高中歷史人教版文化史第四單元近代以來世界的科學發(fā)展歷程

第四單元近現(xiàn)代以來世界的科技與文化[課程框架]近代以來，從經(jīng)典力學的建立到相對論、量子論的提出，人們對世界變化的認識開始由宏觀世界深入到微觀世界。生物學領(lǐng)域經(jīng)歷了創(chuàng)世神話到生物進化的理論演變，在一定程度上破解了生命起源之謎。三次科技革命分別使人類進入蒸汽時代、電氣時代和信息時代，改變了世界的面貌和人類的生活方式。[課程標準]1．了解經(jīng)典力學的主要內(nèi)容，認識其在近代自然科學理論發(fā)展中的重要地位。2．簡述進化論的主要觀點，概括科學與宗教在人類起源問題上產(chǎn)生分歧的根源。3．知道相對論、量子論的主要內(nèi)容，認識其意義。4．以蒸汽機的發(fā)明和電氣技術(shù)的應用為例，說明科學技術(shù)進步對社會發(fā)展的作用。5．以網(wǎng)絡技術(shù)為例，理解現(xiàn)代信息技術(shù)對人類社會的影響。[基礎(chǔ)梳理]一、物理學的重大進展（一）經(jīng)典力學1．背景：（1）文藝復興運動解放了人們的思想，科學逐漸從神學的桎梏中解放出來，進入到實驗科學的時代；（2）資本主義經(jīng)濟的迅速發(fā)展，工場手工業(yè)發(fā)展的需要；（3）以伽利略為代表的科學家勇于探索的努力，奠定了經(jīng)典力學的理論基礎(chǔ)。2．伽利略――經(jīng)典力學的奠基者（意大利人）：（1）貢獻：①創(chuàng)立科學的研究方法：觀察和實驗。②物理學：通過實驗證實外力并不是維持運動狀態(tài)的原因，而只是改變運動狀態(tài)的原因；發(fā)現(xiàn)自由落體定律等物理學定律。（2）意義：大大改變了古希臘哲學家亞里士多德以來有關(guān)運動的觀念，開創(chuàng)了以實驗事實為根據(jù)并具有嚴密邏輯體系的近代科學，為后來經(jīng)典力學的創(chuàng)立和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。【知識鏈接】自由落體定律的發(fā)現(xiàn)是伽利略把科學實驗和理性思維相結(jié)合解決物理學問題的典范。它不僅發(fā)現(xiàn)了物體下落運動的客觀規(guī)律，而且為人類認識自然找到了一條正確的途徑和方法，因此，現(xiàn)在人們稱伽利略為近代科學之父。正是由于伽利略創(chuàng)立的科學方法，物理學研究才走上正確道路。3．經(jīng)典力學體系的形成――牛頓力學體系（1）標志：1687年牛頓發(fā)表《自然哲學的數(shù)學原理》，提出物體運動三大定律和萬有引力定律。（2）特點：以實驗為基礎(chǔ)，以數(shù)學為表達形式。（3）意義：①經(jīng)典力學體系的建立標志著近代科學的形成，推動了物理學的發(fā)展。②牛頓力學體系對解釋和預見物理現(xiàn)象具有決定性意義，根據(jù)牛頓力學體系，人們發(fā)現(xiàn)了海王星和冥王星等.（二）相對論的創(chuàng)立1．背景：19世紀，隨著物理學研究的進展，經(jīng)典力學無法解釋研究中遇到的一些新問題而面臨挑戰(zhàn)。2．相對論的提出及主要內(nèi)容：（1）提出：，德國物理學家愛因斯坦提出了著名的相對論。（2）內(nèi)容：相對論包含狹義相對論和廣義相對論。①狹義相對論認為，物體運動時，質(zhì)量會隨著物體運動速度增大而增加，同時，空間和時間也會隨著物體運動的變化而變化，即會發(fā)生尺縮效應和鐘慢效應。②廣義相對論認為，空間和時間的性質(zhì)不僅取決于物質(zhì)的運動情況，也取決于物質(zhì)本身的分布狀態(tài)。3．意義：（1）相對論的提出是物理學思想的一次重大革命，它否定了經(jīng)典力學的絕對時空論，深刻地揭示了時間和空間的本質(zhì)屬性。（2）愛因斯坦的相對論也發(fā)展了牛頓力學，將牛頓力學概括在相對論力學之中，推動物理學發(fā)展到一個新的高度。（三）量子論的誕生與發(fā)展1．背景：（1）19世紀末20世紀初，電子和放射性的發(fā)現(xiàn)打開了原子的大門，使人們對物質(zhì)的認識深入到了原子內(nèi)部。（2）微觀的粒子運動不能用經(jīng)典力學理論來說明。2．誕生：1900年，德國物理學家普朗克提出量子假說，認為輻射是由具有能量的基本單位量子來實現(xiàn)的，這一假說宣告了量子論的誕生。3．發(fā)展：（1）愛因斯坦利用量子論成功地解釋了光電效應，進一步推動了量子論的發(fā)展。（2）丹麥物理學家玻爾提出了有關(guān)原子的量子理論。（3）20世紀30年代，量子力學建立起來。量子力學是研究微觀世界粒子運動規(guī)律的科學。4．意義：⑴量子論使人類對微觀世界的基本認識取得革命性的進步,成為20世紀最深刻、最有成就的科學理論之一；⑵量子論與相對論一起構(gòu)成現(xiàn)代物理學的基礎(chǔ)，并彌補了經(jīng)典力學在認識宏觀世界和微觀世界方面的不足；⑶推動了物理學自身的進步，開闊了人們的視野，改變了人們認識世界的角度和方式。二、達爾文的進化論1．背景和原因：（1）歷史背景：中世紀，基督教會堅持上帝創(chuàng)世說，打擊“異端”，致使生物學研究進展緩慢；（2）思想：人文主義思潮對基督教神學的沖擊，面向現(xiàn)實世界、重視實踐、崇尚理性的追求蔚然成風；（3）物質(zhì)：17～18世紀資產(chǎn)階級革命和工業(yè)革命的發(fā)生，使人們視野開闊、思想更加開放；（4）理論：18世紀下半期到19世紀，生物學研究陸續(xù)取得重大成果。細胞學說的確立，為生命科學的研究奠定了基礎(chǔ)。2．達爾文生物進化論：（1）創(chuàng)立標志：1859年，英國科學家達爾文發(fā)表《物種起源》一書，創(chuàng)立了生物進化論。（2）主要觀點：①生物是進化而來的，一切生物都經(jīng)歷了由低級向高級、由簡單到復雜的發(fā)展過程；（否定了神創(chuàng)論觀點）②生物進化是逐漸的和連續(xù)的；（否定了物種不變的觀點）③生物界現(xiàn)存的物種具有共同的原始起源，不同物種的變異是“自然選擇”的結(jié)果；（否定了物種之間無聯(lián)系的觀點）④生存競爭和自然選擇是生物界的普遍規(guī)律，自然選擇是生物進化的基礎(chǔ)（即：物競天擇，適者生存，自然選擇）。（3）影響：①歐洲思想界：生物進化論從根本上改變了當時絕大多數(shù)人對生物界和人類在生物界中地位的看法，有力挑戰(zhàn)了封建神學創(chuàng)世說。②歐洲學術(shù)界：把發(fā)展變化思想引入生物界，開創(chuàng)了生物科學發(fā)展的新時代，達爾文被稱為“生物學領(lǐng)域的牛頓”；③社會變革：成為資產(chǎn)階級反對封建特權(quán)的思想武器，對處于國家危亡時期的中國思想界也產(chǎn)生巨大震動。三、從蒸汽機到互聯(lián)網(wǎng)（一）“蒸汽時代”的到來1．背景：（1）17世紀末，英國取得了資產(chǎn)階級革命的勝利，為經(jīng)濟發(fā)展掃清了障礙；（2）18世紀，隨著工場手工業(yè)的發(fā)展，應用機器進行生產(chǎn)成為可能；（3）科學技術(shù)為生產(chǎn)的發(fā)展提供了許多發(fā)現(xiàn)和發(fā)明。2．進程：（1）改良：18世紀60年代以后，英國人瓦特先后制成了單動式蒸汽機和聯(lián)動式蒸汽機；還又增加可自動調(diào)節(jié)蒸汽機速率的裝置，使用各種工作機，被稱為“萬能蒸汽機”。（2）應用：1785年，蒸汽機作為動力機投入使用，紡織、采礦、冶金、造紙業(yè)等工業(yè)部門都先后采用。（3）推廣：19世紀三四十年代，蒸汽機在歐洲和北美被廣泛采用，人類進入蒸汽時代。3．影響：（1）大大推動了機器的發(fā)明和使用，加快了工業(yè)革命的進程，推動人類社會由此進入“蒸汽時代”；（2）解決了工業(yè)發(fā)展中的動力問題，促使機器大工業(yè)的形成，改變了人們的生活和工作環(huán)境，真正意義上的社會化大生產(chǎn)逐漸形成；（3）形成了許多工業(yè)城市，英、法、美等國成為工業(yè)國家；（4）蒸汽機在交通運輸工具上的應用，使得世界各地的聯(lián)系更加密切，世界日益成為一個整體。（二）電氣革命的出現(xiàn)1．背景：各種工業(yè)發(fā)展的需要，科學家對電的不懈研究；英國科學家法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象，為發(fā)電機的研制奠定了理論基礎(chǔ)。2．進程：（1）德意志科學家西門子制成發(fā)電機（1866年），比利時人格拉姆發(fā)明了電動機；電力開始帶動機器，成為影響人們生產(chǎn)和生活的新能源。（2）長距離輸變電技術(shù)的日益成熟，電力被廣泛應用。（3）使用電力新發(fā)明的不斷涌現(xiàn)：愛迪生發(fā)明電燈以及電話、電車、電影和無線電報的出現(xiàn)，說明人類社會進入了“電氣時代”。3．電氣革命的影響：（1）工業(yè)生產(chǎn)出現(xiàn)了新的技術(shù)革命浪潮，促進了工業(yè)的迅速發(fā)展，人類進入了電氣時代；（2）企業(yè)規(guī)模越來越大，生產(chǎn)和資本的集中促成了壟斷組織的形成；（3）改變著社會結(jié)構(gòu)和世界形勢，確立了資產(chǎn)階級對世界的統(tǒng)治，世界日益成為一個整體；（4）電氣技術(shù)的廣泛應用，使城市的面貌和人們的社會生活發(fā)生了巨大的變化。（三）信息技術(shù)的發(fā)展1．互聯(lián)網(wǎng)的誕生和發(fā)展：⑴1946年，美國研制世界上第一臺電子計算機，奠定了現(xiàn)代信息技術(shù)的基礎(chǔ)。⑵20世紀60年代末，美國加緊對信息技術(shù)的研究與開發(fā)。1969年，美國國防部建立包括四個站點的網(wǎng)絡，促進了互聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)生。⑶20世紀90年代以來，互聯(lián)網(wǎng)進一步發(fā)展為全球信息網(wǎng)，即WWW（WorldWideWeb），音譯為互聯(lián)網(wǎng)。2．互聯(lián)網(wǎng)的功用和特點：（1）功用：可以提供文件傳輸、電子信箱、聊天等服務。（2）特點：網(wǎng)絡媒體作為一種新的傳播媒體，具有界面直觀、聲像兼?zhèn)?、鏈接靈活和高速傳輸?shù)奶攸c。3．互聯(lián)網(wǎng)的影響：（1）積極影響：①互聯(lián)網(wǎng)在社會各個領(lǐng)域發(fā)揮了巨大的作用，信息化社會開始出現(xiàn)；②加快了經(jīng)濟全球化的步伐，促使知識經(jīng)濟的興起；③促進了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，有力地拉動消費需求；④提高了工作效率，改變了人們的生活方式和社會交往方式。（2）負面影響：①信息泛濫、垃圾信息、網(wǎng)絡安全與犯罪影響著經(jīng)濟的安全和社會的穩(wěn)定；②青少年沉迷于網(wǎng)絡，影響了正常的學習和生活；③全球各國圍繞互聯(lián)網(wǎng)展開了激烈的競爭，造成了世界更加動蕩不安。（3）應對：①普及計算機和互聯(lián)網(wǎng)知識，提高人們的認識和操作水平；②對青少年應加強道德和相關(guān)法律知識教育，樹立正確的認知能力和價值觀；③加大完善社會監(jiān)督機制和規(guī)范相關(guān)立法。[重難突破]1：牛頓系統(tǒng)地總結(jié)了前人的研究成果，創(chuàng)造了牛頓運動三大定律和萬有引力定律，建立了經(jīng)典力學完整而嚴密的體系。結(jié)合所學知識分析經(jīng)典力學體系的突出特征和歷史地位。（1）特征：一是注重實驗；二是數(shù)學化；三是注重研究人們?nèi)粘Ｉ畹暮暧^世界。（2）地位：①牛頓力學把自然界的一切力學現(xiàn)象囊括在力學體系中，是人類對自然界認識史上第一次理論大綜合。②牛頓力學是經(jīng)典物理學和天文學的基礎(chǔ)，也是工程力學及工程技術(shù)的理論基礎(chǔ)，標志近代科學的產(chǎn)生和人類科學時代的開始。③促使科學擺脫了神學的束縛并向前發(fā)展，為18世紀的工業(yè)革命及其以后的機器生產(chǎn)奠定了科學理論基礎(chǔ).④牛頓力學體系用數(shù)學方法精確描述宇宙運行的自然法則，為法國啟蒙思想和唯物主義哲學奠定了科學基礎(chǔ)；打擊了宗教神學數(shù)學，促進了人類思想不斷解放。2：16世紀以來西方科技迅速發(fā)展的的原因有哪些？(1)資本主義工業(yè)和商品經(jīng)濟的發(fā)展為近代自然科學的發(fā)展奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)并成為主要動力。(2)新興的資產(chǎn)階級在經(jīng)濟上和政治上對自然科學的迫切需要。一方面，資本主義的發(fā)展需要自然科學的發(fā)展來促進生產(chǎn)力的發(fā)展；另一方面，新興資產(chǎn)階級要求掌握政治權(quán)力，他們需要把自然科學作為反對宗教統(tǒng)治爭取思想自由的理論武器。(3)自然科學自身發(fā)展的需要。經(jīng)過中世紀前期的漫長黑夜，自然科學逐漸復興。資本主義生產(chǎn)方式的產(chǎn)生和發(fā)展，不僅向自然科學提出大量的研究課題，還提供了豐富的經(jīng)驗材料以及新的科學實驗條件。(4)文藝復興、地理大發(fā)現(xiàn)、宗教改革、啟蒙運動的推動。(5)面向現(xiàn)實、重視實驗、崇尚理性的科研精神和科學方法，也有利于科學的發(fā)明和發(fā)展。3：“蒸汽時代”到來的消極影響有哪些？(1)環(huán)境污染開始，以化石燃料、以燃煤動力為基礎(chǔ)，通過大量消耗自然資源、排放工業(yè)污水來發(fā)展經(jīng)濟，造成了環(huán)境污染；空氣中的二氧化硫排放量與煤消費量同步，火車產(chǎn)生的廢氣、工業(yè)污水、臭氧層破壞、溫室效應、大氣土壤中的有害物質(zhì)等，直接污染食品污染盤中餐；(2)社會貧富差距拉大，資本家越來越富有，工人越來越貧窮，人際關(guān)系冷漠，階級對抗加?。?3)加劇殖民侵略和掠奪，拉大資本主義國家與殖民地半殖民地的差距。4：18世紀下半期開始于英國的工業(yè)革命，是近代以來的第一次世界性技術(shù)革命，從此人類進入“蒸汽時代”；19世紀70年代開始的第二次世界性技術(shù)革命以電力的廣泛應用為標志，從此人類進入“電氣時代”。你知道“蒸汽時代”與“電氣時代”的發(fā)明有何異同嗎？閱讀P64【學思之窗】思考：你覺得應該怎樣評價蒸汽機和電力的應用對社會發(fā)展的作用？（1）相同點：都是解決人類社會的動力問題。（2）不同點：“蒸汽時代”的發(fā)明側(cè)重于輕工業(yè)；科學含量不高；發(fā)明者主要是工人、技師；發(fā)明主要集中在英國?！半姎鈺r代”的發(fā)明側(cè)重于基礎(chǔ)工業(yè)、重工業(yè)；科學含量高；發(fā)明者主要是科學家、工程師；發(fā)明涉及主要資本主義國家。（3）評價：機器的使用更加普遍，大大促進了生產(chǎn)力發(fā)展；改變著社會結(jié)構(gòu)和世界形勢，世界日益成為一個整體；加快城市化進程，人們生活更加豐富多彩。但是，另一方面，由于人類在工業(yè)化過程中過分地消耗資源，造成環(huán)境的惡化等一系列問題。5:科技進步，是推動社會發(fā)展的重要因素。以“蒸汽時代”“電氣時代”“信息時代”為標志的三次科技革命都大大提高了生產(chǎn)力水平，促進了經(jīng)濟迅速發(fā)展，極大地改變了人類社會的面貌，充分證明了“科學技術(shù)是生產(chǎn)力”。你知道三次科技革命在動力（能源）、信息傳播方式上的重要區(qū)別嗎？綜合分析科技革命對社會發(fā)展產(chǎn)生的巨大影響。（1）區(qū)別：時期動力（能源）時期動力（能源）信息傳播方式工業(yè)革命前人力、畜力等馬車蒸汽時代蒸汽機蒸汽機車、輪船電氣時代電力、石油電話、留聲機、飛機、汽車信息時代原子能（核能）互聯(lián)網(wǎng)（2）影響：①促使社會生產(chǎn)力大幅度提高；②極大地改變了社會結(jié)構(gòu)；③推動了城市化進程；④改變著人們的生活方式、生產(chǎn)方式和思維方式，使人們生活更加豐富多彩，從而推動人類社會的不斷進步；⑤世界各地的聯(lián)系更加密切，世界日益成為一個整體；⑥帶來一些消極影響，如環(huán)境污染、網(wǎng)絡安全問題等。[當堂訓練]1、15世紀時，關(guān)注天體的哥白尼創(chuàng)立了“太陽中心說”，關(guān)注海洋的哥倫布發(fā)現(xiàn)了美洲新大陸，就當時的時代背景而言，主要是因為A．文藝復興運動解放了人們的思想，啟導人們認識科學、認識自然，征服自然的行動B．哥白尼的科學愛好．哥倫布的探索精神C．新興資產(chǎn)階級登上歐洲的政治舞臺D．資本土義發(fā)展的歷史時代之需要2、有學者指出：現(xiàn)在《美國遺產(chǎn)詞典》將“科學”定義為“對自然現(xiàn)象的觀察、鑒定、描述、實驗研究與理論分析。”從本質(zhì)上來說，這就是伽利略的方法。對該學者這種說法的理解正確的是：A．我們今天科學研究的具體方法仍然超越不了伽利略B．伽利略的貢獻在于開創(chuàng)了現(xiàn)代科學研究的基本方法C．自從有了伽利略，人類才開始進行科學研究D．伽利略已經(jīng)給“科學”下了精確的定義3、“牛頓的發(fā)現(xiàn)，給人類帶來從未有過的自信。曾經(jīng)匍匐在上帝腳下的人類，終于大膽地抬起頭來，開始用自已理性的眼光打量世界。”這主要說明牛頓的發(fā)現(xiàn)A．推動了天文學的發(fā)展B．促進了人類的思想解放C．使人類徹底擺脫了神學的影響D．使人類開始關(guān)注現(xiàn)實世界4、在下列自然科學成就中，影響遠遠超越其學科范圍，擴展到社會和經(jīng)濟思想領(lǐng)域，并對中國近代民主思想產(chǎn)生了重要影響的是經(jīng)典力學B．進化論C．相對論D．量子論5、達爾文進化論在近代中國社會產(chǎn)生了深遠影響，主要是指它A．促進了民族意識的覺醒

B．促進了中國近代科學的興起C．激發(fā)中國人民的斗爭熱情

D．為變法圖存了提供理論依據(jù)6、（09鹽城三調(diào)）“達爾文將物競天擇說應用到了物種的變異上，并且掌握了足夠的證據(jù)說服了全球的科學家，因此他取得了成功。”下列有關(guān)達爾文進化論的評述正確的是①繼承發(fā)展了普朗克早期進化論思想②揭示了自然界進化的基本規(guī)則③論證了人類社會由低極到高級的發(fā)展規(guī)律④沉重打擊了上帝創(chuàng)造萬物說①②③④B．①②④C．②④D．①③7、馬克思曾預言“蒸汽大王在前一個世紀中翻轉(zhuǎn)了整個世界，現(xiàn)在它的統(tǒng)治已到末日，另外一種更大無比的革命力量——電力的火花將取而代之。”在“電力火花”取代“蒸汽大王”的過程中，關(guān)鍵性的科學發(fā)現(xiàn)和發(fā)明有①電磁感應現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)②內(nèi)燃機的創(chuàng)制③普朗克提出量子論④西門子研制成功發(fā)電機A.①②B．③④C．①④D．②③8、（08南通三調(diào)）推動下列交通工具出現(xiàn)的重大發(fā)明分別是史蒂芬孫制造的火車汽車A．蒸汽機和內(nèi)燃機B．發(fā)電機和蒸汽機C．電動機和內(nèi)燃機