必修三第四单元近代以来世界的科学发展历程

第四单元近代以来世界的科学发展历程

第11课物理学的重大进展

【教学目标】

1．知识与能力：

（1）识记伽利略的发现以及他开始的科学研究方法，标志着物理学的真正开端；牛顿力学体系即经典力学体系的建立；海王星、冥王星的发现；经典力学体系的建立标志着近代科学的形成；1905年爱因斯坦提出了狭义相对论和光速不变原理；1916年他完成了广义相对论的最终形式；普朗克量子论的诞生；爱因斯坦推动了量子论的发展；

（2）理解16世纪末17世纪初物理学方面取得突出成就的历史条件；相对论和量子论诞生的原因、意义；

（3）思考“日心说”与“地心说”相比的进步性；探究经典力学体系的特点、影响；归纳量子论的发展过程；

2．过程与方法：

（1）利用多媒体手段，为学生提供图片、文字、视频等材料，激发学生学习的兴趣，发掘学生学习的动力；

（2）通过问题探究、实践体验、历史比较、图表分析等方法与手段培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。

3．情感态度与价值观：

（1）科学真理需要勇于探索、执着追求的精神；

（2）科学理论在不断完善、创新；

（3）人类对客观规律的认识不断深入。

【教学方法】

1. 根据新课标的理念，鼓励学生自主学习，通过探究学习，解决问题。解决问题是关键，在解决问题的同时，学习具体知识。培养学生解决问题的方法和能力。

2．注意培养学生的情感态度价值观。一方面，适当介绍一些科学家的生平事迹、优秀品德、名言名句等，引导学生感悟他们的孜孜不倦的奋斗精神、求真求实的科学精神、为理想而献身的高贵品质等，陶冶自己的性情，提升自己的情操。另一方面，要学生有全球的眼光，关注人类的发展，自觉传承科技文化。

【教学内容】

1．经典力学的奠基者——伽利略：

（1）背景：受文艺复兴运动的影响，科学逐渐从神学的桎梏中解放出来。人类进入到科学实验时代。16世纪末17世纪初，随着文艺复兴运动的扩展和人的思想的解放，意大利科学家伽利略认为研究自然界必须进行系统地观察和实验。他将科学实验与数学相结合，进行科学研究，并强调追究事物之间的数学关系。

（2）伽利略对物理学重大贡献及意义。

在1604年，意大利物理学家伽利略在实验中发现：物体下落时的距离与所用时间的平方成正比，而物体下落的速度与物体的重量无关，这就是著名的落体定律。他还通过实验证实了匀速运动定律和匀加速运动定律。

希腊学者亚里士多德认为地球上的物体运动有天然运动和受迫运动。他认为物体的受迫运动是推动者加于被推动者的，推动者一旦停止推动，运动就会立即停止。

伽利略的研究表明，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。这是自古希腊哲学家亚里士多德以来有关运动观念的重大变革，为经典力学的建立奠定了基础。他的发现以及他开始的科学研究方法，是人类思想史上伟大的成就之一，标志着物理学的真正开端。

（3）伽利略在天文学方面的贡献及影响。

中世纪流行的天文学观点是托勒密的“地球中心说”，它认为地球是宇宙的中央，日月星辰都围绕地球运行。文艺复兴运动时期波兰科学家哥白尼提出“太阳中心说”，并写成《天体运行论》。他提出太阳是宇宙的中心，地球不过是围绕太阳运行并能自转的一颗普通行星而已。这就揭穿了所谓“上帝赋予地球特殊地位”的说法，摧毁了上帝创造世界的谬论。

意大利科学家伽利略对哥白尼学说的传播和天文学的发展做出了重要贡献。他自创了用以观察天体的第一架望远镜，从望远镜里他发现月球表面有高山深谷，并不是以前人们所说的月球表面是光滑的；木星有四颗卫星，很相似于行星绕着太阳转，他看到银河是由无数恒星组成的，还观察到哥白尼曾推论的金星有盈亏现象。1632年，伽利略出版了《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》。他的这些发现和观点，摧毁了教会的信条从而证明了哥白尼学说的正确。

2．经典力学的建立：

（1）经典力学建立的背景及概况。

17～18世纪，近代自然科学中突出发展起来的是经典力学，又称牛顿力学。在经典力学的建立中，曾有许多科学家为之付出心血，牛顿则是其中的集大成者，故经典力学又称牛顿力学。[来源:学科网]

在经典力学领域中，最重要的成就是万有引力定律和运动三定律的发现，这些成就构成了经典力学的基本内容。

（2）经典力学建立的标志。

经典力学建立的标志是牛顿确立的万有引力定律和运动三大定律。牛顿在数学、光学等领域均有重大贡献，最重要的是在力学方面。他在力学方面的贡献之一是确立了万有引力定律。这个定律说明，任何两个物体之间都有引力存在。这个引力与彼此吸引的物体的质量体积成正比，而与两物体间距离的平方成反比。万有引力定律总结了此前一个半世纪的科学发明并用精确的数学术语把它们连结起来了。此外，牛顿还确立了著名的运动三定律，即惯性定律、比例定律（即加速度与力成正比）、作用和反作用相等定律。运动三定律是经典物理学的基础。

1687年，他出版了《自然哲学的数学原理》，在该书中他首先给力学的基本要领如质量、动量、惯性、力及向心力下了定义，对大至宇宙天体，小至光的微粒的一切物体在真空中或在有阻力的介质中的运动，全部应用运动三定律和万有引力定律给予了说明，把自然界中的一切力学现象都囊括在他的力学体系之中。《自然哲学的数学原理》一书的出版标志着经典力学的成熟。

牛顿力学在科学史上的意义表现在它把天上和地上的运动统一起来，把万有引力定律和运动三定律视为宇宙间一切力学运动有普遍规律，从力学的角度证明了自然界的统一性，实现了人类自然界认识的第一次综合。

（3）经典力学的显著特征。

最显著的特征之一就是注重实验，实验可以进一步揭示客观现象和过程之间内在的逻辑联系，并由此得出重要的结论。

另一个显著特征是它的数学化，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。

（4）经典力学的影响。

牛顿三大运动定律和万有引力定律建立后，光学、电磁学等与力学的进一步统一，大大推动了物理学的发展。经典力学体系的建立标志着近代科学的形成。

3．从经典力学到相对论：

（1）相对论提出的历史背景。

19世纪末，物理学界连续发生了三个重大事件，这就是X射线、放射性和电子的发现。这三大发现以实验事实使得原子不可分、不变化的传统观念发生了动摇。物理学家们曾认为的似乎已经基本上完成了的经典物理学体系，从根本上出现了动摇，这就是所谓的“物理学危机”。经典物理学所研究的是人们日常生活中易于理解的宏观世界，三大发现所揭示的却是人们没有直接经验的微观现象，这表明人们对物质世界的认识已经深入了一个层次。物理学的“危机”没有吓倒

大多数物理学家，他们继续向前探索，于是产生了以量子论和相对论的建立为标志的物理学革命，物理学从此开辟了新的天地。

（2）相对论的提出及主要内容。

过去的物理学都以牛顿的理论为基础，认为时间和空间是绝对的，两者是没有任何直接联系的。似乎宇宙间存在着一个永远走动着的大钟，在任何情况下，它的速率永远都是相同的，世界上的一切运动在时间上都以它为度量标准。德国物理学家爱因斯坦经过多年的研究，打破了传统的绝对时空观，于1905年提出了狭义相对论和光速不变原理。指出了时间、空间和物体的质量不是绝对不变的，而是随着物体的运动而发生变化。狭义相对论认为：物体运动时，质量会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，即还会发生尺缩效应和钟慢效应。

1916年，爱因斯坦完成了广义相对论的最终形式。在广义相对论中，引力是被考虑的主要问题。广义相对论指出：空间和时间不可能离开物质而独立存在，空间结构和性质取决于物质的分布，使人类进一步深化了对时间、空间和引力现象的认识。广义相对论又被认为是一种引力理论。

（3）相对论提出的历史意义。

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，从本质上修正了由狭隘经验建立起来的时空观，深刻地揭示了时间和空间的本质属性，即揭示了时空的可变性、时空变化的联系性，树立了新的时空观、运动观、物质观。这一理论被后人誉为20世纪人类思想史上最伟大的成就之一。

4．量子论的诞生与发展：

（1）量子论诞生的背景。

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。但大量的实验表明，微观粒子的运动不能用通常的宏观物体的运动规律进行描述。量子论在这种背景下诞生。

（2）量子论的诞生、发展和量子力学。

1900年，德国物理学家普朗克提出了物质的辐射能不是连续的，而是以最小的、不可再分的能量单位即能量量子的整数位跳跃式地变化的量子假说。这个假说宣告了量子论的诞生。

在普朗克之后，英国的物理学家卢瑟福和丹麦物理学家玻尔把量子论用于原子结构的研究，证实原子是由带正电的原子核和带负电的电子组成。电子在不同轨道上围绕着原子核运动，当电子从外层轨道跳到内层轨道时就放出相应波长的电磁波。玻尔在此基础上创立了原子结构的理论。爱因斯坦利用量子论成功地解释了光电效应出现的现象及光的本质，进一步推动了量子论的发展。德国物理学家海森伯和奥地利物理学家薛定谔等创立了物理波理论，指出电子和一切物质粒子都像光一样，既具有连续的波动性质，又具有不连续的粒子性质。经过这些科学家的共同努力，到1925年左右量子力学最终建立。量子力学是研究微观世界粒子运动规律的科学。

（3）量子论和量子力学的影响。

在量子论基础上发展起来的量子力学，极大地促进了原子物理、固体物理和原子核物理等科学的发展。同时，也标志着人类对客观规律的认识，开始从宏观世界深入到了微观世界。

相对论和量子力学的确立是物理学革命的高潮，以物理学革命为先导，带动了化学、生物学、天文学、地学等学科的理论也都发生了革命性的突破。量子力学和狭义相对论结合形成原子核物理学，指导制造原子弹、氢弹和建立核电站。量子力学还为电子技术、半导体技术和激光技术等奠定了理论基础。

【教学重点】

1．伽利略对物理学发展的重大贡献；

2．经典力学的建立；相对论的提出；量子论的诞生。

【热点试题】

1．你认为伽利略能够确定加速运动定律的关键途径是什么？你有何启示？为什么16世纪中期以后科学会出现新时期？

2．牛顿对物理学的主要贡献包括哪些？

3．爱因斯坦的主要研究成果有哪些？

【课堂小结】

文艺复兴以来，由于人的思想从宗教束缚中解放出来，重视实践和理论的结合，促进了科学技术的迅速发展，尤其是欧洲的自然科学取得了巨大成就，在数学、生物学、物理学、化学等众多领域，理论研究取得了很多划时代的成果。

在学习本单元过程中要突出了解这一时期科学家取得的重要成果以及对人类生活和社会进步的作用，同时也要关注这些科学巨匠勇于探索、执着追求的科学精神。

第12课探索生命起源之谜

【教学目标】

1．基础知识与能力:

（1）识记达尔文进化论的主要观点；掌握进化论的主要观点，概括科学与宗教在人类起源问题上的分歧并认识其根源，培养学生运用科学的世界观认识世界的能力；

（2）理解18世纪下半期到19世纪生物学领域发生的重大转折，取得革命性进展的原因；达尔文生物进化论对社会进步所产生的巨大影响。

2．过程与方法：

（1）联系宗教关于人类起源的传说和时代背景去分析达尔文关于生物进化观点的产生原因。引导学生联系生物所学内容去归纳达尔文进化论的主要观点；

（2）通过学生预习、课堂展示本课主要内容，促进同学的互相学习。教师给予必要的补充。

3．情感态度与价值观：

（1）科学家的顽强探索和不懈努力赢得了科学的进步，科学的进步又推动了人类历史的发展，科学技术是第一生产力；

（2）通过学习理解生物学的巨大进步，了解进化论带来的世界性影响，树立继承和发展科学的信念；注重个人品德、修养的培养。

【教学方法】

1．由于本课内容较为枯燥的特点，可对教材内容多进行些提问。指导学生阅读，要多引导学生思考、讨论，调动学生学习的积极性和主动性，鼓励学生在课堂上主动参与，以加深学生对历史和现实的理解过程，学会学习；

2．有条件的地区和学校可根据教材的内容、搜集的数据、资料、图片和影视资料制成课件，使学生对本课知识有一个更直观、全面的了解，以培养和提高学生的学习兴趣和历史思维能力。

【教学内容】

1．教会的禁锢：

（1）神创说内容：认为世界万物，包括人类，都是由神创造的。

世界各民族由于所处的地区、生产活动、生活习俗都不尽相同，在此基础上也就产生了不同的文化。各种文化都毫无例外地留下了关于人类起源的神话。这些神话虽然说法不一，并带有强烈的民族特色，但都认为世界的万物，包括人类，都是神创造的，这就是神创说。

（2）欧洲基督教上帝创世说的影响：

①基督教会在欧洲成为精神支柱，被视为天经地义；

②基督教会打击异端，致使生物学研究进展缓慢。16世纪，西班牙医生塞尔维特为了进行血液循环的研究，违反教会不许解剖人体的禁令，被教会以异端罪判处死刑；17世纪，布鲁诺被罗马教皇处死。

2．拉马克和早期生物进化思想：

（1）生物进化论思想诞生的条件和原因（背景）：

①思想基础：文艺复兴（文艺复兴、宗教改革和启蒙运动的洗礼）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；

②物质基础：17～18世纪资产阶级革命和工业革命的发生，使人们思想和视野更加开放：一方面从17世纪后期开始，资本主义政治制度在英美法德等国建立，打击了封建势力和教会力量；另一方面18世纪60年代开始于英国后扩展到其他欧美国家工业革命，使资本主义迅猛发展。

③理论基础：18世纪下半期到19世纪，生物学研究陆续取得重大成果，细胞学说确立，为生命科学的研究奠定了基础。17世纪，英国科学家胡克用自制的显微镜观察软木片时发现了细胞；1838年，德意志植物学家施莱登提出植物细胞学说；1839年德意志动物学家施旺把这一学说从植物学扩展到动物学，并进而建立起统一的细胞学说；19世纪50年代，德国医生德马克等人把细

胞学说和胚胎学结合起来研究，发现了细胞分裂，进一步完善了细胞学说。细胞学说的确立与发展，为生命科学的研究奠定了基础。

过渡：正是在对细胞学说研究的基础上，一批生物学家逐渐认识到生物界中不同物种之间不仅存在联系，而且物种是可变的。拉马克提出生物进化论。

（2）拉马克——进化论的的倡导者和先驱：

①生平简介：拉马克（Jean-Baptiste de Lamarck，1744-1829）是法国伟大的博物学家。生物学一词是他发明的，最先提出生物进化的学说，提出了高等动物是由低等动物演变而来的。是进化论的倡导者和先驱。

②主要成就：首先提出生物从低级向高级发展进化的观点；其次肯定环境对物种变化的影响，提出“用进废退“和”获得性遗传“两个著名的进化原则。前者指经常使用的器官就发达，不用会退化，比如长颈鹿的长脖子就是它经常吃高处的树叶的结果。后者指后天获得的新性状有可能遗传下去，如脖子长的长颈鹿，其后代的脖子一般也长。并认为这两者既是变异产生的原因，又是适应形成的过程。

③意义：早期的生物进化思想开始形成，为达尔文生物进化论的创立提供了理论基础。

3．达尔文——进化论的创立者：

（1）创立标志：1859年，达尔文发表《物种起源》一书，标志着生物进化论的诞生。

在达尔文的自传中，他这样总结自己的一生，“最重要的是，爱好科学──不厌深思──勤勉观察和收集资料──相当的发明能力和常识”。

（2）理论观点：

①一切生物都经历了由低级向高级、由简单到复杂的发展过程；

②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；

③生存竞争和自然选择是生物界的普遍规律。

“物竞天择，适者生存”为核心的进化论，认为一切生物都经历了一个由低级向高级，由简单到复杂的发展过程。生存竞争和自然选择是生物界的普遍规律。凡能较好地适应环境和发生变异的个体，将获得较多生存和繁殖的机会，那些有利的变异，经过世代的传递，逐步积累为显著的变异，从而形成生物新种。

（3）对欧洲学术界的影响：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。比如把发展变化的思想引入生命世界，使人们不再把动物与植物之间、动物和人之间的区别看作是绝对和神圣的。

（4）对社会进步产生的影响：进化论思想在欧洲引起轩然大波，成为资产阶级反对封建特权的思想武器。达尔文被称为“生物学领域的牛顿”。如对处于国家危亡时期的中国思想界也产生巨大震动。救亡图存的变法运动和革命运动蓬勃兴起。

中国近代启蒙思想家、翻译家严复(1853—1921年)译述了赫胥黎的部分著作，名曰《天演论》，以“物竞天择，适者生存”的观点号召人们救亡图存，“与天争胜”，对当时思想界有很大影响。他们还把达尔文生物进化理论当作改造社会的利器，掀起了救亡图存的维新变法运动和资产阶级民主革命。

【教学重点】

1．进化论确立的历史条件、进化论的主要观点和影响；

2．分析科学与宗教在人类起源问题上产生分歧的根源。

【热点试题】

1．为什么神创论能够成为生物起源的共识，并且长期流行？

2．物竞天择，适者生存，自然选择”是达尔文进化论的核心思想。这一思想之所以能在19世纪中期产生的原因是什么？

3．试比较达尔文的进化论和拉马克的进化观。

4．生物进化论的提出，有什么历史意义？

【课堂小结】

19世纪生物进化论的诞生是人类破解生命起源之谜取得的重大突破。达尔文进化论的提出，是人类思想史上划时代的大事。它打破了上帝7天造就世上万物和人类的神话，极大地促进了欧洲的思想解放，使人们的世界观发生了根本性的变化。它不仅丰富、发展了生物学本身，也使生物学成为一门综合性的学科获得了新的发展方向。其“物竞天择，适者生存”和“优胜劣汰”的思想促进了亚洲等为救亡图存的资产阶级民主革命的兴起。

第13课从蒸汽机到互联网

【教学目标】

1．知识与能力:

（1）识记三次工业革命过程中代表性的发明；

（2）理解“蒸汽时代”、“电气时代”和“信息时代”到来的必然性，科学技术的进步对推动社会发展的巨大作用；

（3）了解以蒸汽机、电动机和网络技术的发明和发展说明科学技术进步对人类的意义；探究科学思想与科学发展之间的关系。

2．过程与方法：

（1）通过已学知识的回顾引导学生理解本课的相关知识，探究科技革命对社会发展与进步的巨大作用；

（2）通过表格比较三次工业革命在内容和意义上的异同，认识他们之间的关系。

3．情感态度与价值观：

（1）认识电力的发现与发展是几代科学家努力的结果，树立继承发扬人类优秀文化成果的观念；

（2）社会的发展需要技术革命，科技是第一生产力，是推动人类社会发展的终极动力。

【教学方法】

1．本课的文字和资料比较丰富，建议老师在教学时适当补充，增加学生对近代以来这三个时期科技成就的感性了解，为深入认识科学技术进步的意义奠定基础；

2．在教学中，老师给学生以适当的引导，使学生了解这些科技成就取得的背景及对世界产生的重要影响。

【教学内容】

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)瓦特改良蒸汽机：

①改良经过：

单动式蒸汽机：18世纪60年代，瓦特制成装有冷凝器的单动式蒸汽机，大大提高了蒸汽机的功率；

联动式蒸汽机：18世纪80年代，又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。

蒸汽机的改进：增加可自动调节蒸汽机速率的装置。

②主要用途：除用作提水外，还可以带动车床、织布机等，适应不同工厂的需要。此后，纺织业、采矿业、冶金业、造纸业等工业部门，都先后采用蒸汽机作为动力。

(3)瓦特蒸汽机问世的意义：

①解决了工业发展中的动力问题，真正意义上的社会化大生产逐渐形成。自此以后，只要有煤作燃料开动蒸汽机，就可根据需要建立工厂，不再受河流的限制;

②在工业化进程中，形成了许多工业城市，英、法、美等国成为工业国家。伴随着城市化，近代意识形成，如竞争意识、时间意识、风险意识、效率意识、创新意识、变革意识、人们的生活方式、价值观念等发生变化；

③促使工业革命轰轰烈烈地展开，出现了发明和使用机器的热潮。如美国人富尔顿于1807

年发明“萨凡纳”号轮船、1814年英国人史蒂芬孙发明蒸汽机车等。瓦特蒸汽机应用于运输业中，

导致蒸汽轮船和机车出现，交通运输业发生了彻底变化，人们的交往更加方便，经济和文化联系也日益密切，使世界日益成为一个整体；

④推动人类社会由此进入“蒸汽时代”。蒸汽机是工业革命时期最伟大的发明。蒸汽机的广泛利用，使英国到处建立起大工厂。19世纪三四十年代，蒸汽机在欧洲和北美被广泛采用。那些高耸入云的烟囱，喷出缕缕烟雾，庞大的厂房，发出隆隆的轰鸣，打破了原来中世纪田园生活的恬静──历史已跨进了一个新的时代。

2．电气革命的出现：

（1）背景：

①蒸汽动力不能完全满足工业生产的需要

②科学家对电的不懈研究：

a. 18世纪美国科学家富兰克林造出避雷针。

本杰明·富兰克林（1706—1790）是美国独立战争时期著名的思想家，同时也是一名杰出的科学家。18世纪以前，人们普遍相信雷电是上帝发怒的说法。富兰克林经过反复思考，认为雷电可能是一种放电现象，它和在实验室产生的电在本质上是一样的。他在1752年用雷电进行了各种电学实验，证明了天上的雷电与人工摩擦产生的电具有完全相同的性质。为了防止雷电的危害，他制成了一根实用的避雷针。他把几米长的铁杆，用绝缘材料固定在屋顶，杆上紧拴着一根粗导线，一直通到地里。当雷电袭击房子的时候，它就沿着金属杆通过导线直达大地，房屋建筑完好无损。1754年，避雷针开始应用。

b. 19世纪初意大利科学家伏特发明电池。

c. 1831年英国科学家法拉第发现电磁感应现象（理论基础）。

英国物理学家、化学家，也是著名的自学成才的科学家。1831年，法拉第经过7年反复试验，发现电磁感应现象，为制造电机提供了基本原理，他又制造了一台利用磁力产生电流的机器，将机械能转化为电能，从此，打开电能宝库的大门。

（2）电力成为工业发展的主要动力：

①发电机和电动机的完善和改进。1867年，德意志科学家西门子制成发电机1873年，比利时人格拉姆发明了电动机；

②长距离输变电技术的成熟；

③使用电力新发明的涌现：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”。

爱迪生（1847—1931），美国发明家。于1847年2月11日诞生于美国中西部的俄亥俄州的米兰小镇。爱迪生8岁上学，但仅仅读了3个月的书，就被老师斥为“低能儿”而撵出校门。从此以后，他的母亲是他的“家庭教师”。由于母亲的良好的教育方法，使得他对读书发生了浓厚的兴趣。为了赚钱购买化学药品和设备，他12岁时就开始工作。他卖过报纸、蔬菜和水果，出版过周刊《先驱报》，担任过报务员，开过公司，后来成为举世闻名的美国电学家和发明家，他除了在留声机、电灯、电话、电报、电影等方面的发明和贡献以外，在矿业、建筑业、化工等领域也有不少著名的创造和真知灼见。爱迪生一生共有1000多项创造发明，为人类的文明和进步做出了巨大的贡献。爱迪生被世人称为“天才”，但是他却解释说：“天才就是百分之二的灵感加上百分之九十八的汗水。”其中重要的发明有留声机和电灯等，特别是电灯的发明。1878年，爱迪生开始对电灯的研制感兴趣。研制电灯的关键是找灯丝材料，据说爱迪生试验了1600多种耐热材料和6000种植物纤维，但还是没有成功。1879年10月21日，他用棉线烧成碳丝，再将碳丝装进灯泡，小心地抽成真空，当电灯通上电流时，灯丝发出明亮的光辉，而且持续了45个小时。爱迪生并未满足，经过一次又一次的反复实验，用竹子纤维在碳化后可以做灯丝，灯寿命长达1200小时。为了给电灯提供电力，1882年，爱迪生在纽约建成了一个当时世界上最大规模的电力系统。他的直流发电机功率达到600多千瓦，为几千用户提供照明用电。

（3）电气革命的影响：

①电力成为一种新的能源，工业获得比蒸汽机更强大、更方便的动力；

②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；

③生产力的迅猛发展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，并产生了垄断组织，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。

蒸汽机出现以后，形成了新的城市。随着经济的发展，城市更加繁荣而且日益重要。电气技术的广泛应用，使城市面貌发生了巨大变化。如电灯给城市带来万家灯火，电梯使摩天大楼越建越高，电车使城市居民出行更加便捷，电话使相隔千里如同近在咫尺，电冰箱、洗衣机、电熨斗等的使用大大减少了人们的繁重的家务劳动，电影和电视丰富了人们的业余生活。

3．信息技术的发展：

（1）互联网的诞生和发展：

①第一台电子计算机的研制：1946年，美国研制世界上第一台计算机，奠定了现代信息技术的基础。

②互联网的产生和发展：

a. 原因：军事上的需要（美国处于和苏联争夺世界霸权的需要）促使美国加紧对信息技术的研究与开发；

b. 诞生：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；

c. 发展：20世纪90年代，互联网进一步发展为全球信息网，即WWW。

WWW是World Wide Web （全球信息网）的缩写，也可以简称为Web，有人译作“万维网”“环球网”“web网”“3w网”。最初是由欧洲核物理研究中心（Cern）提出来的。其创建者伯纳斯?李，在他1991年8月6日创建的第一个网址中解释了万维网的工作原理等内容。他也因此被《时代》杂志评价为二十世纪最重要的100位人物之一。

WWW（World Wide Web），是一张附着在Internet上的覆盖全球的信息"蜘蛛网"，镶嵌着无数以超文本形式存在的信息，其中有璀璨的明珠，当然也有腐臭的垃圾。WWW是当前Internet上最受欢迎、最为流行、最新的信息检索服务系统。它把Internet上现有资源统统连接起来，使用户能在Internet上已经建立了WWW服务器的所有站点提供超文本媒体资源文档。这是因为，WWW能把各种类型的信息（静止图像、文本声音和音像）无义无缝的集成起来。WWW不仅提供了图形界面的快速信息查找，还可以通过同样的图形界面（GUI）与Internet的其他服务器对接。WWW诞生于Internet之中，后来成为Internet的一部分，而今天，WWW几乎成了Internet的代名词。通过它，加入其中的每个人能够在瞬间抵达世界的各个角落，只要将一根电话线插入你的PC（它可能是你随身携带的笔记本电脑加上一部移动电话），此时全球的信息就在你的指尖！ WWW极大简化了网上信息的发布和用户访问。

（2）互联网的功用：

①功用：提供文件传输、电子信箱、聊天等服务，在社会各个领域发挥了巨大的作用，标志着信息化社会的出现。

一般认为，以纸质为媒介的报纸为第一媒体，以电波为媒介的广播为第二媒体，以图像为媒介的电视是第三媒体。而互联网是通过计算机网络传播信息的文化载体，这种以数字化的方式存储、处理和传播，以比特为计量单位的电子媒体被人们称为“第四媒体”。

国际互联网的应用丰富多彩。例如，收发电子邮件、资料检索、浏览新闻、休闲游戏、网上购物、网上远程教育、远程医疗等。

②特点：网络媒体作为一种新的传播媒体，具有界面直观、音色兼备、链接灵活和高速传输的特点。

（3）互联网的影响：

①信息经济在世界各地全面发展，加快了经济全球化的步伐；

②传统产业也借助互联网提高管理水平，并通过全球营销和采购扩大市场；

③在互联网时代，人们可以在家里完成很多工作，提高了工作效率，增加了乐趣；

④人们的社会交往方式也发生着改变。

⑤也带来一些负面影响：信息泛滥、垃圾信息、网络安全与犯罪影响着经济的安全；青少年沉迷于网络，影响了正常的学习和生活；

如各种宣扬色情、凶杀、暴力等信息垃圾污染青少年心灵；使青少年沉迷于虚拟世界，脱离现实生活；使青少年沉溺于网络，耗费时间，荒废学业；当青少年无钱上网，去偷抢盗等，走上犯罪道路

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。如以美国为首的西方大国，利用网络，传输西方资产阶级的意识形态、政治制度、文化思想，造成世界局势更加动荡不安。

互联网在给社会带来巨大效能的同时，也带来了巨大的挑战。青少年应该提高自身的道德素养，树立正确的网络观，让网络发挥出应有的作用。

4．三次工业革命对中国的影响：

（1）第一次影响

①第一次工业革命完成后，欧美列强发动两次鸦片战争,打开中国封闭国门,使中国开始沦为半殖民地半封建社会,民族危机出现；

②客观上瓦解了中国封建自然经济,中国开始卷入资本主义世界市场,冲击着中国封建思想文化,诱导了中国近代工业的产生（洋务企业和中国民族资本主义产生）；

③深层次的影响是先进的中国人向西方学习。

（2）第二次影响

①资本主义向帝国主义过渡,在经济,列强加紧对中国进行资本输出,在政治上,掀起瓜分中国狂潮,加紧侵略中国边疆及邻国,中国完全沦为半殖民地半封建社会,民族危机空前严重；

②中国民族资本主义初步发展；

③中国人民救亡图存运动高涨（维新运动、义和团运动和辛亥革命）。

（3）第三次工业革命对中国的影响

①由于以美国为首的西方阵营对社会主义中国的敌视、封锁，当时国内政治经济上的“左”倾错误的干扰，致使中国一度再次与世界科技潮流失之交臂，影响了我国的现代化建设和综合国力的全面提高；

②与前两次不同的是在当时极端困难的国内国际背景下，中国科学家在太阳能、航天技术、分子生物学等领域取得了世界同步的重大科技成就。特别是改革开放以后，中国打开国门，积极引进吸收世界先进科学技术与管理方法，重新追赶世界科技革命的潮流，我国已形成门类齐全的工业体系，极大地推动了我国的现代化建设。

【教学重点】

1．蒸汽机的发明和电气技术的应用对社会发展的作用；

2．第二次工业革命开辟的时代被称为“电气时代”的原因。

【热点试题】

1．瓦特改良蒸汽机的必要性与可能性是什么？

2．“蒸汽时代”到来的积极和消极影响有哪些?

3．为什么电力会成为工业发展的主要动力？

4．比较“蒸汽时代”和“电气时代”发明的异同。

5．你觉得应该怎样评价蒸汽机和电力对社会发展的作用？

6．举例说明科学技术的进步对社会发展的作用。

【课堂小结】

本课教材主要从三个方面介绍了世界科学历程中的“蒸汽时代”“电气时代”和“信息时代”，从科学技术发展史的角度阐述了近代以来人类科学技术发展的三个重要阶段。蒸汽机是工业革命时期最伟大的发明，第二次工业革命以电力的广泛应用为显著特点，第三次科技革命则是带来了以电子计算机为代表的信息时代。蒸汽机的发明、电气技术的广泛应用和互联网的出现，推动社会各个方面发生了巨大变革。