高中历史人教版文化史第四单元近代以来世界的科学发展历程

第四单元近现代以来世界的科技与文化[课程框架]近代以来，从经典力学的建立到相对论、量子论的提出，人们对世界变化的认识开始由宏观世界深入到微观世界。生物学领域经历了创世神话到生物进化的理论演变，在一定程度上破解了生命起源之谜。三次科技革命分别使人类进入蒸汽时代、电气时代和信息时代，改变了世界的面貌和人类的生活方式。[课程标准]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重要地位。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．知道相对论、量子论的主要内容，认识其意义。4．以蒸汽机的发明和电气技术的应用为例，说明科学技术进步对社会发展的作用。5．以网络技术为例，理解现代信息技术对人类社会的影响。[基础梳理]一、物理学的重大进展（一）经典力学1．背景：（1）文艺复兴运动解放了人们的思想，科学逐渐从神学的桎梏中解放出来，进入到实验科学的时代；（2）资本主义经济的迅速发展，工场手工业发展的需要；（3）以伽利略为代表的科学家勇于探索的努力，奠定了经典力学的理论基础。2．伽利略――经典力学的奠基者（意大利人）：（1）贡献：①创立科学的研究方法：观察和实验。②物理学：通过实验证实外力并不是维持运动状态的原因，而只是改变运动状态的原因；发现自由落体定律等物理学定律。（2）意义：大大改变了古希腊哲学家亚里士多德以来有关运动的观念，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，为后来经典力学的创立和发展奠定了基础。【知识链接】自由落体定律的发现是伽利略把科学实验和理性思维相结合解决物理学问题的典范。它不仅发现了物体下落运动的客观规律，而且为人类认识自然找到了一条正确的途径和方法，因此，现在人们称伽利略为近代科学之父。正是由于伽利略创立的科学方法，物理学研究才走上正确道路。3．经典力学体系的形成――牛顿力学体系（1）标志：1687年牛顿发表《自然哲学的数学原理》，提出物体运动三大定律和万有引力定律。（2）特点：以实验为基础，以数学为表达形式。（3）意义：①经典力学体系的建立标志着近代科学的形成，推动了物理学的发展。②牛顿力学体系对解释和预见物理现象具有决定性意义，根据牛顿力学体系，人们发现了海王星和冥王星等.（二）相对论的创立1．背景：19世纪，随着物理学研究的进展，经典力学无法解释研究中遇到的一些新问题而面临挑战。2．相对论的提出及主要内容：（1）提出：，德国物理学家爱因斯坦提出了著名的相对论。（2）内容：相对论包含狭义相对论和广义相对论。①狭义相对论认为，物体运动时，质量会随着物体运动速度增大而增加，同时，空间和时间也会随着物体运动的变化而变化，即会发生尺缩效应和钟慢效应。②广义相对论认为，空间和时间的性质不仅取决于物质的运动情况，也取决于物质本身的分布状态。3．意义：（1）相对论的提出是物理学思想的一次重大革命，它否定了经典力学的绝对时空论，深刻地揭示了时间和空间的本质属性。（2）爱因斯坦的相对论也发展了牛顿力学，将牛顿力学概括在相对论力学之中，推动物理学发展到一个新的高度。（三）量子论的诞生与发展1．背景：（1）19世纪末20世纪初，电子和放射性的发现打开了原子的大门，使人们对物质的认识深入到了原子内部。（2）微观的粒子运动不能用经典力学理论来说明。2．诞生：1900年，德国物理学家普朗克提出量子假说，认为辐射是由具有能量的基本单位量子来实现的，这一假说宣告了量子论的诞生。3．发展：（1）爱因斯坦利用量子论成功地解释了光电效应，进一步推动了量子论的发展。（2）丹麦物理学家玻尔提出了有关原子的量子理论。（3）20世纪30年代，量子力学建立起来。量子力学是研究微观世界粒子运动规律的科学。4．意义：⑴量子论使人类对微观世界的基本认识取得革命性的进步,成为20世纪最深刻、最有成就的科学理论之一；⑵量子论与相对论一起构成现代物理学的基础，并弥补了经典力学在认识宏观世界和微观世界方面的不足；⑶推动了物理学自身的进步，开阔了人们的视野，改变了人们认识世界的角度和方式。二、达尔文的进化论1．背景和原因：（1）历史背景：中世纪，基督教会坚持上帝创世说，打击“异端”，致使生物学研究进展缓慢；（2）思想：人文主义思潮对基督教神学的冲击，面向现实世界、重视实践、崇尚理性的追求蔚然成风；（3）物质：17～18世纪资产阶级革命和工业革命的发生，使人们视野开阔、思想更加开放；（4）理论：18世纪下半期到19世纪，生物学研究陆续取得重大成果。细胞学说的确立，为生命科学的研究奠定了基础。2．达尔文生物进化论：（1）创立标志：1859年，英国科学家达尔文发表《物种起源》一书，创立了生物进化论。（2）主要观点：①生物是进化而来的，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；（否定了神创论观点）②生物进化是逐渐的和连续的；（否定了物种不变的观点）③生物界现存的物种具有共同的原始起源，不同物种的变异是“自然选择”的结果；（否定了物种之间无联系的观点）④生存竞争和自然选择是生物界的普遍规律，自然选择是生物进化的基础（即：物竞天择，适者生存，自然选择）。（3）影响：①欧洲思想界：生物进化论从根本上改变了当时绝大多数人对生物界和人类在生物界中地位的看法，有力挑战了封建神学创世说。②欧洲学术界：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，达尔文被称为“生物学领域的牛顿”；③社会变革：成为资产阶级反对封建特权的思想武器，对处于国家危亡时期的中国思想界也产生巨大震动。三、从蒸汽机到互联网（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，为经济发展扫清了障碍；（2）18世纪，随着工场手工业的发展，应用机器进行生产成为可能；（3）科学技术为生产的发展提供了许多发现和发明。2．进程：（1）改良：18世纪60年代以后，英国人瓦特先后制成了单动式蒸汽机和联动式蒸汽机；还又增加可自动调节蒸汽机速率的装置，使用各种工作机，被称为“万能蒸汽机”。（2）应用：1785年，蒸汽机作为动力机投入使用，纺织、采矿、冶金、造纸业等工业部门都先后采用。（3）推广：19世纪三四十年代，蒸汽机在欧洲和北美被广泛采用，人类进入蒸汽时代。3．影响：（1）大大推动了机器的发明和使用，加快了工业革命的进程，推动人类社会由此进入“蒸汽时代”；（2）解决了工业发展中的动力问题，促使机器大工业的形成，改变了人们的生活和工作环境，真正意义上的社会化大生产逐渐形成；（3）形成了许多工业城市，英、法、美等国成为工业国家；（4）蒸汽机在交通运输工具上的应用，使得世界各地的联系更加密切，世界日益成为一个整体。（二）电气革命的出现1．背景：各种工业发展的需要，科学家对电的不懈研究；英国科学家法拉第发现电磁感应现象，为发电机的研制奠定了理论基础。2．进程：（1）德意志科学家西门子制成发电机（1866年），比利时人格拉姆发明了电动机；电力开始带动机器，成为影响人们生产和生活的新能源。（2）长距离输变电技术的日益成熟，电力被广泛应用。（3）使用电力新发明的不断涌现：爱迪生发明电灯以及电话、电车、电影和无线电报的出现，说明人类社会进入了“电气时代”。3．电气革命的影响：（1）工业生产出现了新的技术革命浪潮，促进了工业的迅速发展，人类进入了电气时代；（2）企业规模越来越大，生产和资本的集中促成了垄断组织的形成；（3）改变着社会结构和世界形势，确立了资产阶级对世界的统治，世界日益成为一个整体；（4）电气技术的广泛应用，使城市的面貌和人们的社会生活发生了巨大的变化。（三）信息技术的发展1．互联网的诞生和发展：⑴1946年，美国研制世界上第一台电子计算机，奠定了现代信息技术的基础。⑵20世纪60年代末，美国加紧对信息技术的研究与开发。1969年，美国国防部建立包括四个站点的网络，促进了互联网的产生。⑶20世纪90年代以来，互联网进一步发展为全球信息网，即WWW（WorldWideWeb），音译为互联网。2．互联网的功用和特点：（1）功用：可以提供文件传输、电子信箱、聊天等服务。（2）特点：网络媒体作为一种新的传播媒体，具有界面直观、声像兼备、链接灵活和高速传输的特点。3．互联网的影响：（1）积极影响：①互联网在社会各个领域发挥了巨大的作用，信息化社会开始出现；②加快了经济全球化的步伐，促使知识经济的兴起；③促进了传统产业的发展，有力地拉动消费需求；④提高了工作效率，改变了人们的生活方式和社会交往方式。（2）负面影响：①信息泛滥、垃圾信息、网络安全与犯罪影响着经济的安全和社会的稳定；②青少年沉迷于网络，影响了正常的学习和生活；③全球各国围绕互联网展开了激烈的竞争，造成了世界更加动荡不安。（3）应对：①普及计算机和互联网知识，提高人们的认识和操作水平；②对青少年应加强道德和相关法律知识教育，树立正确的认知能力和价值观；③加大完善社会监督机制和规范相关立法。[重难突破]1：牛顿系统地总结了前人的研究成果，创造了牛顿运动三大定律和万有引力定律，建立了经典力学完整而严密的体系。结合所学知识分析经典力学体系的突出特征和历史地位。（1）特征：一是注重实验；二是数学化；三是注重研究人们日常生活的宏观世界。（2）地位：①牛顿力学把自然界的一切力学现象囊括在力学体系中，是人类对自然界认识史上第一次理论大综合。②牛顿力学是经典物理学和天文学的基础，也是工程力学及工程技术的理论基础，标志近代科学的产生和人类科学时代的开始。③促使科学摆脱了神学的束缚并向前发展，为18世纪的工业革命及其以后的机器生产奠定了科学理论基础.④牛顿力学体系用数学方法精确描述宇宙运行的自然法则，为法国启蒙思想和唯物主义哲学奠定了科学基础；打击了宗教神学数学，促进了人类思想不断解放。2：16世纪以来西方科技迅速发展的的原因有哪些？(1)资本主义工业和商品经济的发展为近代自然科学的发展奠定了物质基础并成为主要动力。(2)新兴的资产阶级在经济上和政治上对自然科学的迫切需要。一方面，资本主义的发展需要自然科学的发展来促进生产力的发展；另一方面，新兴资产阶级要求掌握政治权力，他们需要把自然科学作为反对宗教统治争取思想自由的理论武器。(3)自然科学自身发展的需要。经过中世纪前期的漫长黑夜，自然科学逐渐复兴。资本主义生产方式的产生和发展，不仅向自然科学提出大量的研究课题，还提供了丰富的经验材料以及新的科学实验条件。(4)文艺复兴、地理大发现、宗教改革、启蒙运动的推动。(5)面向现实、重视实验、崇尚理性的科研精神和科学方法，也有利于科学的发明和发展。3：“蒸汽时代”到来的消极影响有哪些？(1)环境污染开始，以化石燃料、以燃煤动力为基础，通过大量消耗自然资源、排放工业污水来发展经济，造成了环境污染；空气中的二氧化硫排放量与煤消费量同步，火车产生的废气、工业污水、臭氧层破坏、温室效应、大气土壤中的有害物质等，直接污染食品污染盘中餐；(2)社会贫富差距拉大，资本家越来越富有，工人越来越贫穷，人际关系冷漠，阶级对抗加剧；(3)加剧殖民侵略和掠夺，拉大资本主义国家与殖民地半殖民地的差距。4：18世纪下半期开始于英国的工业革命，是近代以来的第一次世界性技术革命，从此人类进入“蒸汽时代”；19世纪70年代开始的第二次世界性技术革命以电力的广泛应用为标志，从此人类进入“电气时代”。你知道“蒸汽时代”与“电气时代”的发明有何异同吗？阅读P64【学思之窗】思考：你觉得应该怎样评价蒸汽机和电力的应用对社会发展的作用？（1）相同点：都是解决人类社会的动力问题。（2）不同点：“蒸汽时代”的发明侧重于轻工业；科学含量不高；发明者主要是工人、技师；发明主要集中在英国。“电气时代”的发明侧重于基础工业、重工业；科学含量高；发明者主要是科学家、工程师；发明涉及主要资本主义国家。（3）评价：机器的使用更加普遍，大大促进了生产力发展；改变着社会结构和世界形势，世界日益成为一个整体；加快城市化进程，人们生活更加丰富多彩。但是，另一方面，由于人类在工业化过程中过分地消耗资源，造成环境的恶化等一系列问题。5:科技进步，是推动社会发展的重要因素。以“蒸汽时代”“电气时代”“信息时代”为标志的三次科技革命都大大提高了生产力水平，促进了经济迅速发展，极大地改变了人类社会的面貌，充分证明了“科学技术是生产力”。你知道三次科技革命在动力（能源）、信息传播方式上的重要区别吗？综合分析科技革命对社会发展产生的巨大影响。（1）区别：时期动力（能源）时期动力（能源）信息传播方式工业革命前人力、畜力等马车蒸汽时代蒸汽机蒸汽机车、轮船电气时代电力、石油电话、留声机、飞机、汽车信息时代原子能（核能）互联网（2）影响：①促使社会生产力大幅度提高；②极大地改变了社会结构；③推动了城市化进程；④改变着人们的生活方式、生产方式和思维方式，使人们生活更加丰富多彩，从而推动人类社会的不断进步；⑤世界各地的联系更加密切，世界日益成为一个整体；⑥带来一些消极影响，如环境污染、网络安全问题等。[当堂训练]1、15世纪时，关注天体的哥白尼创立了“太阳中心说”，关注海洋的哥伦布发现了美洲新大陆，就当时的时代背景而言，主要是因为A．文艺复兴运动解放了人们的思想，启导人们认识科学、认识自然，征服自然的行动B．哥白尼的科学爱好．哥伦布的探索精神C．新兴资产阶级登上欧洲的政治舞台D．资本土义发展的历史时代之需要2、有学者指出：现在《美国遗产词典》将“科学”定义为“对自然现象的观察、鉴定、描述、实验研究与理论分析。”从本质上来说，这就是伽利略的方法。对该学者这种说法的理解正确的是：A．我们今天科学研究的具体方法仍然超越不了伽利略B．伽利略的贡献在于开创了现代科学研究的基本方法C．自从有了伽利略，人类才开始进行科学研究D．伽利略已经给“科学”下了精确的定义3、“牛顿的发现，给人类带来从未有过的自信。曾经匍匐在上帝脚下的人类，终于大胆地抬起头来，开始用自已理性的眼光打量世界。”这主要说明牛顿的发现A．推动了天文学的发展B．促进了人类的思想解放C．使人类彻底摆脱了神学的影响D．使人类开始关注现实世界4、在下列自然科学成就中，影响远远超越其学科范围，扩展到社会和经济思想领域，并对中国近代民主思想产生了重要影响的是经典力学B．进化论C．相对论D．量子论5、达尔文进化论在近代中国社会产生了深远影响，主要是指它A．促进了民族意识的觉醒

B．促进了中国近代科学的兴起C．激发中国人民的斗争热情

D．为变法图存了提供理论依据6、（09盐城三调）“达尔文将物竞天择说应用到了物种的变异上，并且掌握了足够的证据说服了全球的科学家，因此他取得了成功。”下列有关达尔文进化论的评述正确的是①继承发展了普朗克早期进化论思想②揭示了自然界进化的基本规则③论证了人类社会由低极到高级的发展规律④沉重打击了上帝创造万物说①②③④B．①②④C．②④D．①③7、马克思曾预言“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，另外一种更大无比的革命力量——电力的火花将取而代之。”在“电力火花”取代“蒸汽大王”的过程中，关键性的科学发现和发明有①电磁感应现象的发现②内燃机的创制③普朗克提出量子论④西门子研制成功发电机A.①②B．③④C．①④D．②③8、（08南通三调）推动下列交通工具出现的重大发明分别是史蒂芬孙制造的火车汽车A．蒸汽机和内燃机B．发电机和蒸汽机C．电动机和内燃机