2018_2019学年高中历史第三单元从人文精神之源到科学理性时代第15课近代科学技术革命教案 13页

第15课近代科学技术革命课程标准：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。一、从哥白尼到伽利略1．哥白尼(1)背景：①中世纪末，地球中心说占据绝对统治地位。②观测技术进步。(2)成就：提出太阳中心说。(3)意义：从根本上动摇了欧洲中世纪宗教神学的理论基础。2．伽利略(1)成就：①发现木星四颗卫星，为日心说找到了证据。②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。(2)影响：①伽利略被誉为“近代科学之父”。②为牛顿经典力学的创立奠定了基础。二、牛顿的经典力学1．内容(1)定律：万有引力定律和牛顿力学定律。(2)著作：1687年出版《自然哲学的数学原理》，建立起完整的力学理论体系。2．影响(1)科技：是经典物理学和天文学的基础，也是现代工程力学以及与之有关的工程技术的理论基础；标志着人类科学时代的开始。n(2)经济：引发以英国工业革命为起点的第一次技术革命，使人类社会进入蒸汽时代。(3)思想：为法国启蒙思想和唯物主义哲学奠定了科学基础。三、达尔文与进化论背景19世纪以前，神创论占统治地位；上帝造人说成为教会禁锢人们思想的教条创立1859年达尔文发表《物种起源》，建立起以自然选择为基础的生物进化理论发展1871年发表《人类的起源》，进一步论证了人类是从古猿进化而来的观点意义从根本上改变了19世纪绝大多数人对生物和人类在生物界中位置的看法，是对上帝造人说的颠覆四、瓦特与蒸汽机1．背景英国工业革命迫切需要解决动力不足的问题。2．成就革新纽可门蒸汽机。3．意义(1)蒸汽机得到广泛应用，解决了工业革命的动力问题。(2)动力机的采用为工业、交通运输业的发展铺平了道路。(3)极大地推动了社会生产力的发展，使人类社会进入蒸汽时代。五、爱迪生与电的应用1．背景19世纪后期，科学新发现催生了发电机，人类从此进入电力时代。2．成就爱迪生发明和改进了电灯、电话、电报、电影等。3．意义(1)极大地推动了工业生产的发展，掀起了第二次工业革命。(2)科学技术转化为生产力，有力地推动了社会变革和文明进步。(3)资本主义确立全球优势，世界各地联系更加紧密。(4)科技革命还改变了人们的生活方式，人们的生活更加方便舒适、丰富多彩。1．近代科学技术迅猛发展的原因(1)资本主义生产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前提。(2)文艺复兴、宗教改革和资产阶级启蒙运动，为近代自然科学的诞生和发展奠定了思想基础。n(3)16～17世纪，伽利略、培根、笛卡尔等唯物主义思想家为近代自然科学研究创立了一般规律和经典方法。(4)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材料。(5)欧洲先进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。2．蒸汽机的发明和电气技术应用的共同作用(1)大幅度提高了社会生产力。蒸汽机出现以后，机器生产几乎在所有工业部门得到迅速发展。发电机的发明及电气技术的应用，使机器的使用更加普遍，更多的工业部门涌现出来，生产技术也更加先进，工业化得以迅速发展。(2)改变着社会结构和世界形势。资产阶级实力日益强大，开始确立对世界的统治。随着信息交流和交通运输的便捷，世界各地之间的联系更加密切，世界日益成为一个整体。(3)加快了城市化进程，方便了人类的生活。蒸汽机出现以后，形成了新的城市，加速了城市化进程。电气技术的广泛应用，使城市面貌发生了巨大变化，电器产品的大量使用大大方便了人们的生活。主题一中西方科学的比较[史料探究]材料　10世纪至19世纪中叶中西科技成就简表。时间欧洲中国10～15世纪远洋航海技术宋元明前期：印刷术、指南针和火药的划时代发展，远洋航海技术16世纪哥白尼太阳中心说明中期：李时珍《本草纲目》17世纪伽利略天文望远镜、哈维血液循环学说、波义耳近代化学、笛卡尔解析几何、牛顿力学体系明后期至清前期：徐光启《农政全书》、徐霞客《徐霞客游记》、宋应星《天工开物》n18～19世纪中叶瓦特蒸汽机、法拉第电磁感应原理、细胞学说、分子—原子结构学说、进化论——结合材料和所学，比较中西科技的不同。提示：西方科技重理论探讨、重实验，侧重于工业；中国科技重视总结实践经验，轻视理论概括和抽象，侧重农业。[归纳总结]中西方科学的比较西方近代科学中国古代科学在科技内容上建立了可用数学方式表达的科学定律应用性强，但对事物发展规律的探索不够在研究方法上以实验事实为根据和以归纳推理为主要手段主要采用传统的典籍整理与经验总结，缺少实验在科技使用上引发工业革命和第二次工业革命，人类先后进入“蒸汽时代”和电力时代主要服务于封建农业经济的发展需要，缺乏将科技转化为生产力并成为科技进一步发展的动力的意识从分布上看主要集中在与工业有关的天文、物理、生物等基础学科主要集中在与农业有关的农学、天文历法及医学等方面[对点训练]1．“他的哲学中承认时间、空间的客观存在，也对暂时无法解释的自然现象归结为上帝的安排，他用数学方法阐明了宇宙中最基本的法则，他是一位震古烁今的科学巨人。”材料中的“他”对自然科学的贡献是(　　)A．提出了太阳中心说B．开创了以实验为根据的近代科学C．其理论使力学和天文学达到相当完备的程度D．第一次将神从无生命现象的研究领域驱赶了出去解析：选C　A项所述是哥白尼，B项所述为伽利略，均错误；1687年，牛顿出版了《自然哲学的数学原理》一书，把地球上物体的运动和天体运动概括到同一个理论之中，形成了一个以实验为基础、以数学为表达形式的经典力学体系，与材料中“用数学方法阐明了宇宙中最基本的法则”相符，故C项正确；D项与材料不符，故D项错误。主题二两次科技革命[史料探究]材料一　蒸汽机发明前，英国工业生产动力主要是水力……这样的动力缺陷是明显的。n英国工业革命……在人类历史上首次创造了烟囱多于教堂尖顶的图景。——马克垚《世界文明史》材料二　伟大的科学家和发明家爱迪生用一生的勤奋发明了无数东西，对人类做出了巨大的贡献，被誉为“发明大王”，人们都认为他是世界上少有的“天才”。但爱迪生却说：“天才是百分之一的灵感加上百分之九十九的汗水。”(1)根据材料一，并结合所学知识，分析蒸汽机的创制对历史发展的利与弊。(2)结合材料二和所学知识，指出电力的广泛应用带来了怎样的影响？提示：(1)改进了机器的动力，以蒸汽为动力的机器，不再受自然条件的约束，可以使工厂集中在城市；促进了工业革命的开展；推动了交通领域的革新；影响了人类的生产和生活，使人类进入到“蒸汽时代”。但也带来了资源紧缺和环境污染问题。(2)影响：①提供了更为强大便捷而又廉价的动力，极大地推动了工业生产的发展，掀起了第二次工业革命；②改变了人们的生活方式，把人类带进了万家灯火、通讯便捷的新世界，人们的生活从此更加方便舒适、丰富多彩。[归纳总结]瓦特与爱迪生创造发明的比较1．相同(1)都是在思想解放潮流的影响下和科学领域出现技术革命的背景下进行的。(2)都与两个人的勤奋刻苦和奉献科学的精神分不开。(3)都推动了新能源的应用。(4)都应用于社会生产中，促进了社会的进步和经济的发展。2．不同(1)时代背景：前者处于第一次工业革命时期；后者处于第二次工业革命时期。(2)科学和技术的关系：前者，科学和技术尚未真正结合，发明创造来源于工匠的实践经验；后者，科学和技术紧密结合，发明创造是在“19世纪是科学的世纪”的技术创新前提下取得的。(3)应用的领域：前者主要应用于动力机械即生产领域；后者不仅应用于生产领域，而且应用于生活领域。(4)带来的影响：前者推动新能源——煤的开发，后又推动了工业、交通运输业的发展，使人们进入蒸汽时代；后者发明和改进了日常生活的电灯、电话等，使人们的生活发生变化，进入电力时代。[对点训练]2．阅读1850～1900年主要国家温室气体排放统计表(单位：MTCO2百万吨二氧化碳)。该表格不能说明的是(　　)英国德国法国美国n1850年122.715.219.619.81870年228.776.750.698.71890年353.3208.497.9402.11900年420.1327.0129.4663.3A.西方国家的环境问题日益突出B．西方国家漠视环境污染C．西方国家工业化进程不断加快D．西方国家重视物质文明解析：选B　材料四国数据不断上升说明西方国家的环境问题日益突出，故A项正确，不符合题意；材料未涉及国家的态度，故B项错误，符合题意；温室气体排放与工业化有关，故C项正确，不符合题意；温室气体排放增多与工业化有关，“1850～1900年”的工业化推动了物质文明大发展，故D项正确，不符合题意。考点一近代自然科学命题角度：1.哥白尼的日心说和伽利略的成就。2．牛顿经典力学和达尔文的进化论。[典题例析][例1]　恩格斯称赞一位近代科学家的研究成就是“自然科学的独立宣言”，他指的应是(　　)A．哥白尼的“日心说”否定了宗教神学崇信的“地心说”B．伽利略创立的实验科学推动了近代科学的发展C．牛顿创立经典力学完成了科学史上的划时代飞跃D．达尔文的生物进化论颠覆了关于人类起源的传统观念[解题思路][答案]　An[题组冲关]1．他用刚性的、机械的“力”取代天体运行中的神秘因素，以数学公式表述其规律，得到经验的有力证实，取得了巨大成功。“他”是(　　)A．亚里士多德　　　　　　B．牛顿C．哥白尼D．爱因斯坦解析：选B　亚里士多德认为物体只有在外力推动下才能运动，外力停止，运动也就停止，不符合材料中机械力，故A项错误；据材料“机械的‘力’取代天体运行中的神秘因素，以数学公式表述其规律”可知是牛顿的万有引力定律，故B项正确；哥白尼提出了太阳中心说，故C项错误；爱因斯坦提出的是相对论，故D项错误。2．《欧洲文化史》指出：19世纪“在精神领域的研究带来可喜的成就”，这让“虔信《圣经》是真理之源的人十分不安”。这里的“成就”是(　　)A．进化论B．启蒙运动C．牛顿经典力学D．科学社会主义解析：选A　根据所学知识结合材料可知“成就”是进化论，故A项正确。考点二近代技术革命命题角度：1.蒸汽机的发明和应用。2.电力的应用。[典题例析][例2]　对蒸汽机改良做出了重要贡献的是(　　)A．牛顿　　　　　　B．瓦特C．爱因斯坦D．普朗克[解题思路][答案]　B[题组冲关]3．冯作民的《西洋全史》写道：“蒸汽机一发明，就立刻广泛使用，大规模的工厂一n个个出现……立刻使以前的手工业完全机械化，因此那些在家庭式手工业工厂做工的人，就都转移到资本家经营的工厂去。”这说明(　　)A．瓦特发明了蒸汽机B．欧洲产业革命从蒸汽机发明开始C．蒸汽机引起了交通运输的革新D．蒸汽机成为欧洲产业革命的原动力解析：选D　蒸汽机是第一次工业革命的核心成就和原动力，使人类进入“蒸汽时代”，D项与题意相符，故D项正确。4．1880年，美国建立了第一个发电站，90年代末，美国已有2700座发电站，发电量已达到248亿千瓦时，而英国同期只有45亿千瓦时。各项电器发明广泛应用于美国的工业、交通和公共事业部门。材料说明美国(　　)A．基本实现了电气化B．取代英国世界第一的地位C．成为工业革命中心D．生产集中推动生产力发展解析：选A　“90年代末，美国已有2700座发电站，发电量已达到248亿千瓦时，而英国同期只有45亿千瓦时。各项电器发明广泛应用于美国的工业、交通和公共事业部门”可见在美国电力已经广泛运用，故A项正确。————————————————[课堂小结·建通史]—————————————16～19世纪之关键词——近代科学催生科学巨匠，工业革命改变世界面貌[文化上](1)资产阶级的兴起和欧洲思想解放的潮流催生了许多科学巨匠；殖民掠夺、奴隶贸易和圈地运动使资本主义国家奠定了工业革命的物质基础；生产力的发展和新的社会需要推动了科技创新；科学技术领域的突破最终引发了工业革命。19世纪，人类社会相继跨入蒸汽时代和电力时代。n(2)哥白尼的日心说从根本上动摇了欧洲中世纪宗教神学的理论基础；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，被誉为“近代科学之父”；牛顿力学的创立，标志着人类科学时代的开始；达尔文的生物进化论从根本上颠覆了上帝造人说；瓦特改良蒸汽机使人类社会进入蒸汽时代；电的广泛应用使人类进入电力时代。[政治上](1)法国、英国和德意志三大工人运动标志着工人阶级作为一支独立的政治力量登上历史舞台，为马克思主义的诞生提供了阶级基础。(2)《共产党宣言》的发表标志着马克思主义的诞生，从此无产阶级有了科学理论的指导。(3)巴黎公社是无产阶级建立政权的第一次伟大尝试，虽然失败了，但它为国际社会主义运动提供了经验和教训。(4)美国、法国、德国在18、19世纪确立了资产阶级代议制，资本主义制度在世界范围内确立。[经济上](1)17世纪，欧洲各国普遍流行重商主义经济思想，由国家出面为本国的资本家创造条件发展海外贸易。(2)18世纪中后期，英国推行自由主义经济思想，主张让市场机制即“看不见的手”发挥调节资源的作用。(3)19世纪中叶，英国在全世界范围内推广自由主义，主张自由竞争、自由生产、自由贸易，英国逐步取得“世界工厂”的地位。(4)第二次工业革命后，欧美资产阶级凭借强大的实力，推动了世界市场的进一步发展，建立起以欧美资本主义列强为主导的资本主义世界体系。课时达标检测(十五)一、选择题(每小题4分，共32分)1．有学者认为“哥白尼革命”对贬低人的地位起了促进作用，因为它把人赶出了宇宙中心的尊贵地位，把人贬为无穷无尽的宇宙机器中的一粒微不足道的尘埃。得出这一认识的依据是“哥白尼革命”(　　)A．得到了科学实验的验证nB．对宇宙现象做出了科学的解释C．推动了技术的重大突破D．改变了人类对自然世界的认识解析：选D　哥白尼革命指的哥白尼观点的重大意义即动摇了宗教神学的理论基础，得到科学实验验证的是伽利略，与材料主旨不符，故A项错误；哥白尼的观点(日心说)在现在看来并不是科学的解释，故B项错误；材料中强调的哥白尼革命不是对技术的作用，而是对人的改变，故C项错误；根据材料信息可知其改变了人对自然的认识，故D项正确。2．1688年，牛顿发明了反射性望远镜。基于对三棱镜将白光发散成可见光谱的观察，牛顿还发现了太阳光的光谱，并发展出了颜色理论。这些成就(　　)A．推动了物理学的继续发展B．标志近代实验科学的开端C．挑战了封建神学创世说D．证明了“自然界无跳跃”解析：选A　“1688年，牛顿发明了反射性望远镜”“发现了太阳光的光谱，并发展出了颜色理论”这些均是物理的重大发现，推动了物理学向前进步，故A项正确；近代实验科学在伽利略时代已经开始，故B项错误；对神学创世最大的挑战来自生物学，故C项错误；“自然界无跳跃”被量子理论所推翻，与牛顿力学不相关，故D项错误。3．受牛顿力学体系的影响，洛克提出了天赋人权和社会契约；受达尔文进化论的影响，斯宾塞提出了证明白人殖民扩张合理性的理论。这说明近代自然科学(　　)A．影响了社会科学的发展　B．促使民主政治的形成C．揭示了西方民主的虚伪D．具有鲜明的双重特征解析：选A　材料反映出，牛顿力学体系影响启蒙思想家，达尔文进化论影响西方国家的对外扩张理论，这说明近代自然科学影响了社会科学的发展，故A项正确。4．马克思《资本论》直接引用达尔文“进化论”，作为共产主义社会的理论基础。他高度赞扬进化论说：“达尔文的著作非常有意义，这本书可以作为我研究历史上阶级斗争的自然科学根据。”材料表明达尔文的生物进化论(　　)A．同样适用于人类社会的发展规律B．是科学社会主义的理论来源C．成为马克思提出暴力革命的源泉D．丰富了人类的阶级斗争学说解析：选D　材料“这本书可以作为我研究历史上阶级斗争的自然科学根据”表明达尔文的生物进化论为马克思主义理论提供了自然史基础，丰富了人类的阶级斗争学说，故D项正确。5．“由于蒸汽机的使用，使机器的构件发生了本质变化。比如珍妮纺纱机原来是木质n的，如果用蒸汽机带动的时候，木头就不行了，它就需要用铁来制造，这样对铁的需要就非常大了。”从中可得出蒸汽机的使用(　　)A．促进了英国技术的革新B．使木制材料退出英国市场C．利于英国钢铁冶炼技术兴起D．淘汰了山区棉纺织工业解析：选A　蒸汽时代的到来对蒸汽机的需求增大，推动冶铁业的发展，故A项正确；材料说明蒸汽机制造中木料不合时宜，不意味着木料退出市场，故B项错误；欧洲冶铁的兴起几乎与中国春秋同期，故C项错误；材料未提及山区棉纺织业的纺纱机的使用及发展状况，故D项错误。6．布罗代尔曾说，18世纪之前的文明是木材和木炭的文明，19世纪的文明是煤的文明。据此可知19世纪的文明进步的关键是(　　)A．蒸汽机的发明B．采矿业的发展C．环保意识的提高D．电力的广泛使用解析：选A　工业革命的核心成就是改良蒸汽机的发明，其原料为煤，故A项正确；采矿业是由于万能蒸汽机的不断推广、使用才发展起来，故B项错误；煤的使用会造成大气污染，故C项错误；电力的使用是19世纪末20世纪初的关键，故D项错误。7．十九世纪五十年代，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……将取而代之”。材料中将取代“蒸汽大王”的应是(　　)A．煤炭B．石油C．电力D．核能解析：选C　马克思的预言是说会有一种取代蒸汽机的更大的力量，会出现一种更大的动力，这种动力不是煤炭，故A项错误；也不是石油，故B项错误；后来的第二次工业革命中出现电力作为动力，故C项正确；核能的出现较晚，故D项错误。8．1860年，斯旺制成了一个碳丝电灯，遗憾的是他未能获得使碳丝保持长时间工作的良好真空环境，直到1878年，英国的真空技术发展到合乎需要的程度，他才发明在真空下用碳丝通电的灯泡，并且获得英国专利。上述史实告诉我们(　　)A．技术成熟是科学发明的重要条件B．专利保护对发明创新必不可少C．真正伟大的发明必须走入百姓家D．斯旺才是电灯泡真正的发明者解析：选A　材料真空下碳丝通电灯泡体现了第二次工业革命科学与技术紧密结合，故A项正确；碳丝电灯发明后受到专利的保护，但未提及专利保护对发明的作用，故B项错误；n材料未提及发明的用途，故C项错误；爱迪生发明电灯，斯旺发明了真空碳丝通电灯泡，故D项错误。二、非选择题(18分)9．科技推动了社会进步，但同时也是一把双刃剑。阅读下列材料：材料一　牛顿在《自然哲学的数学原理》第一版的序言一开始就指出，他要“致力于发展与哲学相关的数学”，这本书是几何学与力学的结合，是一种“理性的力学”，一种“精确地提出问题并加以演示的科学，旨在研究某种力所产生的运动，以及某种运动所需要的力”。材料二　《历史上最有影响的100人》一书中科学家占38位。下面两位科学家就是其中的杰出代表，两人的科技成果决定时代发展。材料三　科学开始对工业没什么影响，我们迄今所提到的纺织工业、采矿工业、冶金工业和运输业方面的科技发明，极少是由科学家们作出的，相反，它们多半是由非凡才能的技工完成的。不过1870年以后，科学开始了更加重要的作用，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，它们取代了孤独的发明者的阁楼和作坊。——《全球通史·1500年以后的世界》材料四　科学不仅刷新了我们的世界图景，也刷新了我们的日常生活。……然而，在科学成功的背后，我们必须看到一个潜在的危险正在显露出来；人类通过大规模地开发大自然，虽然掌握了更高的能量，有了支配自然界的能力，但却动摇了人类生存的根基。——摘自吴国盛《科学的历程》请回答：(1)根据材料一，概括牛顿力学体系的特征。(4分)(2)根据材料二，并结合所学知识，说明“两人的科技成果决定时代发展”的理由。(6分)(3)根据材料三，归纳1870年前后科学对工业生产的不同影响。(4分)(4)结合所学知识理解材料四中“科学动摇了人类生存的根基”这句话的含义。谈谈如何应对这种“潜在的危险”？(4分)解析：第(1)问，依据材料一中“‘致力于发展与哲学相关的数学’，这本书是几何学与力学的结合，是一种‘理性的力学’”，并结合所学，从数学和物理结合思维来回答。第(2)问，依据材料二中图片信息，从蒸汽机以及电力带动人类进入生产力的时代来回答。第(3)问，1870年以前，依据材料三中“它们多半是由非凡才能的技工完成的”关键信息回答；n1870年以后，依据材料中“不过1870年以后，科学开始了更加重要的作用……工业研究的实验室”说明科学与技术紧密结合影响。第(4)问第一小问，依据材料四中“在科学成功的背后，我们必须看到一个潜在的危险正在显露出来”从科技带来负面影响回答；第二小问，结合所学从提高科技水平、加强国际合作以及确保经济社会可持续发展等角度思考回答。答案：(1)特征：以实验为基础(注重实验)；以数学为表达形式。(2)理由：万能蒸汽机解决了当时工业发展的动力问题；使人类社会进入蒸汽时代。电磁感应为电的发明和运用奠定了理论基础；使人类社会进入电力时代。(3)影响：1870年前，科学对工业生产影响不大；科技发明多半由技工完成。1870年后，科学发挥了更加重要的作用(科学与技术紧密结合)。(4)含义：科技发展带来一些负面影响，如环境、社会、伦理等问题。应对：在人与自然和谐相处的理念下进一步提高科技水平；加强国际合作；确保经济社会可持续发展。(任答两点即可)