第15课-近代科学技术革命.ppt

1、近代科学技术革命,第三单元 从人文精神之源到科学理性时代,课标要求： 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。,哥白尼,伽利略,牛 顿,达尔文,爱迪生,第15课 近代科学技术革命,（1619世纪科学技术的发展）,瓦特,法拉第,天文学革命,物理学革命,生物学革命,科学理论,科学技术,什么是近代科学？,近代科学是在收集材料的基础上，从现 象深入到本质，从经验定律上升为系统的科 学理论。它是建立在观察、试验基础上的实 验

2、科学，并广泛应用数学方法使科学知识日 益精确化；同时发展了以实验事实为根据和 以归纳推理为主要手段的研究方法，确立了 一系列定量的科学定律。,1、欧洲资本主义的发展，资产阶级力量的壮大，为科学革命奠定了物质基础（经济、阶级） 2、人文主义和理性主义的兴起解放了人们的思想（思想） 3、科学家的个人天赋和探索献身精神（个人） 4、观测技术的进步（技术）,近代科学技术为什么迅猛发展？,近代科学技术革命的历程,破茧近代科学的诞生 羽化近代科学的发展 飞升近代科学的应用,一、破茧近代科学的诞生,1、哥白尼的天文学革命,（1）贡献提出太阳中心说(日心说),材料一 哥白尼在天体运行论一书中的序言中写到“在漫

3、长的岁月里，我曾经迟疑不决”。 哥白尼,材料二 哥白尼那本不朽著作的出版，他用这本书（虽然是胆怯地，而且可说是只在临终时）来向自然事物方面的教会权威挑战，从此自然科学便开始从神学中解放出来科学的发展从此便大踏步前进。 恩格斯,材料一中哥白尼“迟疑不决”的原因是什么？ 哥白尼著作在当时产生了什么影响？,一、破茧近代科学的诞生,1、哥白尼的天文学革命,近代科学的开端,（2）影响：改变了那个时代人类对宇宙的认识，从根本上动摇了宗教神学的理论基础。,说明：“日心说”客观地揭示了地球、行星和太阳的关系，否定了反映“上帝造世界”神学观的“地心说”，摧毁了上帝造世界的谬论，开始使自然科学从神学中解放出来。,

4、（3）地位：哥白尼,近代天文学的奠基人,一、破茧近代科学的诞生,2、伽利略开创近代实验科学,（1）贡献：,天文学：证明 日心说 的正确 物理学：发现 自由落体 定律,伽利略开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系的近代科学，他是近代科学之父。,科学的真理不应在古代圣人的蒙着灰尘的书上去找，而应该在实验中和以实验为基础的理论中去找。 伽利略,伽利略的发现及他所应用的推理方法是人类思想史上最伟大的成就。 爱因斯坦,思考：爱因斯坦所说的“推理方法”是什么？,（2）影响：为牛顿经典力学的创立奠定了基础,1、被称之为“近代科学之父”的是： A、哥白尼 B、伽利略 C、达尔文 D、赫胥黎 2、伽利略被认为

5、是真正具有近代科学精神的第一人，主要是因为他 A、开启了近代自然科学的革命 B、推翻了天主教会旧的宇宙观 C、继承和发展了哥白尼思想 D、开创了从实验中认识自然的方法,质量检测,牛顿故居位于英国伍尔索普领地，1642年的圣诞节，他就诞生在这座灰白色的石头建筑里。牛顿故居门前有那棵著名的苹果树，就在这棵树下，牛顿领悟到万有引力。树的下方立着一方绿色的铜质徽章，那是伊丽莎白女王颁发的保护令。,牛顿故居,二、羽化近代科学的发展,1、牛顿的经典物理学体系,（1）牛顿的贡献：,数学微积分,物理学建立经典力学基本体系,哥白尼提出了一个正确的太阳系结构假说，伽利略以观察事实支持了哥白尼而牛顿把他们所有伟大成

6、就统一起来了，他不仅回答了物体如何运动的问题，而且回答了物体按什么规律运动的问题 。 世界科学技术史王鸿生编著,思考：牛顿的主要贡献是什么？ 为什么说牛顿力学的创立标志着科学时代的开始？,一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态， 直到有外力迫使它改变这种状态为止。,牛顿第一定律,牛顿第二定律,运动的改变和所加的动力成正比，并且发生在 那个所加力的直线方向上。,牛顿第三定律,每一个作用总是有一个相等的反作用和它相对抗 ：或者说，两物体彼此之间的相互作用永远相等 ，并且各自指向其对方,第一件，用牛顿力学算出地球的形状象只桔子。古希腊的亚里士多德认为地球是个正球体，两千年来人们对此深信不疑。牛顿却

7、根据他的力学，说地球是个扁球体，象只大桔子。此言一出，学界哗然。地球那么大，牛顿又从不出远门，他凭什么说地球有点扁？可是法国科学家经过三次实地测量，终于证实了牛顿的看法。用力学能算出地球的形状，真是个奇迹。,历史上证实牛顿 力学的三件事,第二件，用牛顿力学算出了哈雷彗星回归周期长期以来到，人们一直认为彗星是神秘的，根本不能用科学来说明。牛顿说，既然彗星也是天体，就必然遵循力学规律。他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。哈雷1705年发表这个预言，当时他已49岁，却要预言53年以后的事，岂非耸人听闻？可是1758年

8、这颗彗星果然如期出现，并被命名为哈雷彗星。,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？,科学家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，柏林天文台台长用望远镜对准那个位置，一下子就看到了一颗新的行星海王星。,第三件： 用牛顿力学算出了一颗未知行星的位置,二、羽化近代科学的发展,1、牛顿的经典物理学体系,（3）经典力学的影响,对解释和预见物理现象有决定意义，是经典物理学和天

9、文学的基础，标志着人类科学时代的开始。,牛顿力学和热学引发了第一次工业革命。 为启蒙思想和唯物主义哲学奠定科学基础。,（2）经典力学的基本内容和显著特征,内容：万有引力定律和运动三大定律,特征：之一注重实验，之二数学化,(1687年),数学桥又称牛顿桥，是位于剑桥大学内的一座木桥。相传，这座桥是牛顿运用数学和力学原理设计建造的，整座桥上没有使用一根钉子，堪称是个奇迹。后来，好奇的学生把它拆下来，想看个究竟。谁知拆下容易，恢复难！无论他们用什么方法，就是恢复不了原样，连校方也无能为力，最后不得不用钉子固定，才重新将木桥架起来。,牛顿力学的创立，标志着人类科学时代的开始,注意对比： 伽利略开创重事

10、实、重逻辑的近代科学 “近代科学之父”,注意区分,3、历史学家认为：“17世纪后期科学革命的胜利为启蒙运动提供了先决条件。”据此判断，启蒙运动在思想方面的先驱者是： A、达尔文 B、爱因斯坦 C、牛顿 D、法拉第 4、证明牛顿力学和万有引力定律有效性的最成功的范例是： A、自由落体实验 B、海王星的发现 C、天文望远镜的制造 D、蒸汽机的应用,5、牛顿临终遗言：“我只觉得自己好象是一个在海滨玩耍的孩子，有幸拾到光滑美丽的石子，但真理的大海我还没有发现。”牛顿捡到的“光滑美丽的石子”有 A、创立微积分 B、机械运动三大定律 C、万有引力定律 D、日心说 6、实现了物理学史上第一次大飞跃的著作是：

11、 A、天体运行论 B、物种起源 C、自然哲学的数学原理 D、人类在自然界中位置 7、标志着人类科学时代的开始是： A、牛顿力学的创立 B、哥白尼的“太阳中心说” C、达尔文的“进化论” D、瓦特改良蒸汽机,ABC,基督教和科学研究二者必然发生矛盾和冲突。 最著名的有两大争论，一是围绕日心说与地心说的争论，二是围绕生物进化的争论。,二、羽化近代科学的发展,材料1 圣经是基督教的经典，由旧约全书和新约全书组成。旧约全书的开篇就是创世纪。根据它的说法，上帝在七天之内创造了世间万物：光、黑夜、白昼、天空、水、路地、植物、日月星辰、海洋生物、飞禽走兽、昆虫、牲畜。 圣经创世纪 材料2 达尔文推翻了那种把

12、动植物物种看做彼此毫无联系的、偶然的，“神造的”、不变的观点。第一次把生物学放在完全科学的基础上，确立了物种变异性和继承性。 列宁全集 材料3 有人说，17世纪的牛顿把“造物主(神)”从无生命现象的研究领域驱逐出去了，19世纪的达尔文又把“造物主(神)”从有生命现象的研究领域驱逐出去了。,依据材料1，基督教是如何解释世界的起源的？ 依据材料2、3，达尔文是如何把“造物主(神)”从有生命的研究领域驱逐出去的？,女娲造人,盘古开天地,中国之说,世界之说,西方之说,神创,神创,神创,古人认为生命是怎样起源的？,二、羽化近代科学的发展,如果说文艺复兴把神从人的精神领域驱逐出去，那么 把神从天文学领域驱

13、逐出去 把神从无生命的领域驱逐出去 把神从有生命的领域驱逐出去,哥白尼,牛顿,达尔文,达尔文是如何把“造物主(神)”从有生命的研究领域驱逐出去的？,达尔文的生物进化论把变异与自然选择看作新物种起源的首要因素，证明了造物主上帝根本没有存在的必要，把神从有生命现象的研究领域中驱逐出去，最终完成了驱逐上帝的任务。,2、达尔文与进化论,二、羽化近代科学的发展,（1）进化论提出的标志,1859年物种起源发表,（2）进化论的主要内容,(核心)：物竞天择，适者生存 建立起以自然选择为基础的生物进化理论 说明一切动植物包括人类都是自然界长期发展的结果。,追寻中的艰辛“达尔文被丑化”,追寻中的喜悦科学之路的伙伴

14、赫胥黎,赫胥黎,赫胥黎发展生物进化论,年轻的博物学家赫胥黎把物种起源一书比作黑暗中照亮人们前进的闪电。1863年，他以进化论为武器，大胆地提出“人类是和猿类由同一个祖先分支而来”。 就这样，人猿同祖论首次被赫肯黎提了出来。这是人类起源认识史上一个新的里程碑。,我是达尔文的斗犬，我准备接受火刑，如果必要！我正磨利我的牙爪，以备来保卫这一高贵的著作！,严复是我国著名的维新派人物。通过赫胥黎的天演论，他把达尔文的生物进化论引用到社会领域中来。他认为在种族与种族、国家与国家之间，也存在着“物竞天择，适者生存”的残酷竞争。中国如果不甘沦亡，就必须奋发图强，并立即做出抉择，实行变法。 陈独秀是新文化运动的

15、领袖人物，在新文化运动中他提出了“民主” 与“科学”两大口号， “民主” 与“科学”也成为新文化运动前期的指导思想，而“科学”主要就是指传播达尔文的进化论思想。,严复（18531921）,陈独秀（18801942）,追寻之路的延伸 进化论来到中国,是人类思想史上划时代的大事，从根本上推翻了“神创论”。 为马克思主义理论提供了自然史基础。 对处于国家危亡时期的中国思想界也产生巨大震动。,（3）进化论创立的历史意义,从根本上改变了人们对生物界和人类在生物界中位置的看法，开创了生物科学发展的新时代。,2、达尔文与进化论,二、羽化近代科学的发展,8、在古代，世界上各种文化传统对人类起源问题认识的共同点

16、是： A、人由鱼变说 B、神创说 C、人源于其他星体说 D、人源于地球自身演化过程说,解释：由中国的“盘古开天，女娲造人”；西方的“上帝在7天内创造世界”可知选B。,9、下列对达尔文进化论的伟大意义的叙述，不正确的是 A、指出优胜劣汰、适者生存是人类社会的客观规律 B、是对生物学的一次伟大综合 C、从根本上推翻了“神创说” D、使人在思想上发生了跃进,学思之窗 围绕达尔文进化论，出现两种截然不同观点，产生这种分歧主要原因是什么？如何评价这些观点？,材料1： 牛津大主教威尔伯福斯在辩论中说：“达尔文简直不让我们相信神的意志的敢于是存在的，我们能够背叛正统的宗教吗？从达尔文先生的理论中，我们只能得

17、出两种结论：要么是人类缺少一个不朽的灵魂，要么是每个动物植物都有一个灵魂。每个虾、每个土豆，甚至每个低级蚯蚓都有不朽的灵魂。” 材料2：赫胥黎说：“人类高贵身份并不会由于人猿同祖而降低。因为，只有人才具有创造可理解的语言的天才，就凭这种语言，在他生存时期逐渐积累经验和组织经验；而这种经验对其他动物来说，当个体生命结束时就完全消失了！因此，人类现在好象站在大山顶上，远远高于他卑贱的同伴的水平，发射出真理和智慧光芒！,提示： 分歧原因：阶级利益不同。 进化论思想反映资产阶级要求冲破教会思想束缚。,三、飞升近代科学的应用,1、蒸汽机的发明和改良,（1）过程：,瓦特改良蒸汽机万能蒸汽机 （可适应不同工

18、厂动力的需要）,1705年钮可门发明蒸汽机 （只能用于矿山排水）,纽可门机,瓦特改良的蒸气机模型,英国著名的发明家，是工业革命时的重要人物。他改良了蒸汽机、发明了气压表、汽动锤。后人为了纪念他，将功率的单位称为瓦特。,詹姆斯瓦特（17361819）,童年时代的瓦特和茶壶的故事 一天晚上，瓦特和一个小女孩在家里喝茶。瓦特不停地摆弄茶壶盖，一会儿打开，一会儿盖上，当他把茶壶嘴堵住时，蒸汽顶开了茶盖。在旁的外祖母对瓦特的这种无聊动作极为不满，加以训斥。瓦特并不介意，他一心想着蒸汽的力量，从此萌发制造蒸汽机的念头。,瓦特与蒸汽机,“瓦特蒸汽机巨大的、不知疲倦的威力使生产方法以过去所不能想象的规模走上了

19、机械化道路。” 罗尔特詹姆斯瓦特,瓦特由于这样一个划时代的伟大发明，从一个一贫如洗的无名小卒，一下子成为一个名利双收的大人物了。他成为爱丁堡皇家学会、伦敦皇家学会和法兰西学院的成员，还被选为法国科学院的名外籍院士之一。伦敦公众为他在有名的威斯敏斯特大教堂树立了一座纪念碑。,蒸汽机推动世界工业进入了“蒸汽时代”,瓦特改良的蒸汽机模型,1814年，英国人史蒂芬孙发明了第一台蒸汽机车，这台机车在前进时不断从烟囱里冒出火来，因此被称为“火车”。火车的发明，使陆上交通工具得到突飞猛进的发展。,1807年，美国人富尔顿用蒸汽机驱动轮船，试航成功，揭开了水上交通运输工具的新篇章。,为什么说蒸汽机是工业革命中

20、最伟大的发明？,1）解决了工业革命的动力问题 自然力（人力、畜力、水力、风力）蒸汽 2）最终使工厂摆脱了自然条件的限制，加快了工业化的步伐。 3）使人类进入“蒸汽时代” 4）推动了火车、轮船等新交通工具的出现，加强了各地的交流和联系。,（2）影响,“蒸汽机的历史意义，无论怎样夸大也不为过。” 全球通史作者L.S.斯塔夫里阿诺斯,庞大的机器一刻不停地转，这位工人弯着腰，以固定的方式用扳手拧紧螺母。他实际上变成了一个零件，失去了自己的思维。虽然创造的财富增加了，工人们却失去了手工业时代曾经有过的自由。,机器的遗憾,用煤作燃料的蒸汽机是否能完全满足工业发展的需要呢?它有没有弊端？,陈列在英国伦敦科学

21、博物馆内的瓦特制成的第一台蒸汽机,体积过于庞大,噪音污染和环境污染,资源浪费等.,19世纪的欧洲,1831年，英国科学家法拉第发现了电磁感应现象，为发电机的研制奠定了理论基础。1870年比利时人格拉姆设计出发动机。随着发电机和电动机的发明和使用，便利的电力开始带动机器，成为影响人们生产和生活的一种新能源。,蒸汽大王在前一个世纪中翻转了整个世界，现在它的统治已到末日，另外一个更大无比的革命力量电力的火花将取而代之。 马克思,法拉第,三、飞升近代科学的应用,2、电的发明和应用,（1）发电机的发明,1831年，法拉第发现电磁感应现象(理论基础),1870年，比利时人格拉姆发明了发电机 标志电气时代到

22、来,（2）电力的广泛应用 发明大王爱迪生,年轻时的爱迪生,爱迪生的发明： 电灯 电报 电话 电车 电梯 留声机蓄电池 打字机 甚至与电力无关的橡皮、水泥,为了选择做灯丝用的物质，爱迪生共对1600种不同的材料进行试验，仅植物类的炭化试验就达6000多次。他的试验笔记簿多达200多本，共计40000余页，先后经过3年的时间。他每天工作十八、九个小时。甚至在1871年圣诞节他结婚的那一天，竟因工作忘记了新娘子，让妻子在洞房中空等了一夜。最后发明了白热电灯竹丝电灯。直到1908年发明用钨做灯丝后才代替它。爱迪生在科学研究的道路上，步履坚实，用心维艰，的确花费了巨大的体力与心力。爱迪生被视为当代最多发明物的人，拥有1093项专利在他名下。,“天才是百分之一的灵感加上百分之九十九的汗水”,1）推动了工业生产的发展； 2）推动了社会变革和文明进步； 3）资本主义从此确立全球优势，世界各地联系更加密切； 4）改变了人们的生活方式,（3）影响,三、飞升近代科学的应用,2、电的发明和应用,思考：蒸汽与电的革命对人类社会产生了怎样的影响？,(1)使社会生产力大幅度提高;,(2)改变了社会结构和世界形势(资开始;世界各地),(3)促使近代城市化兴起和发展;,(4)人们的生活更加丰富多彩.,说明了科