一轮学案第40讲近代以来世界的科学发展历程

第十四单元近现代世界的科教和文艺时空坐标阶段特征本单元主要讲述了近代以来世界科技、文学艺术的发展以及现代中国在科技、教育、文艺事业等方面取得的辉煌成就。主要包括以下三条线索:线索一:近代以来的科学技术近现代物理学的发展经历了牛顿经典力学、相对论创立、量子论诞生的历程,人类的认识从宏观世界深入微观世界。达尔文提出了生物进化论,打破了对基督教神学的迷信,对后世影响巨大。从工业革命开始,人类经历了“蒸汽时代”、“电气时代”、信息时代的发展历程,推动了社会生产力及人类生产生活的巨大变化。线索二:19世纪以来的文学艺术近现代世界的文学、美术、音乐、影视艺术的发展演变与资本主义政治、经济及社会生活交织在一起,流派纷呈,具有鲜明的时代感和多元化的特色。线索三:现代中国的科技、教育和文艺从“两弹一星”到“神舟五号”发射成功,表明我国在科技领域取得重大突破。“科教兴国”战略的提出,推动现代化教育事业的发展,“双百”方针在改革开放后大放异彩,科学研究与文艺事业迎来春天。第40讲近代以来世界的科学发展历程备考指导素养目标把握两个方面近现代科学理论和科学技术(1)通过对量子论产生的历史意义的学习,学会运用唯物史观辩证地分析问题(2)认识近代自然科学的伟大成就和科学家探索自然的科学精神,树立继承和发展科学信念的历史价值观(3)通过有关生命起源的材料进行历史解释,认识科学和宗教在生命起源问题上产生的尖锐对立(4)结合科学技术进步对人类的意义,认识科技是第一生产力,是推动人类社会发展的终极动力注意四个理论牛顿经典力学(内容、地位);爱因斯坦的相对论;普朗克的量子论;达尔文的进化论(主要观点及意义)理解三点认识社会需求是科学技术革命的动力;科学革命推动社会变革;科学技术具有“双刃剑”作用知识排查教材深化一、物理学的重大进展1.经典力学(1)奠基者:伽利略。①背景:文艺复兴运动不仅解放了人们的思想,也推动了科学研究的发展。②成就:通过实验,发现自由落体定律等物理学定律;自制望远镜观察天体并取得大量成果。③意义: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,为经典力学体系的创立和发展奠定了基础。(2)创立者:牛顿。①标志:1687年,牛顿出版《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等。②特点:以实验为基础,以数学为表达形式。③意义:标志着人类科学时代的开始;对解释和预见物理现象,具有决定性意义;后来,根据万有引力定律,人们发现了海王星等。情境体验1.1600年,意大利著名哲学家、捍卫和发展了太阳中心说的天文学家布鲁诺被教会烧死;1602年,明末思想家李贽在狱中自尽身亡,他们的思想都被称为“异端”。与这些所谓“异端”相对立的思想分别是什么?思维点拨经典力学体现了近代科学的显著特征:一是注重实验;二是数学化。这种数学化的根源是自然内在的数学关系。自然的数学结构是近代科学的先驱们深信不疑的真理。2.相对论的创立(1)背景:19世纪,经典力学无法解释研究中遇到的一些新问题,面临着挑战。(2)提出:20世纪初,爱因斯坦提出了相对论。(3)内容①狭义相对论:物体运动时,质量随着物体运动速度的增大而增加,同时,空间和时间也会随着物体运动速度的变化而变化,即会发生尺缩效应和钟慢效应。②广义相对论:空间和时间的性质取决于物质的运动情况和物质本身的分布状态。(4)意义①相对论的提出是物理学领域的一次重大革命,它否定了经典力学的绝对时空观,深刻地揭示了时间和空间的本质属性。②它也发展了牛顿力学,将其概括在相对论力学之中,推动物理学发展到一个新的高度。辨析比较牛顿力学与爱因斯坦相对论的关系爱因斯坦的相对论只否定了牛顿的绝对时空观,没有否定牛顿力学。相对论发展了牛顿经典力学,打破了传统的时空观。牛顿力学是相对论在低速状态下的一个特例。牛顿力学是整个力学的基础,牛顿所创造的概念,至今仍指导着我们的物理学思想。3.量子论的诞生与发展(1)背景①19世纪末20世纪初,电子和放射线的发现,打开了原子的大门。②实验表明微观的粒子运动不能用经典力学的理论来说明。(2)诞生:1900年,德国物理学家普朗克提出量子假说。(3)内容:辐射像物质一样,是由具有能量的基本单位量子来实现的。(4)发展①爱因斯坦利用量子理论成功地解释了光电效应。②丹麦物理学家玻尔提出了有关原子的量子理论。③20世纪30年代,量子力学建立。(5)影响: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。它与相对论一起构成了现代物理学的基础。二、探索生命起源之谜1.背景(1)基督教坚持上帝创世说,生物学研究进展缓慢。(2)文艺复兴后,基督教神学受到极大的冲击。面向现实世界、重视实践、崇尚理性的追求蔚然成风。(3)资产阶级革命和工业革命的发生,使人们的视野不断拓宽,思想更加开放。(4)细胞学说的确立,为生命科学的研究奠定了基础。2.奠基——拉马克的早期生物进化思想(1)提出了生物从低级向高级发展进化的观点。(2)提出“用进废退”和“获得性遗传”两个原则。3.标志:1859年,达尔文发表《物种起源》。4.内容(1)一切生物都经历了从低级向高级、从简单到复杂的发展过程。(2)提出“物竞天择,适者生存,自然选择”的原理。5.意义:有力挑战了封建神学创世说,达尔文被称为“生物学领域的牛顿”。情境体验2.1859年11月24日清晨,雾霭中,伦敦几家书店的门口人声鼎沸,人们争先恐后地排队购买刚出版的新书……初版1250本书在发行的当天就被销售一空。……书中的观点震撼了世界。材料中所提书籍的影响是什么?思维提升社会达尔文主义达尔文《物种起源》问世后,英国学者斯宾塞将达尔文的学说运用到社会历史领域,创立了社会达尔文主义。这种社会哲学认为,人类社会也像自然界一样,存在着生存竞争。在竞争中,强者生存了下来,而弱者则被淘汰。只有这样,人类社会才能进步。社会达尔文主义有其学术价值,不能完全否定。但是这种观点将自然界的生存竞争规律搬到社会学的研究中来,公开主张国家之间、民族之间以及人与人之间的“弱肉强食、优胜劣汰”,公然将以强凌弱的强权主义宣称为“社会伦理”,是不可取的。三、从蒸汽机到互联网1.“蒸汽时代”的到来(1)背景①17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。②18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)过程①改良:18世纪80年代,瓦特制造了联动式蒸汽机,采用曲柄机构,使往复的直线运动转变为旋转运动。②应用:蒸汽机作为动力应用于各工业部门。③推广:19世纪三四十年代,蒸汽机在欧洲、北美被广泛采用。(3)影响①解决了工业发展中的动力问题,推动人类社会由此进入“蒸汽时代”。②机器大工业生产的出现使真正意义上的社会化大生产逐渐形成。③在工业化进程中,形成了许多工业城市,英、法、美等国家成为工业国家。④蒸汽动力在交通运输工具上的应用,使世界各地的联系更加密切。2.电气革命的出现(1)条件:1831年,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随着发电机和电动机的发明和使用,电力成为一种新能源。②长距离的输变电技术日趋成熟。(3)影响①工业生产:促成了新兴工业部门和新技术的出现,促进工业的迅速发展。②世界形势:资产阶级开始确立对世界的统治。③生产关系:生产和资本的集中促成了垄断组织的形成。④社会生活:使城市的面貌和人们的社会生活发生了巨大的变化。辨析比较正确区分“蒸汽时代”与“电气时代”的发明(1)“蒸汽时代”的发明侧重于轻工业,科技含量不高,发明者主要是工人、技师,发明地主要集中在英国。(2)“电气时代”的发明侧重于基础工业、重工业,科技含量高,发明者主要是科学家,发明地涉及主要资本主义国家。3.信息技术的发展(1)进程①1946年,美国研制成世界上第一台电子计算机,奠定了现代信息技术的基础。②1969年,美国建立了包括四个站点的网络,促成了互联网的诞生。③20世纪90年代以后,互联网进一步发展为全球信息网。(2)影响①积极:信息化社会开始出现;信息经济在世界各地全面发展,加快了经济全球化的步伐;传统产业获得新的发展;改变着人们的工作方式、生活方式和社会交往方式。②消极:网络给人们特别是青少年带来一定的负面影响。主题探究能力提升主题一人类进步的引擎——近代科学的发展探究史料实证——近代思想解放与近代科学技术发展的关系材料近代科学是启蒙思想家们彻底批判宗教神学和封建专制的有力武器,科学已不单纯是一种自然知识体系或满足人类生存需要的工具,而是代表了一种崭新的精神、一种独特的文化。科学文化与法国启蒙运动的互动,为启蒙运动和大革命奠定了思想、文化基础;科学文化在经历了启蒙运动和大革命的洗礼后,变得愈加丰富多彩,法国科学从18世纪中叶到19世纪初期出现空前繁荣。——摘编自杨宁一《历史学习新视野新知识》探究概括材料中的观点。【认知深化】近代思想解放与近代科学技术产生、发展的关系(1)思想解放促进了近代科学技术的产生和发展。①意大利的文艺复兴运动从思想上解放了人性,把人从宗教神学的束缚中解放出来,激发了人对宇宙、自然和人自身的探究热情。文艺复兴运动为打破地心说提供了思想动力和精神基础。②宗教改革、启蒙运动对人们思想的解放,为近代科学技术的发展提供了思想条件。(2)近代科学技术的发展促进了新的思想解放。①近代天文学革命打破了中世纪神学世界观的支柱之一——地心说,给神学以极大冲击。②牛顿用数学的研究方法描述宇宙运行的自然法则,为启蒙思想提供了科学理论依据,对启蒙运动的开展起了重要的推动作用。③进化论的观点挑战基督教神学所宣扬的神创论,促进了人类思想的解放。总之,科学技术的进步、思想的解放,使人类的思想方法、思维方式发生巨大变化,推动了哲学的发展,而哲学的发展又反过来推动了人类的思想解放和科技进步。素养感悟历史价值观——提高科学素养现代社会是一个科学技术高度发达的社会,无论是公民的个人生活还是社会生活,都离不开科学技术,这就要求公民必须具备基本的科学素养,使个体能把握自己的命运,过上负责任的幸福生活,同时在涉及人类社会和国家命运时,能发表自己的看法,并采取合乎理性的行动。因此,中国新一轮课程改革把目标定位于“提高全体学生科学素养”上。主题二文明进程的原力——三次科技革命探究1史料实证——三次科技革命的特点材料一事实上,在18世纪和19世纪早期,科技进步最明显特征之一就是,发明者中大部分是天才的修补工、自觉的机修工和工程师及其他自学成才者。——摘编自[美]龙多·卡梅伦《世界经济史》材料二1870年以后,科学开始起了更加重要的作用。渐渐地,它成为所有大工业生产的一个组成部分。工业研究的实验室装备着昂贵的仪器,配备着对指定问题进行系统研究的训练有素的科学家……——摘编自[美]斯塔夫里阿诺斯《全球通史》探究根据材料一、材料二,概括指出两次工业革命的鲜明特点。【认知深化】蒸汽机和电气技术应用的不同之处项目蒸汽机应用电气技术应用机器产生方式蒸汽机的发明和改进主要是生产实践经验的总结,并非是科学与技术真正相结合的产物,这一过程主要在英国完成电力的开发和利用是以电磁学理论为基础,由多个国家的科学家、工程师研制开发完成生产组织形式“蒸汽时代”是由近代工厂代替了手工工场,实行的是工厂制电气技术的发展导致生产和资本越来越集中,最后形成了垄断组织生产水平提高导致了普遍的大机器生产,人类进入了工业化的第一个发展阶段——“蒸汽时代”导致社会生产发展更为迅速,人类进入工业化的第二个发展阶段——“电气时代”制度发展程度在“蒸汽时代”,欧美资产阶级基本上确立了对世界的统治,即资本主义制度在世界范围内建立起来在“电气时代”,欧美资本主义制度日趋完善,进入成熟阶段,垄断资本主义发展起来探究2唯物史观——三次科技革命的影响材料近代科学技术是以前所未有的速度发展的,这一时期的一系列成果,是现代科学技术的基础。现代科学的发展更是将人类对自然界的认识水平提高到了一个崭新的高度。国际金融危机发生以来,世界主要经济体纷纷采取措施,加大对科技和教育的投入,应对国际金融危机,布局未来发展,培养新的竞争优势。——摘编自中国科学院《2010科学发展报告》探究根据史料并结合所学知识,指出史料中“这一时期的一系列成果”对社会经济发展的促进作用。【认知深化】三次科技革命的影响项目积极作用消极作用生产力极大地提高了生产力,提高了人类认识和改造自然的能力无限制地发展工业必然造成资源的浪费和枯竭生产关系第一次工业革命巩固了资产阶级在各国的统治地位;第二次工业革命形成了垄断资产阶级;第三次科技革命改变了传统的产业结构工业革命使社会直接分裂为两大对立的阶级,第三次科技革命使中产阶级力量得到增强全球化密切了世界各地之间的联系,加快了经济全球化的步伐,使世界日益连成一个整体资本主义国家对殖民地和半殖民地国家人民的掠夺,加剧了当地的贫穷与落后社会生活工业革命促进了近代城市化进程,第三次科技革命使社会生活结构发生重大变化工业革命造成了严重的环境污染,互联网给人类带来巨大的挑战素养感悟历史价值观——培养中国文化自觉和文化自信科学发展永无止境,科学中心也不可能永远停留在某一个国家。由于现代科学技术的发展存在越来越大的惯性,随着新兴国家和地区经济、科技迅速发展的势头,世界科学中心可能呈现多中心的局面。因此,对中国来说,既是挑战又是机遇。我们应高瞻远瞩,审时度势,制定积极的应对政策,培养高度的中国文化自觉和文化自信,期待在21世纪或者更长远的未来成为下一个世界科学中心。纵联横合思维升华一、近代科学技术发展的原因社会基础资本主义的发展需要科技知识,又为科技发展奠定了物质基础,这是近代自然科学创立发展的社会基础思想基础文艺复兴、宗教改革和启蒙运动,为近代自然科学的诞生和发展奠定了思想基础制度基础欧洲资本主义国家保护奖励科技发明,改革教育制度和专利制度,组织科研机构,推动了近代科学的创立和发展外在因素中国的四大发明、阿拉伯文化和希腊自然哲学传入西欧,开阔了人们的眼界,并为科学研究提供了丰富的素材和载体主观原因科学家的努力探索,促进了科学的发展二、科技革命对我国科技创新的启示1.科技创新是推动历史发展的巨大力量。英国工业革命中,以改良蒸汽机的出现和应用为代表的科学技术推动社会生产力迅速发展,大大加快了世界历史的发展步伐。2.科技创新才能使一个国家真正强大起来。美国从20世纪20年代至今,一直保持着科技创新和知识创新的强盛势头,因而确保了其在世界上的经济、军事强国地位。因此我国只有坚持实施“科教兴国”战略,才能在21世纪成为社会主义强国。3.改革开放是我国科技创新的必由之路。英国工业革命时期,正是我国闭关锁国、一步步走向落后的历史时期。今天,我们要坚持改革开放,提高自主创新能力,建设创新型国家。真题实战模拟演练真题实战1.(2019江苏卷,19)1919年5月29日,英国皇家学会科考队在几内亚湾普林西比岛拍摄的日蚀照片和随后的计算证实了如下观点:引力是因质量的存在而引起的时空连续场的弯曲。本次科考活动支持了()A.经典力学 B.相对论C.进化论 D.量子论2.(2018江苏卷,17)牛顿认为宇宙是按照可测量的、可描述的机械原理进行运转的。1927年,德国物理学家海森堡提出了测不准原理:没有人能够确知一个电子的运动轨迹,因为通过光来观测电子这个行为本身将会扰乱电子的位置。与这一认识变化相关的是()A.经典力学的诞生 B.进化论的传播C.电气革命的出现 D.量子论的提出3.(2018天津卷,3)16世纪,西班牙医生赛尔维特因解剖人体进行血液循环研究,被宗教裁判所火刑处死。而达尔文在19世纪中期相继发表《物种起源》《人类的由来》,虽遭教会激烈反对,但并未受到教会的人身迫害,其原因在于()A.进化论已被人们普遍接受B.教会失去原有权威C.进化论被证明是科学理论D.教会实行宽容政策4.(2018海南卷,17)有学者在评价一项科学成就时指出:它使人对自己的认识以及对世界的认识发生了一次类似牛顿力学定律出现时所带来的划时代变化。这项成就应该是()A.伽利略的“自由落体定律”B.达尔文的“生物进化论”C.普朗克的“量子假说”D.赫胥黎的“人猿同祖说”5.(2017天津卷,10)对下图信息的解读,表述正确的是()A.科技发展带来生产方式变化B.科学发挥最重要的作用C.劳动者的劳动强度越来越大D.信息化普及贯穿全过程模拟演练1.(2020湖北武汉检测)1935年,沃尔夫评价一项科学成就时说:二百多年来,它一直是全部天文学和宇宙学思想的基础,它以非凡的成功甚至给诸如心理学、经济学和社会学等各个不同领域的工作者留下了极其深刻的印象。这项成就是()A.牛顿的经典力学 B.瓦特改良蒸汽机C.达尔文的进化论 D.爱因斯坦相对论2.(2020东北师大附中二模)引力波本身是时空的涟漪。当引力波出来的时候,时空会在与引力波垂直的方向上发生周期性的形变,而置身其中的物体也会发生周期性的伸缩。据此推测,为引力波假设提供基础理论的应该是()A.相对论 B.生物进化论C.量子论 D.万有引力定律3.(2020广西南宁一模)早期进化论学者拉马克提出“用进废退”和“获得性遗传”的进化理论。他认为,生物常用的器官会进化,不常用的器官会退化,而且这种进化和退化获得的性状是可以遗传的。同时,他认为生物天生具有向上发展的趋向。而进化论的奠基人达尔文提出进化是因为物竞天择、适者生存。这两种理论的关系是()A.达尔文的思想发展并包含了拉马克的思想B.达尔文受到拉马克启迪但更正了拉马克的错误C.拉马克和达尔文的思想是同一理论的不同表达D.达尔文用数学表达方式整理了拉马克的观点4.(2020天津十二区县重点中学一模)1765年瓦特发明了分离式凝汽器,这是蒸汽机发展史上的一个重大进展。他于1769年取得了关于分离式凝汽器的专利。1782年,瓦特又实现了两项更为著名的改进,并取得了专利。后来他又与博尔顿合作进行蒸汽机的改进工作,最终研制成功双作用的回旋杆蒸汽机及其凝汽器和离心式调速器。这一过程说明()A.瓦特能够利用自然科学的成果为工业革命服务B.技术专利和知识产权推动瓦特发明的进一步改进C.蒸汽机的改进过程体现了科学与技术的紧密结合D.蒸汽机的发明和改进与经济发展的需要密切相关5.(2020新疆乌鲁木齐一模)托马斯·弗里德曼在《世界是平的》中说:互联网形成了一个“扁平的世界平台”,使得每一个人能够以个体的形式采取全球行动。此观点意在说明()A.人们可利用互联网创造财富B.互联网给全球安全带来保障C.互联网有利于彰显人的个性D.人们可借助互联网实现平等第十四单元近现代世界的科教和文艺第40讲近代以来世界的科学发展历程知识排查·教材深化情境体验1提示天主教思想和儒家正统思想。情境体验2提示推动了科学界的思想解放。主题探究·能力提升主题一探究提示科学知识的进步和西欧社会的变化,促成了启蒙运动。启蒙运动崇尚科学和对人类理智的乐观主义态度,促进了近代科学的重大发现和发展。主题二探究1提示第一次工业革命中,科学对第一次工业革命产生影响不大,科技发明多半由技工完成;第二次工业革命中,科学与技术紧密结合(科学发挥了更加重要的作用)。探究2提示人类先后进入“蒸汽时代”“电气时代”;促进了资本主义世界市场的形成和发展。真题实战·模拟演练真题实战1.B根据所学知识可知,“引力是因质量的存在而引起的时空连续场的弯曲”,这是广义相对论的内容,故B项正确;经典力学主张绝对时空观,与材料内容不符,故排除A项;进化论是生物学领域的学说,与材料内容不符,故排除C项;量子论是研究微观世界的理论,而相对论研究宏观物体的高速运动,故排除D项。2.D20世纪初量子论的提出使人类对微观世界的基本认识取得革命性的进步,与材料中“1927年”“确知一个电子的运动轨迹”相符,故选D项;1687年,牛顿出版了《自然哲学的数学原理》一书,经典力学体系诞生,与材料中“1927年”不符,排除A项;1859年,英国科学家达尔文发表了《物种起源》一书,创立了生物进化论,与材料中“物理学家”“通过光来观测电子”不符,排除B项;电气革命的出现是在19世纪后期,与材料中“1927年”“通过光来观测电子”不符,排除C项。3.B题干中16世纪赛尔维特被火刑处死,而19世纪达尔文《物种起源》发表时教会虽激烈反对,但未对其进行人身迫害,说明文艺复兴、宗教改革、特别是启蒙运动后,教会已经失去了原有权威,故选B项;题干提及的是赛尔维特与达尔文研究生物学时的不同命运,且“普遍”一词不妥,排除A项;进化论在今天已经拥有越来越多的受众,但依然存在相当多的质疑,在《物种起源》发表时不可能迅速被证明为科学理论,排除C项;由题干中“遭教会激烈反对”,可知教会对进化论非常不支持,并不是实行宽容政策,排除D项。4.B达尔文的“生物进化论”从生物学上否定上帝造人说,在对上帝的认识上产生划时代变化,故选B项;牛顿力学定律证明了自然界的规律,从物理学上否定上帝地位,“使人对自己的认识以及对世界的认识”发生划时代变化,伽利略的“自由落体定律”推动牛顿力学定律的形成,但在对上帝的认识上并没有产生划时代变化,排除A项;普朗克的“量子假说”是物理学对微观世界认识的深入,但在对上帝的认识上并没有产生划时代变化,排除C项;赫胥黎的“人猿同祖说”是对达尔文进化论的发展,不具有划时代影响,排除D项。5.A材料反映了四次工业革命的影响,从图片可知随着工业革命的开展,生产方式和生产技术在不断提高,故选A项;第一次工业革命主要是工匠的经验总结,科学没有发挥最重要的作用,排除B项;随着科技的发展,计算机网络技术应用,劳动者不是以体力支出为主,而是以