术？一、技术与人观看幻灯图片：1.现代技术：杨利伟邀游太空、费俊龙聂海胜凯旋归来、嫦娥一号卫星成功

10、撞月、景海鹏翟志刚刘伯明太空漫步、“杂交水稻之父”袁隆平的水稻丰产增收、现代信息技术使我们可在转瞬之间获取世界各地的信息、海洋技术为解决陆地资源日渐枯竭等问题带来新的希望；技术欣赏： 天空中,新型喷气式飞机在自由飞翔;大海上, 各种巨轮在怡然游戈;田野间, 拖拉机在往返劳作;城市里, 电网纵横交错, 汽车宛如游龙;当你迈进家门, 视线所及, 从家宅居室到饮食服饰,从家用电器到日常用品, 方方面面无不闪现着技术进步的光彩。概括：飞速发展的现代科学技术,正在抒写人类文明的新篇章。2.古代技术在人类历史发展的长河中 , 从刀耕火种、穴居狩猎等原始技术开始, 经历了漫长的石器时代、青铜器时代

11、、铁器时代 , 我们的祖先留下了无数宝贵的技术发明。在社会发展史中，标志人类社会发展进程，也是以技术发展程度来刻划的。石器时代，代表着原始社会。青铜器时代，代表了奴隶社会。铁器时代，标志着封建社会。机器时代，代表了资本主义社会。当代社会我们称之为信息时代。结论：技术是推动社会发展和文明进步的强大动力。播放：外界对神舟六号的评价录像讨论：神舟六号的深远意义。结论：技术的发展水平已经成为一个国家综合国力强弱和文明程度高低的标志之一。讨论：如果没有技术，我们的生活将会怎样？小结：体现了技术的价值和重要性。展示课件：从火到灯人类走向文明的历程（1） 如果人类没有控制和利用火的技术，没有发明灯

12、，世界将会是怎样一幅风景？人类对于光明的需求，怎样推动了照明技术的产生和发展的 （学生回答）（2） 案例又说明了些什么？总结：技术就是这样，根据人们的需要，不断改进或者产生新技术。技术是根据人们的需要产生的。我们无时无刻不在享受技术的成果，技术也无时无刻不在为我们服务。各种各样的技术都是为满足我们人类的需求的。技术以人为本，因人而生。衣：需要着衣以遮身御寒, 于是有了纺织、印染、缝制技术的产生 。食：需要进食以补充能量 , 于是有了食品烹饪加工技术以及农作物栽培、家畜饲养技术的产生。住：需要住所以避风挡雨、抵御外来侵害 , 于是有了建筑技术的产生。行：需要出行以认识更广阔 的世界 ,

13、 于是有了车船制造技术的产生 ; 需要交往以保持与别人的联系 , 于是有了通信邮电技术的产生。马上行动：分析下列技术的产生分别满足了人们的哪些需求。（1）印刷技术（2）农耕技术（3）摄像技术（4）B超技术讨论：照明技术的发展虽然给人类带来了极大的方便，但也消耗着大量的自然能源，自然能源是有限的，如何运用现代技术，实现以更少的能源消耗获取更大的效益？拓展知识：介绍合理运用核能技术的“人造太阳” 思考：（1）原始人最初为什么要选择穴居或者在树上居住？（2）原始人随身携带磨制好的尖削石器，除了用来切割兽肉以外，还有什么用途？（3）疟疾、天花、鼠疫、肺结核等疾病曾夺去数百万人的生命，为什么现

14、代人对它们不再恐慌？结论：技术具有保护人的作用。 提问：使用该技术或产品怎样解放人？（1）取火技术（2）工具制造（3）医疗技术（4）车船制造技术（5）电子技术总结：技术对人的解放作用表现为人依靠技术解放或延长了自己的手、脚、眼、耳、脑等身体器官, 拓展了活动空间, 提高了劳动效率, 增强了利用自然、保护自然、合理地改造自然的能力。以人的体力解放为例, 随着蒸汽动力、内燃动力、电力、核动力、太阳能动力等技术的发展, 人的体力得到了愈加高效的解放。结论：技术具有解放人的作用。讨 论：交通工具的发展使人们的出行便捷、舒适 , 但是也可能使人

15、们过分依赖现代交通工具而缺乏锻炼, 以致影响 身体健康，还造成交通事故隐患。你认为应该如何看待这一问题 ?运用现代技术你有好的建议和方法吗？  阅读：爱迪生的故事。讨论：谈谈参与技术活动对你个人发展的作用和意义。人类在探究技术、使用技术、发展技术的过程中, 不仅改变着客观世界, 而且改变着主观世界。技术促进人的精神和智力的发展, 使得人的创新精神和批判能力得到提高, 思维方式发生转变, 自我价值得以实现。结论：具有发展人的作用。结构整合：问题提出：技术除了具有保护人、解放人和发展人的作用以外，还有没有其他价值？思考回答，并观

16、看投影和实物。                                讨论并回答：神舟六号，让全球华人热血沸腾，外国人对咱们也刮目相看。 学生：回到原始社会，成为赤裸的人。让学生阅读分析、讨论。     

17、0;             思考并回答： （1）学习文化知识。（2）吃饱穿暖（3）把美好的东西留存下来（4）检查和了解身体内部奥秘思考并回答。    思考并回答：（1）抵抗不良环境，防止野兽、病菌等侵害的方法和手段，于是产生了建筑技术，保护了人。（2）人为了适应自然的过程中生存下来，需要依靠技术来保护自己。（3）运用现代生物技术（疫苗），医学技术克制了这些疾病，保护了人。思考回答：（1）熟食，人类脱离野性，营养改善

18、，大脑发育健全，智慧提高。（2）解放了人的双手 , 扩大了人的能力。（3）战胜了疾病，延长了寿命。（4）解放了双脚 , 缩短了旅途时间，方便出行（5）方便、丰富了人们的生活。     思考并回答：合理安排时间，坚持科学锻炼。生产、使用建身器材，在汽车上安装感应或传感系统。（比如：汽车与人、其它机动车间的距离报警提示，超速提示，应急逃生装置，油门与刹车传感系统（以免采错）等）。讨论并回答。        听讲并思考。    感受

19、技术在我们身边可谓无处不在。认识技术是推动社会发展和文明进步的强大动力。                             吸引学生的注意力，提高其兴趣，增强学生的民族自豪感，深刻体会技术对人、对社会的价值。    让学生体会技术的价值和重要性。为了满足自身的需要和愿望，人

20、类便产生了技术。人类的需求不断增长、提高，促使技术不断地发展。                 通过练习让学生了解人们的需求的多样性。    根据人们的需要，不断改进或者产生新技术。  通过思考让学生知道：技术具有保护人的作用。       通过思考让学生知道：技术具有解放人的作用。让学生叙述，调动

21、学生的积极性，认识技术具有解放人的作用。         激发学生学习技术的兴趣和关注技术，让学生热爱技术，真正走进技术世界。   通过思考让学生知道：技术具有发展人的作用。      建构知识体系。  二、技术与社会案例分析：福特 T 型车的生产流水线讨论：技术对企业的发展具有什么重要意义 ?总结：1.技术促进社会生产的发展。 辩论：有人认为, 技术发展导致失业 ; 也有人认为, 技术

22、发展提供了就业机会。请就此问题展开辩论。结论：产业结构多元化、改变了社会生活。分析案例：农业技术的发展与劳作方式的变革。让学生思考：采用现代农业技术的农民，其劳作方式将会发生怎样的改变 ?总结：劳动者队伍出现了知识化的趋势，整体的科学技术和文化素质日益提高。2.技术丰富社会文化的内容。看图：图11 技术使人们的衣、食、住发生改变。分析案例：相同距离不同交通工具行驶时间对比图：讨论：交通技术的发展给人们的生活带来了什么 ?  总结：技术的发展使得交通工具的行驶速度和方便程度发生了巨大的变化。3.技术改变社会生活的方式。结构整合：技术对大自然又有哪些作用呢？思考并回答：1.技术

23、促进社会生产的发展。  辩论并回答。   思考并回答。2.技术丰富社会文化的内容。          思考并回答。3.技术改变社会生活的方式。             思考并记录。认识到技术促进社会生产的发展。  认识技术的发展使产业结构多元化，改变了社会生活。  认识技术丰富社

24、会文化的内容。        认识技术改变社会生活的方式。             让学生建构知识体系。 三、技术与自然播放视频：都江堰阅读案例：荷兰风车荷兰风车讨论：都江堰的建造使得成都平原由“年年洪灾水患”变为“沃野千里，水旱从人，不知饥馑，时无荒年”，并使直接受益的成都成为“天府之国”；抽水风车的转动使得荷兰从大海中取得近 1/3 的国土，这些都依赖于什么?注意了什么？总

25、结：依赖于技术，并在利用自然、改造自然的过程中注意保护自然，实现人与自然和谐共处。（ 如利用技术填海造田、退耕还林、南水北调、西气东输均成为可能。）结论：（1）利用技术，人类可以利用和改造自然。阅读：三门峡水库自然灾害案例技术是一把双刃剑讨论：在改造技术的过程中，应注意什么问题？总结：（2）人类利用技术利用和改造自然应有合理的尺度。讨论并回答：举一两个利用新技术和技术更新来解决已有问题的案例。阅读：造就绿色的环保技术绿色技术是指综合治理污染、保护生态平衡的核心技术。绿色产品:指在生产和使用过程中， 不会污染环境和破坏生态的产品的总称。从开发设计、原料采用、加工制造、流通、使用、报废处理到再利用

26、的全过程，都采取无污染和少污染的工艺，以最大限度减轻或消除对环境产生的不良影响。包括绿色食品、环保服装、绿色电视机、绿色计算机、绿色冰箱、绿色汽车、绿色建筑、绿色建材等。清洁工艺: 各种末端处理技术及减少环境污染的新型生产工艺和生产过程的各个环节。如各种废气、废水、废物的处理和回收，物料的再循环工艺，有毒有害原料的替代技术，节能技术、少废无废的工艺和设备，无毒无害的中间产品等。技术的发展给自然环境带来了问题，但也给解决这些问题提供了可能，尤其是现代高新技术的发展，更应注重环境保护。总结：（3）人类利用技术利用和改造自然带来的环境问题，最终也会通利用现代技术应注重环境保护。结构整合： 

27、自然为人类的繁衍生息提供资源。依靠技术，人类得以利用自然和改造自然，并与自然保持和谐共处的友好关系。在保证自然不受破坏的前提下，合理地实现了自然为人所用的目的。 思考并回答。            学生思考并回答。（2）人类利用技术利用和改造自然应有合理的尺度。  讨论并回答。（3）人类利用技术利用和改造自然带来的环境问题，最终也会通利用现代技术应注重环境保护。 学生阅读学习造就绿色的环保技术。   

28、60;         听讲思考并记录。       感受技术与自然的和谐相处。         让学生认识到人类利用技术利用和改造自然应有合理的尺度。 相信人类利用技术利用和改造自然带来的环境问题，最终也会通利用现代技术应注重环境保护。 学习造就绿色的环保技术，扩大知识面。    

29、60;       建构知识体系。       小结：知识结构图。 进行知识建构。 作业：1.选择一项技术或者一件具体的产品谈谈你们对这项技术（或产品）产生的原因，在保护人，解放人，发展人三个方面的作用，产品的不足之处，也可只选择其中一个方面，可以写写体验产品的过程，题目自拟，字数不少于300（例：眼镜、鞋等）2. 调查或网上查找当今社会对人们工作和生活方式影响最大的10项技术。 课后反思：1.创设情景，提出问题,在实际中培养

30、学生学习兴趣。由于本堂课的重点在于去激发学生学习技术的兴趣，作为教师就应该通过实验或演示日常生活中常见的事例和学生切身的体会为例子，激发学生对技术学习的兴趣以及学习的主动性和创造性，要求他们从现在做起，从自己的身边做起，养成良好的学习技术、应用技术的习惯和素养。再通过形式多样的讨论，提高学生的合作精神。2.运用现代化多媒体教学手段，展现技术处处存在。多媒体技术应其有丰富、生动的文件、图片、影像等处理功能，被广泛应用于教育、教学、办公等领域，充分体现了它的技术性、应用性、价值性。3.教师构建活动，拓展学生的能力，培养协作与创作精神由于这门课所关注的是全体学生的积极参与，是过程而非结果。因此，教师

31、在构建教学活动中，课内可采取小组讨论小结、集体讨论、师生互动等形式多样的讨论，提高学生的合作与创作精神，课外可通过走亲访友，网上查找等方法查找有关学习资料，培养其自主学习和探究能力。4.课本内容教学建议课本内容充实但多，在教学过程中可能不能面面俱到，可以不完全照搬课本的案例，可以找些从学生身边的例子出发，最好是可以以学生互动、回答的例子作为切入口。 附知识结构图： 作业参考答案：2.调查或网上查找当今社会对人们工作和生活方式影响最大的10项技术。这份资料说的是美国科学家对技术价值的认识。他们经过严格的筛选，选出了10项对人类贡献最大的技术。第一项：眼镜眼镜使眼睛有缺陷的人，

32、对世界更加亲近；人类的缺陷，可以通过技术发明来弥补。第二项：原子弹人类文明，可以在一瞬间被摧毁。它告诉人们，核武器是多么的危险，争取和平是多么的重要。第三项：印刷术理由：极大地提高了人类信息传递的速度和容量。第四项：管道技术把洁水带到各家各户，又把污秽水带走。第五项：骑兵马战技术马战技术出现后，促成了强大国家的产生。第六项：避孕节育技术它对于人类控制自身发展功不可没。第七项：时钟时钟的发明，使得人类的生活节奏更加规律和精确。它也使人们对效率引起了重视。第八项：数字数字及数学，成了人们生活、工作、创造的有力工具。第九项：音乐技术它陶冶人们情操，净化人们思想，还有一定的医疗功能。第十项：电脑它使人

33、类社会进入了信息时代。参考资料：都江堰简介    都江堰工程是中国古代人民治水的智慧结晶。过程巧妙地利用成都平原的地形、地势和表面地质条件，就地取材兴建，顺势引导水流。工程由3大主体工程构成：“鱼嘴”分水工程“飞沙堰”溢洪排沙工程“宝瓶山”引水工程“鱼嘴”分水工在岷江江心，以鱼嘴的设置极为巧妙，它利用地形、地势，巧妙地完成分流引水的任务，而且在洪、枯水季节不同水位条件下，起着自动调节水量的作用。 鱼嘴所分的水量有一定的比例。春天，岷江水流量小；灌区正值春耕，需要灌溉，这时岷江主流直入内江，水量约占六成，外江约占四成，以保证灌溉用水；洪水季节，二者比例又自动颠倒过来

34、，内江四成，外江六成，使灌区不受水潦灾害。“飞沙堰”溢洪排沙工程飞沙堰是都江堰三大件之一，看上去十分平凡，其实它的功用非常之大，可以说是确保成都平原不受水灾的关键要害。飞沙堰的作用主要是当内江的水量超过宝瓶口流量上限时，多余的水便从飞沙堰自行溢出；如遇特大洪水的非常情况，它还会自行溃堤，让大量江水回归岷江正流。另一作用是“飞沙”，岷江从万 山丛中急驰而来，挟着大量泥沙，石块，如果让它们顺内江而下，就会淤塞宝瓶口和灌区。飞沙堰真是善解人意、排人所难，将上游带来的泥沙和卵石，甚至重达千斤的巨石，从这里抛入外江（主要是巧妙地利用离心力作用），确保内江通畅，确有鬼斧神功之妙。“宝瓶口”引水工程宝瓶口，

35、是前山(今名灌口山、玉垒山)伸向岷江的长脊上凿开的一个口子，它是人工凿成控制内江进水的咽喉，因它形似瓶口而功能奇持，故名宝瓶口。留在宝瓶口右边的山丘，因与其山体相离，故名离堆。宝瓶口宽度和底高都有极严格的控制，古人在岩壁上刻了几十条分划，取名“水则”，那是我国最早的水位标尺。宋史就有“则盈一尺，至十而止； 水及六则、流始足用。”元史有“以尺画之、比十有一。 水及其九，其民喜， 过则忧，没有则困”的记载。内江水流进宝瓶口后，通过干渠经仰天窝节制闸，把江水一分为二。再经蒲柏、走江闸二分为四，顺应西北高、东南低的地势倾斜，一分再分，形成自流灌溉渠系，灌溉成都平原。及绵阳、射洪、简阳、资阳、仁寿、青神

36、等市县近一万平方公里，一千余万亩农田。都江堰3大主体工程巧妙配合，并同120个附属渠堰连成一片，从而形成了一个相互联结的有机整体，相辅相成，缺一不可。正因为都江堰整体工程很好地发挥了3个孤立部分所不能发挥的整体作用和总体效应，所以才能分导汹涌澎湃的岷江急流，使外江的排洪量高达60%，排沙量达70%80%，岷江每年夹带的1300万吨约合650万立方米的沙石才不致淤塞河道，令岷江变害为利，驯服地灌溉了成都平原14个县20多万公顷农田。    解放以来，都江堰几经大修，完成配套工程，整个灌溉面积又增加3倍，现在达60万公顷以上。人造太阳：50年后或应用于人类 为啥造如何

37、造?地球上一切生长都依靠太阳。太阳，这个在古希腊神话中被称为“天火”的宇宙中神秘天体，已经一直默默燃烧着50多亿年，滋润着太阳系的万物。如果把“太阳”移到地球上，用它巨大的、永不枯竭的能量专门为人类服务，那将会是一个什么样的景象呢？这种梦想或许仅仅只能出现在那些神乎其神的科幻小说中。多少年来，世界各国众多的科学家和工程师们一直在致力于实现这个梦想。最近，在中科院等离子体物理研究所完成了大部件组装的国家重大科学工程项目主机“EAST”的建设就是为最终实现这个梦想的重要一步。科学家们相信利用“人造太阳”这种新型能源为人类社会的持续发展提供动力的时代离我们是越来越近了。“人造太阳”，不了解的人听起来

38、一定会大吃一惊，这究竟是怎么回事？真的是把太阳或者是与太阳类似的东西在地球上制造出来？或者只是一个形象的比喻而已？近日，记者采访了中科院等离子体物理研究所EAST项目总装办主任吴维越。为啥要造“人造太阳”原因一：太阳给予的可用能源已不够用人类能源消耗快速增加，我们今天使用的主要化石燃料，再有100多年即将用尽。这些化石燃料是太阳和地球作用了上亿年才形成的，但只够人类使用三四百年，而且它们是不可再生的。人们无不担心，煤和石油烧完了，其他能源又接替不上该怎么办？能源危机开始困扰着人类，人们一直在寻找各种可能的未来能源，以维持人类社会的持续发展。原因二：“人造太阳”提供无尽的能源“从科研角度说，人造

39、太阳叫受控热核聚变反应堆，通俗地讲就是对核聚变产生的巨大能量进行控制并作为一种极其优质的新能源。”吴维越主任说。之所以把它称为“人造太阳”，只是一个形象说法。太阳是靠氚和氘不断地发生聚变反应释放能量。我们离太阳这么远，还能接受它的普照，可想而知，它每时每刻释放的能量有多大。而科学家要做的是，要把太阳这种聚变反应原理用在地球上，为人类造福。“这种聚变产生的能量，是目前地球上其它能量无法比拟的。”吴主任说，“它的资源是无限的，可以永久性的解决人类能源问题，又非常干净。”就是由于这些特点，全世界很多科学家都致力于研究热核聚变。一旦聚变核电站成功运行，带给世界的变化将是革命性的。怎么造“人造太阳”反应

40、原理：核聚变放出的能量要远远大于核裂“大家都知道，核裂变是一个质量大的原子核分裂成几个原子核的变化，这个过程释放出巨大的能量，根据这个原理人们已经建成了裂变核电站反应堆。而核聚变的过程与核裂变相反，是几个比较轻的原子核聚合成一个比较重原子核的过程。”吴主任说。只有较轻的原子核才能发生核聚变，比如氢的同位素氘、氚等，它们也是自然界最容易实现的聚变反应物质，这种反应已经在太阳上持续了50亿年。核聚变过程放出的能量要远远比核裂变大。“人造太阳”的原理，就是在真空室内加入少量氢的同位素氘或氚，在高温下，这些原子核中的电子脱离了束缚，形成等离子体，然后通过提高其密度、温度使其发生聚变反应以得到巨大的能量

41、。反应条件：反应的温度需达到五千万摄氏度以上要实现这个目标有个非常苛刻的条件，就是参与反应的等离子体温度必须要达到五千万摄氏度以上，如果不能达到这个温度，两个原子核会互相排斥，没有办法靠近，就不可能发生聚变反应。反应装置：有强大磁场的“托卡马克”但这样高的温度拿什么容器来装它们呢？“我们所用的是一种叫做托卡马克的装置，里边有强大的磁场。这种磁场是环形的，看不见，摸不着。正是依靠这种磁场产生的磁力线才能把炙热的高温等离子体托举在真空室内，不让它们与任何容器接触以免损坏容器。”反应原料：从海水里提取的氢和氢的同位素氘和氚“有一种说法是海水变能源。聚变的原料是氢和氢的同位素氘和氚，而这些物质在海水里

42、大量存在。”吴主任说，“这些物质也很容易提炼出来，提炼过程也不会产生任何污染，不像我们现在挖煤、开采石油等对环境污染严重。”从地球目前的海水资源来看，这种资源基本上是无限的。他介绍，有一个换算，在聚变条件下，我们用一公斤海水提炼出的氘和氚，聚变所释放的能量相当于300升的汽油放出的能量。按照现在能源消耗水平，甚至再考虑到以后发展来看，保守的估算，地球上的海水如果作为聚变的原料，可以维持人类能源需求几百亿年。能量收集：能量被水、液态锂等冷却介质带出和现在的核裂变反应堆一样，核聚变所产生的能量可以通过布置在周围的一些冷却介质如水、液态锂等被带出，之后通过热交换器去推动汽轮机组去发电。“这方面的技术

43、根本不需要再花精力研究，直接可以从现在已经可以成功运行的核裂变反应堆照搬过来。”安全问题：产生的等离子体被磁场牢牢束缚在几千万乃至上亿摄氏度的高温下发生反应，安全无疑成为最受关注的问题。吴维越主任说，核聚变装置只有在发生聚变反应的时刻才会有一些中子辐射，一旦反应结束就不会有中子辐射。建造在等离子体所的EAST装置由于其大厅是全封闭式构造，四周墙壁的厚度达到1.5米，屋顶的厚度为1米，所以其中子辐射不会影响到大厅之外的环境中。“人造太阳”会不会发生爆炸呢？吴主任说，加入到EAST装置真空室内的原料是少量的，所以真空室气体密度非常低，核聚变反应率不会很高，而且产生的等离子体被磁场牢牢地束缚住，是很

44、安全的。即使发生了想象中最坏的事故，也只是对实验和装置有影响，周围地区的人群不用疏散。即便将来达到了建设反应堆的规模，它也是非常安全和干净的，远比现有的能源对人类环境的有害影响小。同时“人造太阳”所用原料本身就是非常纯净的，远非裂变原料如具有铀等元素所具有的强烈辐射性，因此聚变能源一直被科学家们称之为干净的、无限的、可持续发展并且是一劳永逸的彻底解决人类能源问题的理想能源。投入应用：50年后，有可能真正应用于人类“我们目前正在建设中的这个科学实验装置EAST完全是做物理实验用的，只是要弄清楚怎么才能建设出更好的下一代装置、怎样把等离子体温度提得更高、如何把等离子体控制得更好等。”他说，再往下发

45、展，应该建成具有反应堆等级规模的工程试验堆。通过试验堆向人们展示，聚变能的和平利用在工程上得到证实，聚变能发电有望在地球上出现。之后，可能再建下一代的可以取出相当反应能量的示范堆，在示范堆能够成功运行后，才能建造真正可以运行的商业堆。这样估算下来，乐观人认为，50年后我们有可能看到聚变能真正应用于人类的社会生活生产中。专家观点吴维越(中科院等离子体物理研究所“人造太阳”项目总装办主任)：观点一：“托卡马克”装置在世界上第一个实现全超导我们目前研究的这个“托卡马克”装置最突出的一个特点就是在世界上第一个实现全超导。在我们这个装置以前，其他的“托卡马克”磁场是全部或者部分的由常规磁体产生的。在这么

46、高的温度下要用磁力线牢牢控制住高温等离子体，需要很强很复杂的磁场系统，这就需要很大的电力支持实验装置的运行。与普通磁体相比，超导磁体好处是，在很高的电流条件下没有电阻，能量损耗很少，运行成本能大大降低。现在，这个装置大部件已经组装完成，但是最主要的一个部件真空室(放等离子体的地方)还是空空荡荡的，没有完成总装，因而还不能进行有等离子体的实验。真正要进行等离子体实验的时候，要把这个真空室进行铺设和密闭，预计在今年上半年应该能完成这些工作。届时，我们将非常自豪的向全世界展示我国自主研制的世界上第一个全超导“托卡马克”核聚变实验装置。观点二：核聚变的研究对人类有非常大的应用前景由于核聚变的研究对人类

47、有非常大的应用前景，所以各国对于核聚变的研究项目都不许保密，所有研究成果都要公开。一个国家做核聚变实验，别国的科学家可以带着他们仪器、设备共同参与，共同分析实验结果。这是世界上人类共同全力以赴去攻克的很少的项目之一，原因是这种科学研究无论是在理论上还是在工程上都太难，一个国家或者是几个国家都无法有信心完成，另外这项研究也非常花钱，靠一个国家的财力和物力很难支持。如果这种能量开发出来，那么目前地球上现有的为人类提供能量的形式，如石油、煤，甚至是风能、水能，都将不会再有理由继续作为能源存在下去，人类也不会再有争夺能源的战争或纠纷了，目前人们所担心的环境污染和能源匮乏制约发展这些因素都被彻底扔到海洋

48、中去了。（EAST全超导非圆截面托卡马克实验装置。目前，由中科院等离子体物理研究所设计制造的EAST全超导非圆截面托卡马克实验装置大部件已安装完毕，经过抽真空降温试验阶段。EAST全超导托卡马克实验装置以探索无限而清洁的核聚变能源为目标，已于2006年4月在合肥建成。这个装置也被通称为“人造太阳”，能够像太阳一样给人类提供无限清洁的能源。）水电与生态发展的对话2004年6月，世界自然基金会在瑞士格兰德发布了险境中的河流，该报告是与世界资源研究所合作完成的。该报告分析了水坝对淡水生态系统的各种威胁以及对整个流域的影响，并发出警告，大量建坝正在威胁地球上一些最大最重要的河流，其中南美的拉普拉塔河和

49、中东地区的底格拉斯河、幼发拉底河与中国的长江是最大受害者。在人类的筑坝历史上，大型水坝的建设常常被认为是人类意志力的骄傲和进步的象征，但随着人类环境意识的觉醒以及可持续发展理念的诞生，人们开始重新审视和反思大坝带来的一系列问题。一把双刃剑在过去，水坝被认为是解决洪水或者水灾、灌溉或者航运、发电或者蓄水问题的万灵药；今天，人们逐渐认识到水库中的水会从水库的表面蒸发掉，或者由于藻类的过度生长而变成死水；由于压力和老化混凝土会脆掉；那些水坝切断了鱼类的迁徙路线，造成了水库的泥沙淤积，还需要花费大量资金来修复或重建。1975年以前，大坝的建设主要集中在发达国家，目前发达国家的水电开发率平均已经达到60

50、%以上，其中美国水电资源已开发约82%，日本约84%，加拿大约65%，德国约73%，法国、挪威、瑞士也均在80%以上，有的国家甚至高达90%以上，水资源开发已接近饱和。据中国大坝委员会资料，至2003年底，中国在建的水电大坝(坝高大于等于30m)有164座，至于待建和规划设计中的大水坝更是屈指难数了。大坝建设之所以在20世纪后半叶经历其黄金时代，首先是因为全球能源需求和城市用水的快速增长，随着各国快速实现工业化和城市化的任务，这都需要大量的能源和供水支持；在大坝的规划中主要从经济效益出发，基本不考虑对环境和社会的影响，大坝被看作是解决能源供需矛盾和实现大面积农业灌溉的优先选择。随着大坝运行时间

51、的增加，大坝的负面影响日益凸现，人们逐渐认识到“水坝是一把双刃剑它带来的益处常以付出高昂的环境成本和社会成本为代价。印度第一任总理尼赫鲁在面对巴克拉大坝时说：“这是多么壮观、宏伟的工程啊！”然而4年后，这位印度巨型水坝之父意识到：“我一直在思考我们正在遭受着畸形庞大之病的折磨，为表明我们能够成就大事业而且拥有大事业和完成大任务的思想，根本就不是一种良好的世界观”。尼赫鲁的忧虑在几十年后成为困扰着人类的现实。全球由于修建大坝已经造成5000万8000万的移民。水坝至今尚未给人们带来其倡导者所预言的利益;相反，50%以上水电站发电低于预期值，70%的项目未达到目标，几乎一半项目灌溉不足。水坝增加了

52、社区防洪的脆弱性。另外，水坝平均成本超支56%修坝的负面影响已经超出人们想象。2003年8月24日至10月5日，渭河流域发生了50多年来最为严重的洪灾，数十人死亡，515万人口受灾，直接经济损失达90亿元。陕西省就此提出“小水酿大灾”之说，矛头直指三门峡。2004年两会期间，陕西省人大代表和政协委员分别联名提出停止三门峡蓄水发电。“高坝大库”的三门峡水利工程方案，当时并不是没人提出异议，清华大学水利专家黄万里和水电总局实习生温善章就反对过。然而这种反对的声音却是那么地微弱。40多年前水利专家黄万里教授的“兴建三门峡大坝必将造成水灾搬家”一语成谶。著名水利专家张光斗先生在耄耋之年挺身而出坦言建三

53、门峡水库是个错误。水利部前部长、80岁高龄的中国工程院院士钱正英也同样呼吁：三门峡水库应该尽快停止蓄水和发电！号称“万里黄河第一坝”的三门峡水库，是建国后治黄规划中确定的第一期重点项目。水库建成运用后，虽然给黄河下游防洪安澜和灌溉、发电等方面带来了巨大效益，但在建造的当时由于没有考虑排沙，泥沙淤积问题日益突显。据水电部的历史资料显示，1960年工程蓄水，到1962年2月，水库就淤积了15亿吨泥沙；到1964年11月，总计淤50亿吨。黄河回水大有逼近西安之势。由此可见，三门峡水库排沙问题的严重性绝不是现在才发觉的。尽管后来一系列改良举措经过专家的论证，理论上能使渭河的病情不致恶化。然而，由于水库

54、的先天设计缺陷，加之蓄水常年不按标准等利益驱动因素掺杂其中，致使渭河河床依然不断抬升。2000年4月，在渭南召开的陕西省三门峡库区防洪暨治理学术研讨会上，81名专家学者针对库区出现的恶化态势，一致认为洪灾威胁非常严峻，解决三门峡库区问题是关乎陕西关中东部乃至陕西省经济发展和社会稳定的十分紧迫的大事，必须引起各级领导和有关部门的高度重视。谁能料到，大自然的报复竟是如此无情和迅速。3年之后，无情洪灾就汹汹而来。实践证明，真理恰恰被当年的这些“反对派”掌握着。在2004年冬季和2005年春季，荆州市长江干支流相继发生荆江大堤文村夹、石首调关、松滋谢牟岗、抱鸡亩闸等4处重点崩岸。来自湖北省沙市堤防部门

55、的消息称，如果算上一些小的险情，自2004年年9月以来，荆州市长江干支流堤防崩岸高达64处。荆江长江干支流发生崩岸和堤溃，主要原因是三峡大坝建成后，荆江上游由浑水下泄变成清水下泄，对堤防冲刷力度加大，在清水的下蚀和侧蚀的双重作用下，堤脚失稳堤岸崩塌。好在荆江堤岸崩塌发生在长江水流较小的枯水期，如果堤岸崩塌发生在洪水期，后果不堪设想。阿斯旺大坝在上世纪70年代竣工，成为埃及的骄傲。这座水坝结束了尼罗河年年泛滥的历史，生产了廉价的电力，还灌溉了农田。然而近年来人们发现，它也破坏了尼罗河流域的生态平衡，引发一系列灾难：两岸土壤盐渍化，河口三角洲收缩，血吸虫病流行等等。类似的弊端也出现在肯尼亚的姆韦亚

56、水电站、中国台湾的美浓水库等很多地方。2003年底，在泰国召开的第二次世界反水坝大会终于对水坝利弊提出了全球性的质疑，人们发现水坝并非永久可用，其寿命仅为几十到一百年。许多国家已陆续忍痛拆除大坝，拆坝及恢复江河生态的费用往往高于建坝，这样水力发电的“可再生性”也就需重新评定。根据环球时报报道，阿斯旺水坝弊端日益显著，尼罗河三角洲以每年5毫米的速度下沉，专家估计再过几十年，埃及将损失15%耕地，1000万人被迫离乡。为应付大坝带来的弊端，埃及被迫成立了“阿斯旺大坝副作用研究所”和一个部长委员会，计划5年内投入22亿美元保护河道环境。“以史为鉴可知兴替，以人为鉴可明得失”。追根溯源在于汲取教训，与

57、其在灾害发生之后花钱救灾善后，不如用于灾害发生之前科学评估，让三门峡的尴尬不再重演。意大利曾有一座为汲取工程失败的教训而建立的碑，即瓦依昂水坝。这座造型优美、总库容为1.69亿立方米的大坝1960年开始蓄水，但因为发生了有史以来世界上最大一次水库滑坡灾难，使它最终变成了一座262米高的纪念碑留给后人思索。顺应水性的成功之作1997年12月17日，是美国历史上值得记住的一天。北卡罗来纳政府和电力公司共同举行了庆祝Quaker Neck水坝拆除典礼。在这个事件的宣言上签名的有来自全美各地大约200个团体的代表，其中包括像美国当时的内务部长Bruce Babbitt、北卡罗来纳州环境与自然资源部长W

58、ayne和卡罗来纳能源公司首席执行官Bill Carvanaugh这样的重要人物。观察家对这一事件发表评论说：“一直看到的是大坝在不断被修建，而从没有看到过被拆除的庆典。”此举意味着美国社会从传统的利用河流走进了一个河流管理的新时代。中国是世界上拥有水坝最多的国家，目前除了怒江和雅鲁藏布江，所有大小江河的干流或支流上都有密如蛛网的水坝，总数竟然超过万座。水坝形式多样，几乎囊括人类历史已有的类型。这些大坝一直成为矛盾的焦点：一方面，人口的极度膨胀和经济欲望对水、电资源的无限渴求；另一方面，来自生态环境的反作用力也在“提前引爆”，报复人类。按照国际公认的水资源开发程度40%为警戒线，我国水能资源丰

59、富的西南地区，几乎所有的江河都已完成水电梯级开发规划。四川省，嘉陵江规划了17级梯级开发；岷江上游干流规划了7级开发，其支流马边河规划9级开发；大渡河干流规划17级开发；雅砻江干流规划21级开发；在贵州，乌江干流规划11级开发，其支流芙蓉江规划10级开发；在云南，金沙江、澜沧江、怒江分别规划了12、14、13级梯级开发自然流淌的河流被扼住了咽喉，曲线优美的身体上出现了块块臃肿。为什么古人顺势引水的成功经验没有被后人推行？誉为经典的大运河、都江堰、灵渠等，全世界的人们包括水利专家们无不承认它们是人类智慧的杰作和结晶。联合国教科文组织在将都江堰列入“世界文化遗产”时评价道：“它是世界上历史最悠久、

60、设计最科学、保存最完整、至今发挥作用最好、以无坝引水为特征的大型水利生态工程”。都江堰渠首工程建在岷江干流出山口与成都冲积扇平原顶端的交接处，为全灌区的制高点。都江堰巧妙地利用这一天然地势，从渠首直至千支万派的渠水末梢，没有一坝一闸，所有水量都是自流到位，正可谓“水到渠成”。人顺水势，水合人愿，水流顺势而下，自由奔放舒展，纵横整个古灌区。这正是浸润天府之国两千多年的无坝引水。四川有句谚语：“先有都江堰，后有天府之国”。正因为“无坝”，都江堰才长盛不衰，成为世界上运行时间最长久的大型水利工程。李冰设计的都江堰最关键的是顺从水性、顺水势、合水脉。汉代蜀学的集大成者杨雄说：“水顺则无败，无败故可久也。”被认为是“请神容易送神难”的现代钢筋混凝土大坝，其寿命却至多只有100至200