第课从蒸汽机到互联网教案2

1、文档编码 : CN5D4M6Q10S2 HL5C7M3U5X5 ZO4M5G7G4C4. 人文素养第 13 课 从蒸汽机到互联网序号主讲老师： _ 编写：陈向行课时： 2 37-38 目标导航二次备课 课标要求以蒸汽机的制造和电气技术的应用等为例,说明科学技术进步对社会进展的 作用；以网络技术为例,懂得现代信息技术对人类社会的影响；三维目标1. 学问与才能 : （ 1）识记三次工业革命过程中代表性的制造（2）懂得“ 蒸汽时代”、“ 电气时代”和“ 信息时代” 到来的必定性,科学技术的进步对推动社会进展的庞大作用（3）以蒸汽机、电动机和网络技术的制造和进展说明科学技术进步对人类的意义（4）探究科

2、学思想与科学进展之间的关系；2. 过程与方法：通过回忆引导同学懂得本课的相关学问,探究科技革命对社会进展与进步的庞大 作用；比较三次工业革命在内容和意义上的异同,熟识他们之间的关系；3. 情感态度与价值观：（ 1）熟识电力的发觉与进展是几代科学家努力的结果,树立继承发扬人类优秀文 化成果的观念；（ 2）社会的进展需要技术革命,科技是第一生产力,是推动人类社会进展的终极 动力；教学重难点重点： 蒸汽机的制造和电气技术的应用对社会进展的作用；难点： 其次次工业革命开创的时代被称为“ 电气时代” 的缘由；学情分析精选范本. 学法指导人文材料富兰克林与避雷针 本杰明 富兰克林（17061790）是美国

3、独立战争时期著名的思想家,同时 也是一名杰出的科学家；18 世纪以前,人们普遍信任雷电是上帝发怒的说法；富兰克林经过反复摸索,认为雷电可能是一种放电现象,它和在试验室产生的电在本质上是一样的；于是,他写了一篇名叫论 天空闪电和我们的电气相同的论文,但没被认同；他决心用事实来证明一切；1752 年 6 月的一天,阴 云密布,电闪雷鸣,一场暴风雨就要来临了；富兰克林和他的儿子一道,带着上面装有一个金属杆的风 筝来到一个空旷地带；富兰克林高举起风筝,他的儿子就拉着风筝线飞跑；由于风大,风筝很快就被放 上高空；刹那间,雷电交加,大雨倾盆；富兰克林和他的儿子一道拉着风筝线,父子俩焦急的期望着,此时,刚好

4、一道闪电从风筝上拂过,富兰克林用手靠近风筝上的铁丝,马上拂过一种惧怕的麻木感；他 抑制不住内心的兴奋,大声呼喊：“ 我被电击了！ ” 后来,富兰克林用雷电进行了各种电学试验,证明白 天上的雷电与人工摩擦产生的电具有完全相同的性质；为了防止雷电的危害,他制成了一根有用的避雷 针；他把几米长的铁杆,用绝缘材料固定在屋顶,杆上紧拴着一根粗导线,始终通到地里；当雷电突击房子的时候,它就沿着金属杆通过导线直达大地,房屋建筑完好无损；人文课堂 教学过程导入新课1754 年,避雷针开头应用；2022 年 9 月下旬,我国自主研制的神舟七号飞船带着三名宇航员顺当升空,我国宇航员首次走出机舱,漫游太空,开创了我

5、国航天史上的新纪元；1965 年 3 月 18 日前苏联发射的“ 上升2” 号飞船进入轨道后,在飞船绕地球飞行其次圈后不久,宇航员列昂诺夫打开通向气闸室的内舱盖,让气闸室充气,然后进入气闸室,穿好舱外活动航天服,并对它的 密封性能进行了检查,随后逐步让气闸室降低气压,最终,列昂诺夫打开气闸室外盖,走出气闸室,进精选范本. 入茫茫太空,以 28000 千米 / 小时的速度绕地球运行；人类第一次太空行走胜利了！1984 年 2 月 7 日,两名美国宇航员,当他们从航天飞机“ 挑战者” 号中自由飞出后,首次成为两颗人体卫星；这一由宇航员布鲁斯- 麦坎德利斯和罗伯特-L- 斯图尔特制造的奇迹,是对一种

6、可保证人类在太空 中任凭工作的装置的试验；麦坎德利斯首次解开系绳在太空行走了 170 米；学问讲授 二次备课一、“ 蒸汽时代” 的到来：1、背景：（1） 17 世纪末,英国取得了资产阶级革命的胜利,为经济进展扫清了障碍；（2） 18 世纪,随着工场手工业的进展,应用机器进行生产成为可能；（3）科学技术为生产的进展供应了许多发觉和制造；第一台胜利运作的蒸汽机（1705 年,纽科门制造了第一台胜利运作的蒸汽机；纽科门机的缺陷：热量浪费太大,效率不高；只有简洁的往复式线性运动；）很早以前,就有人设想把蒸汽作为动力使用,但真正把蒸汽动力用于生产,却是 17 世纪末以后的事情；1698 年,托马斯 萨夫

7、里制造了蒸汽唧筒,用于抽干矿井 里的水； 18 世纪初,铁匠 T纽科门在改进萨里夫蒸汽机的基础上,制造了一种 大气压力蒸汽机,主要用于矿井抽水,但它们都存在明显缺陷,不能作为动力机 普遍安装；随着工业革命的开展,大规模的工厂一个接一个建造起来,但这时的 动力主要是利用河流里的水力,在这方面,有许多缺点,由于工厂都必需建在河 流湍急的偏僻的山谷等处；这些地区交通不便,而且远离原料产地和销售市场,动力问题成为摆在人们面前的急迫问题；人们都期望找到便利可用的动力,驱动 不同机器；2、瓦特改良蒸汽机：（1）改良经过：18 世纪 60 岁月,瓦特制成装有冷凝器的单动式蒸汽机,大大提 单动式蒸汽机：高了蒸

8、汽机的功率；联动式蒸汽机：18 世纪 80 岁月,又制造了联动式蒸汽机,接受曲柄机构,使往 复的直线运动转变为旋转运动；真正意义上的瓦特蒸汽机最终制成,并在 1785 年 运用于工厂生产,在后来应用到运输业中；蒸汽机的改进：增加可自动调剂蒸汽机速率的装置；（ 2）主要用途：除用作提水外,仍可以带动车床、织布机等,适应不同工厂的需 要；此后,纺织业、采矿业、冶金业、造纸业等工业部门,都先后接受蒸汽机作 为动力；精选范本. 瓦特的蒸汽机是科学史上划时代的成就,蒸汽机大大促进了机器的运用和工厂的生产,使工业技术的变 革显现了新的飞跃；瓦特产生于苏格兰,在格拉斯哥高校试验室当试验员时,负责修理纽科门蒸

9、汽机,他勤奋好学,善于钻 研；他生活在工业革命刚刚开头的时代,每一项新的技术革新,都受到他的亲热注视；从 1766 年开头,在三年多的时间内,瓦特解决了材料和工艺等方面的种种困难,最终在 1769 年生产了 改进型的蒸汽机；这一年,瓦特以制造分别冷凝器,获得他在革新纽科门蒸汽机的过程中的第一个专利；但这种蒸汽机仍不够理想,主要问题是无法克服纽科门蒸汽机只能做来回运动的缺点,这就不能使蒸汽机变成能带动各种工作机的原动机；1781 年,瓦特研制出了一套齿轮联动装置,凭借这套装置他最终把活塞的来回直线运动转变为轮轴的旋转运动,将蒸汽机的动力臂由原先的直线运动改为连续均匀的圆周 运动,这样就可以驱动其

10、他的机器工作；他也因此获得了其次个专利；接着,为了进一步提高蒸汽机的效率,增大蒸汽机的动力,瓦特对汽缸本身进行了分析和争论；1782 年,瓦特试制出了一种带有双向装置的新汽缸,把原先的单向汽缸组装成双向汽缸,并首次把引入汽缸的蒸汽由低压蒸汽改为高压蒸汽,他也因此取得第三个专利；3、瓦特蒸汽机问世的意义：（ 1）解决了工业进展中的动力问题,社会化大生产逐步形成；自此以后,只要有煤作燃料开动蒸汽机,就可依据需要建立工厂,不再受河流的限制；在工业化进程中,形成了许多工业城市,英、法、美等国 成为工业国家；（ 2）促使工业革命轰轰烈烈地开放,显现了制造和使用机器的热潮；如美国人富尔顿于 1807 年制

11、造“ 萨凡纳” 号轮船、1814 年英国人史蒂芬孙制造蒸汽机车等；瓦特蒸汽机应用于运输业中,导致蒸汽轮船和机车显现,交通运输业发生了完全变化,人们的交往更加 便利,经济和文化联系也日益亲热；（ 3）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宏大的制造；蒸汽机的广泛利用,使英国到处建立起大工厂；19 世纪三四十岁月,蒸汽机在欧洲和北美被广泛接受；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,打破了原先中世纪田园生活的恬适 历史已跨进了一个新的时代；（4）加强了世界各地的联系,使世界日益成为一个整体；二、电气革命的显现：1、科学家对电的不懈争论：（要渲染科学家的追求

12、精神）（1） 18 世纪美国科学家富兰克林造出避雷针（2） 19 世纪初意大利科学家伏特制造电池【备课资料】伏特制造电池：汽车上的蓄电池又叫做“ 伏特电堆”,是一个叫亚历山德历 伏特的意大利人制造的；为了纪念他的贡献,人们把电压的计量单位叫做伏特；伏特经过反复试验,最终制造了被后人称做“ 伏特电堆” 的电池,这就是在铜板和锌板中间夹上卡纸和用盐水浸过的布片,一层一层堆起来的蓄电池；这种电池,今日仍然精选范本. 在使用着；2、电力成为工业进展的主要动力：（1）发电机和电动机的完善和改进；发电机的制造和改进：英国科学家法拉第于1831 年发觉了电磁感应原理；这一在人类社会进展过程中起到重要作用的原

13、理是说：“ 当磁场的磁力线发生变化时,在其四周的导线中就会感 应产生电流； ” 法拉第曾煞费苦心,通过争论和反复试验,最终发觉了这一影响巨 大的科学原理,而且他确信,利用此原理确定能制造出可以实际发电的发电机；二次备课就在法拉第发觉电磁感应原理的其次年,受法拉第发觉的启示,法国人皮克希应 用电磁感应原理制成了最初的发电机；皮克希的发电机是在靠近可以旋转的 U 形 磁铁（通过手轮和齿轮使其旋转）的地方,用两根铁芯绕上导线线圈,使其分别 对准磁铁的 N 极和 S 极,并将线圈导线引出；这样,摇动手轮使磁铁旋转时,由 于磁力线发生了变化,结果在线圈导线中就产生了电流；为了使电流方向保持不 变,皮克希

14、想出了一个神奇的方法：在磁铁的旋转轴上加装两片相互隔开成圆筒 状的金属片,由线圈引出的两条线头,经弹簧片分别与两个金属片相接触；另外,再用两根导线与两个金属片接触,以引出电流；这个装置,就叫做整流子,在后 来的发电机上仍得到应用；皮克希制造的这种发电机在世界上是首创,当然 也有其不足之处；需要对它进行改进的地方,一是转动磁铁不如转动线圈更为方 便灵敏；二是通过整流子可以得到定向的电流,但是电流强弱仍是不断变化的；为转变这种情形,人们接受增加一些磁铁和线圈数量,并略微错开地将变化的电 从皮克希 流一起引出的方法,使输出电流的强度变化把握在确定的范畴内；制造发电机后的 30 多年间,虽然有所改进,

15、并显现了一些新制造,但成果不大,始终未能研制出能输出像电池那样大的电流,而且可供有用的发电机；1867 年,德国制造家韦纳 冯 西门子对发电机提出了重大改进；他认为,在发电机 上不用磁铁（即永久磁铁）,而用电磁铁,这样可使磁力增强,产生强大的电流；西门子用电磁铁代替永久磁铁发电的原理是,电磁铁的铁芯在不通电流时,也仍 残存有脆弱的磁性；当转动线圈时,利用这一脆弱的剩磁发出电流,再反回给电 磁铁,促使其磁力增强,于是电磁铁也能产生出强磁性；西门子的新型发电机问世后不久,意大利物理学家帕其努悌于1865 年制造了环状发电机电枢；这种电枢是以在铁环上绕线圈代替在铁芯棒上绕制的线圈,从而提高了发电机的

16、效率；到了 1869 年,比利时学者古拉姆在法国巴黎争论电学时,依据帕其努悌的设计方案,兼接受了西门子的电磁铁式发电机原理进行研制,于1870 年制成了性能优良的发电机；古拉姆发电机的性能好,所以销路很广,他不仅发了财,而且被人们 誉为“ 发电机之父”；有些人看到古拉姆制造发电机获得胜利,也想对发电机进行 改进从而制造出更先进的发电机；在这些人中,就有德国的西门子公司争论发电精选范本. 机的工程师阿特涅；他制造了古拉姆发电机不同的线圈绕线方式,制成了性能良好的发电机；西门子公司由于阿特涅的这项制造而益发驰名；于是,德国以西门子公司为核心,大力研制各种发电机,从而使电力工业得到了快速的进展；电动

17、机的制造和改进：1821 年英国科学家法拉第第一证明可以把电力转变为旋转运动；最先制成电动机的人,据说是德国的雅可比；他于 1834 年前后成了一种简洁的装置,美国的达文波特也胜利地制出了驱动印刷机的电动机,印刷过美国电学期刑电磁和机械情报；但这两种电动机都没有多大商业价值,用电池作电源,成本太大、不有用；直到第一台有用直流发动机问世,电动机才行了广泛应用；1870年比利时工程师格拉姆制造了直流发电机,在设计上,直流发电机和电动机很相像；与此同时,德国的西门子接制造更好的发电机,并着手争论由电动机驱动的车辆,于是西门子公司制成了世界电车；但当时的电动机全是直流电机,只限于驱动电车；1888 年

18、南斯拉夫产生的美国制造家特斯拉制造了沟通电动机；它是依据电磁感应原理制成,又称感应电动机,这种电动机结构简洁,使用沟通电,无需整流,无火花,因此被广泛应用于工业的家庭电器中,沟通电动机通常用三相沟通供电；（2）长距离输变电技术的成熟；直流输电技术的初期进展：1882 年法国建造了世界上第一条远距离直流输电试验线路；沟通输电技术：18831885 年,德国的高拉德和吉布斯、美国的威斯汀豪继制造和改进变压器；18901891 年从法国劳 芬到德国法兰克福架起了世界上第一条三相沟通输电线路；（ 3）使用电力新制造的涌现：爱迪生制造电灯以及电话、电车、电影和无线电报的显现,说明人类社会 进入了“ 电气时代”； 从 19 世纪六七十岁月起,各种各样使用电力的新制造纷