專題七

近代以來科學技術的輝煌

一、課標內容

1.了解經典力學的主要內容，認識其在近代自然科學理論發展中的歷史地位。

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生分歧的根源。

3.以蒸汽機的發明和電氣技術的應用等為例，說明科學技術進步對社會發展的作用。

4.知道相對論、量子論的主要內容，認識其意義。

5.以網絡技術為例，理解現代信息技術對人類社會的影響。

二、教學要求

第一課

近代物理學的奠基人和革命者

基本要求

知道經典力學的主要內容和伽利略、牛頓對經典力學建立的主要貢獻；認識經典力學在近代自然科學理論發展中的歷史地位。知道相對論的主要內容，了解愛因斯坦創立相對論的史實；認識相對論提出的意義。感受伽利略、愛因斯坦等科學家不迷信權威、為科學而不斷探索創新的進取精神。

發展要求

知道量子理論的主要內容。了解普朗克提出量子理論、愛因斯坦把量子理論推廣到光學中的史實。認識量子理論提出的意義。

說明

本課內容中的一些物理學概念比較抽象，可借助于中學物理課的知識來促進本課內容的教學。

專題七

近代以來科學技

第四課

近代科學之父牛頓

基本要求

了解牛頓的成長歷程，簡述他的主要科學成就：建立經典物理學理論體系、發明反射望遠鏡等。感受牛頓嚴謹的科學態度與勤奮的探索精神。

發展要求

認識牛頓在社會發展中的作用，感悟其成長的人生啟迪。

說明

教學時可聯系必修Ⅲ專題七“近代物理學的奠基人和革命者”一課的有關內容。

第五課

20世紀的科學偉人愛因斯坦

基本要求

了解愛因斯坦的成長歷程，簡述他的主要科學成就：提出狹義相對論、廣義相對論、光量子假說等。感受愛因斯坦腳踏實地進行科學研究和勇于科學創新的精神。

發展要求

認識愛因斯坦對科學和社會發展的巨大推動作用，感悟其成長的人生啟迪。

說明

教學時可聯系必修Ⅲ專題七“近代物理學的奠基人和革命者”一課的有關內容。第四課

近代科學之父牛頓一、牛頓與經典力學體系1.近代科學之父——牛頓成長歷程：童年、中學、大學主要科學成就領域成就數學提出二項式定理以及微積分的初步算法物理學光學(1)制作折射望遠鏡，對太陽光進行反射實驗，證明日光由七色光組成，說明物體顏色的形成原理；(2)在《關于光和色的新理論》中提出了光的“微粒說”。力學(1)創立了物體運動三定律和萬有引力定律；(2)《自然哲學中的數學原理》,標志著經典力學理論體系的建立。天文學制作了世界上第一架反射望遠鏡考察行星運動，解釋了潮汐現象、地球的圓扁形狀等問題。成功原因前人的研究成果提供堅實的基礎；有利的社會環境：西歐思想解放運動提供思想基礎；英國資產階級革命的洗禮；主觀客觀勤奮的探索精神；科學的研究方法；注重實驗，采用“歸納-演繹”法；善于借鑒吸收并大膽創新。一、牛頓與經典力學體系1.近代科學之父——牛頓成長歷程：童年2.奠基：經典力學體系背景文藝復興運動使科學從神學的桎梏中被解放出來，近代科學誕生。伽利略對亞里士多德力學觀的否定亞里士多德的力學觀：必須有力作用在物體上，物體才能運動，沒有力的作用，物體就會靜止。伽利略的貢獻：創立了自由落體定律創立建立標志：1687年《自然哲學的數學原理》的發表內容牛頓力學三定律慣性定律加速度的比例定律作用力和反作用力定律萬有引力定律意義(1)理論的綜合：牛頓力學體系正確地反映了宏觀物體低速運動的客觀規律，對自然界的力學現象做出了系統、合理的說明，從而完成了人類對自然界認識史上的第一次理論大綜合。(2)經典力學體系的建立標志著近代科學的形成。(3)實踐的驗證：根據萬有引力定律，人們準確地算出地球的平均密度和扁平率，正確地解釋了潮汐的成因。根據這一定律，人們還發現了海王星、冥王星。(4)打開了工業革命的大門。2.奠基：經典力學體系背景文藝復興運動使科學從神學的桎梏中被【學法指導】牛頓力學體系正確地反映了宏觀低速運動的客觀規律，把過去一向認為是截然無關的地球上的物體運動規律和天體運動規律概括在一個統一的理論中，實現了自然科學的第一次理論性的大綜合，這是人類對自然認識的一個飛躍，使人類獲得了用理性解決所有問題的自信。復習時可聯系英國資產階級革命、文藝復興、宗教改革、啟蒙運動和工業革命等內容理解分析牛頓力學體系建立的條件和意義，以培養普遍聯系的觀點和方法。通過分析牛頓力學建立了一套與古代不同的自然觀和方法論，其最顯著的特征，一是注重實驗，實驗可以進一步揭示客觀現象和過程之間的內在邏輯關系，并由此得出重要結論；二是它的數學化，自然的數學結構是近代科學先驅深信不疑的真理，得出“牛頓力學體系的建立標志著近代科學的形成”的結論，加深對牛頓力學體系歷史地位的認識。【學法指導】牛頓力學體系正確地反映了宏觀低速運動的客觀規律，二、愛因斯坦與相對論1.科學偉人——愛因斯坦生平主要科學成就成就著作內容影響狹義相對論1905年《論物體的電動力學》相對性原理光速不變原理近代物理學領域的一次偉大革命廣義相對論1916年《廣義相對論的基礎》等效原理廣義相對性原理促進了人們對宇宙的認識及觀測研究和理論探討光量子假說光具有波粒兩象性解釋了光電效應推動了量子力學的發展為人類和平進步而斗爭一戰時：支持反戰宣言一戰后：致力于恢復各國人民的相互諒解，呼吁人民為和平而斗爭二戰時：建議羅斯福搶在納粹之前研制原子彈，痛心原子彈爆炸引起的大量平民傷害二戰后：致力于防止核戰爭的發生，發表了反核戰的《羅素-愛因斯坦宣言》

鑒于未來任何世界大戰必將使用核武器，而這種武器威脅著人類的繼續生存，我們敦促世界各國政府認識到并公開承認，它們的目的決不能通過世界大戰來達到，因此，我們也敦促它們尋求和平辦法來解決它們之間的一切爭端。我們將結束人類的生存呢，還是人類將結束戰爭？

——《羅素—愛因斯坦宣言》二、愛因斯坦與相對論1.科學偉人——愛因斯坦生平主要科學成就2.革命：相對論和量子論物理學史上的三次革命第一次：牛頓創建力學體系第二次：法拉第、麥克斯韋創立電磁場理論第三次：愛因斯坦等人創建相對論和量子力學量子論背景：19世紀末20世紀初，電子和放射性的發現，促進人們對物質的認識深入到了原子內部。但大量的實驗表明，微觀粒子的運動不能用通常的宏觀物體的運動規律進行描述。這就需要人們對微觀世界開展研究。誕生：1900年，德國物理學家普朗克提出了量子假說。這個假說宣告了量子論的誕生。發展：1905年，愛因斯坦提出了光具有波粒二象性的結論，1923年，法國物理學家德布羅意又提出物質波理論。成熟：在這個基礎上，奧地利、德國的物理學家建立了量子力學。意義：量子力學標志著人類對客觀規律的認識，開始從宏觀世界深入到微觀世界過程相對論意義：愛因斯坦相對論的建立，是對近代物理學理論框架的重大突破，它不僅揭示了空間、時間的可變性，時空的變化和時空結構同物質的運動和狀態密不可分。這種全新的時空觀、運動觀和物質觀的形成，是人類思想發展史中的一次根本性變革，對整個自然科學和哲學都產生了極其深遠的影響。創立：(見前分析)2.革命：相對論和量子論物理學史上的三次革命第一次：牛頓創建

相對論打破了牛頓以來傳統的絕對時空觀，但并非全盤否定牛頓力學。牛頓力學反映的是宏觀物體低速運動的客觀規律，而狹義相對論反映的是物體高速運動的客觀規律，是對牛頓力學的繼承和發展。牛頓力學是相對論的一種特例（物體低速運動狀態），包括在相對論體系中。相對論與牛頓力學的關系量子論和相對論是現代物理學的兩大支柱

愛因斯坦關于相對論的比喻

為了對這一深奧的理論做通俗的說明，愛因斯坦曾經風趣地對一名男青年說：“我打個比方，比如你屁股坐在火爐上烤和坐在公園柳蔭下與女士談情說愛，那么，同樣的時間你覺得哪一個更長？”男青年說：“當然坐在火爐上烤的時間覺得長久。”愛因斯坦說：“這就是我的相對論內容。”相對論打破了牛頓以來傳統的絕對時空觀，但并非全盤否定【學法指導】相對論和量子理論構成了現代物理學的基礎，開闊了人們的眼界，改變了人們認識世界的角度和方式。復習時可結合19世紀末物理學的發展，人們對光速或接近光速運動狀態下的物質的研究，對經典物理學提出了挑戰，出現了所謂的“物理學危機”，分析理解相對論和量子理論的背景和重大意義；分析愛因斯坦相對論和牛頓力學體系的關系，愛因斯坦的相對論只否定了牛頓力學的絕對時空觀，沒有否定整個牛頓力學，牛頓力學反映的是物體低速運動的客觀規律，而相對論反映的是物體高速運動的客觀規律，是對牛頓力學體系的繼承和發展，加深對相對論意義的認識，從中感受愛因斯坦等科學家不畏權威、為科學而不斷探索創新的精神。【學法指導】相對論和量子理論構成了現代物理學的基礎，開闊了人1.(2009高考廣東單科)普朗克曾這樣評論愛因斯坦的科學成就：“這個原理在物理世界觀上所引起的革命，只有哥白尼世界體系的引入才能與之相提并論。”文中的”這個原理“是A.日心說B.相對論C.量子假說D.萬有引力定律2.(2010·福建文綜20)圖9是一張歷史研究性學習涉筆活動宣傳海報的配圖。據此判斷，下列標題中最適合于這份海報的是A.“超越時空的夢想”B.“探索與發現：海王星”C.“普朗克的假說與驗證”D.“比薩斜塔—亞里士多德力學學說的終結”3.(2010·天津文綜11)20世紀初，提出光量子假說，解決經典物理學無法解釋的光電效應問題的科學家是A.普朗克B.麥克斯韋C.玻爾D.愛因斯坦4.(2010·江蘇單科20)“把能量的變化看成是跳躍式的進行，成功地解釋了經典理論無法解釋的某些現象，打破了經典物理學中一切過程都是連續變化的觀念。”這一理論的誕生主要是由下列哪一問題引起的？A.研究熱輻射B.揭示時空本質屬性C.解釋光電效應D.預測未知行星方位5．（2011全國文綜Ⅱ卷）哥白尼、牛頓和愛因斯坦被稱為近代以來最偉大的科學家，其理論的共同之處是A．得到了科學實驗的驗證B．改變了人類對自然世界的認識C．推動了技術的重大突破D．科學地概括出物質運動的定律6．（2011廣東文綜）1919年英國《泰晤士報》曾刊登標題文章——“科學革命”，兩個副標題是“宇宙新理論”、“牛頓觀念的破產”。具有“科學革命”意義的理論是A．日心說B．量子論C．相對論D．經典力學√√√√√√1.(2009高考廣東單科)普朗克曾這樣評論愛因斯坦的科學成7．（2011安徽文綜）日本福島核泄漏事故引起全球關注。反思近代科技發展的歷程，下列說法正確的是A．人類面臨的核威脅最初源于愛因斯坦的相對論B．原子彈的使用是反法西斯戰爭勝利的決定因素C．科技發明是近百年間眾多人為災難的主要原因D．第三次科技革命諸多技術源于二戰中的軍事發明8．（2011海南單科）17世紀，處于科學革命中的西歐，“肯定自然知識的實用價值，以及肯定它對科技進步的前景所包含的意義，已經成為普遍接受的常識，但科學的素養對于人類，以及對于人類所處的環境實際產生的作用還是很小”。這一現象說明

A．民眾僅從實用角度理解科學革命B．科學素養的提高不受社會重視

C．科學革命只影響到知識階層D．科學方法已獲得廣泛認同9．（2011江蘇單科）菲利普·費爾南德茲一阿邁斯托在評價某科學家時指出：在他的宇宙里，“每一種現象都帶有欺騙性。物質和能量可以相互轉換。雙胞胎以不同的速度衰老。平行線可以交叉。光線彎曲的徑跡其實纏繞宇宙。”這位科學家是

A．伽利略B．達爾文C．牛頓D．愛因斯坦√√√7．（2011安徽文綜）日本福島核泄漏事故引起全球關注。反思

第二課

追尋生命的起源

基本要求

了解達爾文、赫胥黎及其進化論觀點。

感受達爾文等科學家尊重事實、勇于探索的科學精神。

發展要求

了解科學與宗教在人類起源問題上產生分歧的根源。

說明

“千年話題一誰創造了萬物”和“近代生命科學的成果”二目為學生課外閱讀內容。

第二課

追尋生命的起源

歷史條件社會環境政治上：資產階級革命的影響；經濟上：資本主義經濟的發展和工業革命的推動；思想上：文藝復興、宗教改革、啟蒙運動解放了思想。科學基礎：科學技術的進步和生物學知識的積累自身實踐：達爾文的科學探索確立標志：1859年《物種起源》的發表主要觀點自然界中生物的物種是不斷進化的，是不斷從低級向高級發展的自然界進化的規則是物競天擇，適者生存發展和完善：赫胥黎發展進化論1863年，赫胥黎發表《人類在自然界中的位置》，通過比較解剖學的研究，論證了“人的構造和其他動物一樣，尤其和猿更接近”。它使人猿同祖論進一步得到了確立，促進了進化論的傳播。意義對宗教神學：挑戰了封建神學，否定了神創說，促進了人類認識的飛躍；對自然科學：把發展變化思想引入生物界，開創了生物科學發展的新時代；對中國的影響：對處于國家危亡時期的中國思想界也產生巨大震動。救亡圖存的變法運動和革命運動蓬勃興起。歷史條件社會環境政治上：資產階級革命的影響；科學基礎：科學【學法指導】達爾文進化論有力直接沖擊了宗教界占統治地位的“神創論”，開創了生物科學發展的新時代，極大解放了人們的思想，在歐洲和世界產生了非常重要的影響。復習時可聯系已學生物學知識加深對理論的理解；可從政治、經濟、思想、科學等方面對生物進化論產生的背景和歷史意義進行全面分析和歸納，還要聯系中國近代史相關知識認識進化論對處于國家危亡時期的中國思想界產生了巨大震動，中國的愛國知識分子正是把達爾文生物進化理論當作改造社會的利器，掀起了救亡圖存的維新變法運動和資產階級民主革命，從中我們可體會到科學創新、思想創新對科學發展、社會進步的巨大推動作用。【學法指導】達爾文進化論有力直接沖擊了宗教界占統治地位的“神1.(2009高考廣東理科基礎)英國思想家斯賓塞認為，人類社會沿著由簡單到復雜、由低級到高級的過程發展，他的思想最有可能借用了A.相對論原理B.萬有引力定律C.進化論原理D.主權在民思想2.(2009安徽文綜高考)被西方教會勢力指責為“意在擾亂對神的信仰，企圖毀滅上帝”，而中國啟蒙思想家嚴復則認為“其彰人耳目，改易思理，甚于奈端(牛頓)氏之天算格致”的學說是A.日心說B.進化論C.量子論D.相對論3.(2010·廣東文綜21)《新編劍橋世界近代史》中有這樣的評述：“兩個學說都發現了變化的原因在于斗爭——生存競爭和階級斗爭。”這兩個學說最終形成于A.17世紀初期B.18世紀中期C.19世紀中期D.20世紀初期√√√1.(2009高考廣東理科基礎)英國思想家斯賓塞認為，人類社

第三課

人類文明的引擎

基本要求

發展要求

知道人類社會進人蒸汽時代和電氣時代的標志和大致時間；舉出瓦特改良蒸汽機、法拉第發現電磁感應現象、西門子研制發電機、格拉姆發明電動機、愛迪生的發明等史實，說明蒸汽機和電氣技術的應用對社會發展的作用。

體會科學技術應用于生產給人類文明帶來的巨大變化；感受愛迪生等科學家熱愛科學和對科學不懈追求的精神。說明

“紐可門蒸汽機”、“莫茲利與車床”、“諾貝爾與諾貝爾獎”等知識點為學生課外閱讀內容。

第三課

人類文明的引擎

第四課

向“距離”挑戰

基本要求

了解電子計算機與網絡技術發明和發展的概況；理解現代信息技術對人類社會的影響。分析計算機網絡的發展給社會生活帶來的變化和存在的間題。

感受信息時代帶來的社會生活和價值觀念的變化，加深對“科技發展和人文關懷并重”價值觀的理解和認同。

發展要求

了解汽車、飛機發明和電報、電話無線電通信發明的史實及其對人類生活的影響。

說明

第四課

向“距離”挑戰

一、萬能原動機與“蒸汽機時代”(瓦特)1.背景社會生產的直接推動1765年哈格里夫斯發明人力“珍妮機”1771年阿克萊特發明水力紡紗機1779年克隆普頓發明“騾機”1785年卡特萊特研制出水力織布機自然科學成就是蒸汽機得以發明的理論基礎；相關生產技術的進步是蒸汽機得以發明的技術保證。實驗科學的長期孕育(法)巴本發明帶有活塞的實驗型汽缸，把熱能轉變為機械能。(英)塞維利發明蒸汽泵，無法普及紐可門等人研制大氣活塞式蒸汽機，只能用于礦山抽水。2.瓦特改良蒸汽機

3.意義

解決了工業發展的動力問題；成為一切生產部門和交通運輸部門“萬能的原動力”。推動工廠的建立，人類跨入“蒸汽時代”。推動交通運輸工具的改進。1803年(美)富爾頓制成汽船；1814年(英)史蒂芬孫發明蒸汽機車機器制造業的誕生：蒸汽機的出現和傳動結構的改進，使生產部門對車床需求的數量和種類激增，手工生產方式已無法滿足需要。1794年(英)莫茲利發明移動刀架，1797年制成帶有移動刀架和導軌系統的車床。19世紀機械加工制造業誕生。一、萬能原動機與“蒸汽機時代”(瓦特)1.背景社會生產的直接二、電力的廣泛應用與“電氣時代”(法拉第、西門子等)

聯系必修二專題五第四課“走向整體的世界”第一目“電氣時代的來臨”中有關電氣技術發明的內容。1.法拉第發現電磁感應現象，為發電機的研制提供理論基礎。2.電氣技術的應用

德國工程師西門子制成發電機。比利時人格拉姆制成了直流電動機。美國人愛迪生創建第一個發電站。電報：1837年，美國莫爾斯發明有線發報機。電話：1875美國貝爾發明電話機。意大利馬可尼發明無線電通訊。3.電氣技術的應用對社會發展的作用

電動機和發電機的發明，為電力工業開辟了廣闊的前景。隨后，電燈、電話、電車、電報等，不斷涌現出來，人們對電的需求量越來越大。第二次工業革命從19世紀下半葉開始，到20世紀初基本完成。由于電力的廣泛應用，使世界跨入“電氣時代”。二、電力的廣泛應用與“電氣時代”(法拉第、西門子等)1.法拉三、現代信息技術與“信息時代”

聯系必修二專題四第三課“大眾傳播媒介的更新”第三目“互聯網與民眾生活的漸變”中有關互聯網作用的內容。1.背景

以計算機和通信技術為核心的現代信息科學技術的發展，奠定了基礎。“冷戰”時期，美國出于與蘇聯爭奪世界霸權的需要，直接推動了互聯網的產生。2.電腦與網絡技術發明和發展

電子計算機的研制

1946年，美國研制出第一臺電子計算機。至今，電子計算機經歷了電子管、晶體管、集成電路和大規模集成電路四個發展階段，第五代新型計算機正在研制之中。

電子計算機技術的應用

電子計算機不僅為自動化和控制論的建立奠定了基礎，而且被廣泛應用到各個領域，如數據處理、設計實驗、自動控制、經營管理、信息傳播、情報檢索、通訊聯絡、教學科研等方面。3.現代信息技術對人類社會的影響

積極：互聯網給世界帶來了翻天覆地的變化。大大縮小了全球的空間距離，使全人類實現信息交流和共享；推動了知識經濟的產生與發展；使人類的生產、生活、工作、學習、思維等方式都發生了深刻的變化；促進了傳統產業的更新改造；使人類進入信息時代。消極：導致信息泛濫、垃圾信息、網絡安全和網絡犯罪等；各國之間圍繞互聯網的競爭造成世界更加動蕩不安；虛擬社會對人們生活和學習工作特別是對青少年產生消極影響。三、現代信息技術與“信息時代”1.背景【學法指導】蒸汽機的發明是人類動力方面的一次重大革命，它把人從繁重的體力勞動中解放出來，提高了勞動效率。復習時可聯系必修二所學的工業革命相關知識，從蒸汽機的原理、使用情況、優良性能等方面分析理解瓦特改良蒸汽機對解決工業發展動力問題、推動工業革命轟轟烈烈開展的巨大作用，并能全面、辯證分析蒸汽機發明對人類社會發展所起的作用及其影響。電氣技術的應用是科學與技術緊密結合的典范，科學技術轉化為直接生產力的速度加快，人類利用和改造自然的能力大大增強。復習時比較發電機和蒸汽機的發明過程的異同點，理解電氣技術的應用是科學與技術緊密結合的典范；從社會生產力大幅度提高、社會結構和世界形勢的改變、人們生活更加豐富多彩等方面比較分析蒸汽機發明和電力技術的廣泛應用對社會變革所起的推動作用。網絡技術的迅猛發展，使互聯網越來越成為“全人類的大腦”，大大縮小了全球的空間距離，使全人類實現信息交流和共享。復習時從互聯網誕生的背景、過程、功能、特點及其影響等方面梳理歸納知識；聯系身邊事例，理解體會現代信息技術對社會的雙重影響，樹立正確認識和利用網絡的觀念，增強全面辯證分析問題的能力。【學法指導】蒸汽機的發明是人類動力方面的一次重大革命，它把人1.(2009高考廣東文科基礎)從交通運輸的角度看，代表第一次工業革命的成果是A.蒸汽機車B.內燃機車C.電力機車D.汽車2.(2010·江蘇單科16)英國曼徹斯特地區，在18世紀80年代初只有棉紡廠兩家，短短的時間內棉紡廠發展很快：1802年52家，1809年64家，1830年99家，以上現象出現的主要原因是A.珍妮紡紗機推動工業發展B.蒸汽動力的普遍推廣C.鐵路交通大規模興建D.英國棉紡品大量涌入中國3．（2012·福建文綜卷·23）1912年4月，“泰坦尼克”號客輪在從英國到美國的首航中不幸沉沒。某歷史興趣小組搜集了該客輪的背景材料，其中符合史實的是（）①使用電燈照明②豪華客艙配備電視③航線經過地中海④用無線電報與外界聯絡A．①②B．①④C．②③D．③④√√√1.(2009高考廣東文科基礎)從交通運輸的角度看，代表第一

專題七

近代以來科學技術的輝煌

一、課標內容

1.了解經典力學的主要內容，認識其在近代自然科學理論發展中的歷史地位。

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生分歧的根源。

3.以蒸汽機的發明和電氣技術的應用等為例，說明科學技術進步對社會發展的作用。

4.知道相對論、量子論的主要內容，認識其意義。

5.以網絡技術為例，理解現代信息技術對人類社會的影響。

二、教學要求

第一課

近代物理學的奠基人和革命者

基本要求

知道經典力學的主要內容和伽利略、牛頓對經典力學建立的主要貢獻；認識經典力學在近代自然科學理論發展中的歷史地位。知道相對論的主要內容，了解愛因斯坦創立相對論的史實；認識相對論提出的意義。感受伽利略、愛因斯坦等科學家不迷信權威、為科學而不斷探索創新的進取精神。

發展要求

知道量子理論的主要內容。了解普朗克提出量子理論、愛因斯坦把量子理論推廣到光學中的史實。認識量子理論提出的意義。

說明

本課內容中的一些物理學概念比較抽象，可借助于中學物理課的知識來促進本課內容的教學。

專題七

近代以來科學技

第四課

近代科學之父牛頓

基本要求

了解牛頓的成長歷程，簡述他的主要科學成就：建立經典物理學理論體系、發明反射望遠鏡等。感受牛頓嚴謹的科學態度與勤奮的探索精神。

發展要求

認識牛頓在社會發展中的作用，感悟其成長的人生啟迪。

說明

教學時可聯系必修Ⅲ專題七“近代物理學的奠基人和革命者”一課的有關內容。

第五課

20世紀的科學偉人愛因斯坦

基本要求

了解愛因斯坦的成長歷程，簡述他的主要科學成就：提出狹義相對論、廣義相對論、光量子假說等。感受愛因斯坦腳踏實地進行科學研究和勇于科學創新的精神。

發展要求

認識愛因斯坦對科學和社會發展的巨大推動作用，感悟其成長的人生啟迪。

說明

教學時可聯系必修Ⅲ專題七“近代物理學的奠基人和革命者”一課的有關內容。第四課

近代科學之父牛頓一、牛頓與經典力學體系1.近代科學之父——牛頓成長歷程：童年、中學、大學主要科學成就領域成就數學提出二項式定理以及微積分的初步算法物理學光學(1)制作折射望遠鏡，對太陽光進行反射實驗，證明日光由七色光組成，說明物體顏色的形成原理；(2)在《關于光和色的新理論》中提出了光的“微粒說”。力學(1)創立了物體運動三定律和萬有引力定律；(2)《自然哲學中的數學原理》,標志著經典力學理論體系的建立。天文學制作了世界上第一架反射望遠鏡考察行星運動，解釋了潮汐現象、地球的圓扁形狀等問題。成功原因前人的研究成果提供堅實的基礎；有利的社會環境：西歐思想解放運動提供思想基礎；英國資產階級革命的洗禮；主觀客觀勤奮的探索精神；科學的研究方法；注重實驗，采用“歸納-演繹”法；善于借鑒吸收并大膽創新。一、牛頓與經典力學體系1.近代科學之父——牛頓成長歷程：童年2.奠基：經典力學體系背景文藝復興運動使科學從神學的桎梏中被解放出來，近代科學誕生。伽利略對亞里士多德力學觀的否定亞里士多德的力學觀：必須有力作用在物體上，物體才能運動，沒有力的作用，物體就會靜止。伽利略的貢獻：創立了自由落體定律創立建立標志：1687年《自然哲學的數學原理》的發表內容牛頓力學三定律慣性定律加速度的比例定律作用力和反作用力定律萬有引力定律意義(1)理論的綜合：牛頓力學體系正確地反映了宏觀物體低速運動的客觀規律，對自然界的力學現象做出了系統、合理的說明，從而完成了人類對自然界認識史上的第一次理論大綜合。(2)經典力學體系的建立標志著近代科學的形成。(3)實踐的驗證：根據萬有引力定律，人們準確地算出地球的平均密度和扁平率，正確地解釋了潮汐的成因。根據這一定律，人們還發現了海王星、冥王星。(4)打開了工業革命的大門。2.奠基：經典力學體系背景文藝復興運動使科學從神學的桎梏中被【學法指導】牛頓力學體系正確地反映了宏觀低速運動的客觀規律，把過去一向認為是截然無關的地球上的物體運動規律和天體運動規律概括在一個統一的理論中，實現了自然科學的第一次理論性的大綜合，這是人類對自然認識的一個飛躍，使人類獲得了用理性解決所有問題的自信。復習時可聯系英國資產階級革命、文藝復興、宗教改革、啟蒙運動和工業革命等內容理解分析牛頓力學體系建立的條件和意義，以培養普遍聯系的觀點和方法。通過分析牛頓力學建立了一套與古代不同的自然觀和方法論，其最顯著的特征，一是注重實驗，實驗可以進一步揭示客觀現象和過程之間的內在邏輯關系，并由此得出重要結論；二是它的數學化，自然的數學結構是近代科學先驅深信不疑的真理，得出“牛頓力學體系的建立標志著近代科學的形成”的結論，加深對牛頓力學體系歷史地位的認識。【學法指導】牛頓力學體系正確地反映了宏觀低速運動的客觀規律，二、愛因斯坦與相對論1.科學偉人——愛因斯坦生平主要科學成就成就著作內容影響狹義相對論1905年《論物體的電動力學》相對性原理光速不變原理近代物理學領域的一次偉大革命廣義相對論1916年《廣義相對論的基礎》等效原理廣義相對性原理促進了人們對宇宙的認識及觀測研究和理論探討光量子假說光具有波粒兩象性解釋了光電效應推動了量子力學的發展為人類和平進步而斗爭一戰時：支持反戰宣言一戰后：致力于恢復各國人民的相互諒解，呼吁人民為和平而斗爭二戰時：建議羅斯福搶在納粹之前研制原子彈，痛心原子彈爆炸引起的大量平民傷害二戰后：致力于防止核戰爭的發生，發表了反核戰的《羅素-愛因斯坦宣言》

鑒于未來任何世界大戰必將使用核武器，而這種武器威脅著人類的繼續生存，我們敦促世界各國政府認識到并公開承認，它們的目的決不能通過世界大戰來達到，因此，我們也敦促它們尋求和平辦法來解決它們之間的一切爭端。我們將結束人類的生存呢，還是人類將結束戰爭？

——《羅素—愛因斯坦宣言》二、愛因斯坦與相對論1.科學偉人——愛因斯坦生平主要科學成就2.革命：相對論和量子論物理學史上的三次革命第一次：牛頓創建力學體系第二次：法拉第、麥克斯韋創立電磁場理論第三次：愛因斯坦等人創建相對論和量子力學量子論背景：19世紀末20世紀初，電子和放射性的發現，促進人們對物質的認識深入到了原子內部。但大量的實驗表明，微觀粒子的運動不能用通常的宏觀物體的運動規律進行描述。這就需要人們對微觀世界開展研究。誕生：1900年，德國物理學家普朗克提出了量子假說。這個假說宣告了量子論的誕生。發展：1905年，愛因斯坦提出了光具有波粒二象性的結論，1923年，法國物理學家德布羅意又提出物質波理論。成熟：在這個基礎上，奧地利、德國的物理學家建立了量子力學。意義：量子力學標志著人類對客觀規律的認識，開始從宏觀世界深入到微觀世界過程相對論意義：愛因斯坦相對論的建立，是對近代物理學理論框架的重大突破，它不僅揭示了空間、時間的可變性，時空的變化和時空結構同物質的運動和狀態密不可分。這種全新的時空觀、運動觀和物質觀的形成，是人類思想發展史中的一次根本性變革，對整個自然科學和哲學都產生了極其深遠的影響。創立：(見前分析)2.革命：相對論和量子論物理學史上的三次革命第一次：牛頓創建

相對論打破了牛頓以來傳統的絕對時空觀，但并非全盤否定牛頓力學。牛頓力學反映的是宏觀物體低速運動的客觀規律，而狹義相對論反映的是物體高速運動的客觀規律，是對牛頓力學的繼承和發展。牛頓力學是相對論的一種特例（物體低速運動狀態），包括在相對論體系中。相對論與牛頓力學的關系量子論和相對論是現代物理學的兩大支柱

愛因斯坦關于相對論的比喻

為了對這一深奧的理論做通俗的說明，愛因斯坦曾經風趣地對一名男青年說：“我打個比方，比如你屁股坐在火爐上烤和坐在公園柳蔭下與女士談情說愛，那么，同樣的時間你覺得哪一個更長？”男青年說：“當然坐在火爐上烤的時間覺得長久。”愛因斯坦說：“這就是我的相對論內容。”相對論打破了牛頓以來傳統的絕對時空觀，但并非全盤否定【學法指導】相對論和量子理論構成了現代物理學的基礎，開闊了人們的眼界，改變了人們認識世界的角度和方式。復習時可結合19世紀末物理學的發展，人們對光速或接近光速運動狀態下的物質的研究，對經典物理學提出了挑戰，出現了所謂的“物理學危機”，分析理解相對論和量子理論的背景和重大意義；分析愛因斯坦相對論和牛頓力學體系的關系，愛因斯坦的相對論只否定了牛頓力學的絕對時空觀，沒有否定整個牛頓力學，牛頓力學反映的是物體低速運動的客觀規律，而相對論反映的是物體高速運動的客觀規律，是對牛頓力學體系的繼承和發展，加深對相對論意義的認識，從中感受愛因斯坦等科學家不畏權威、為科學而不斷探索創新的精神。【學法指導】相對論和量子理論構成了現代物理學的基礎，開闊了人1.(2009高考廣東單科)普朗克曾這樣評論愛因斯坦的科學成就：“這個原理在物理世界觀上所引起的革命，只有哥白尼世界體系的引入才能與之相提并論。”文中的”這個原理“是A.日心說B.相對論C.量子假說D.萬有引力定律2.(2010·福建文綜20)圖9是一張歷史研究性學習涉筆活動宣傳海報的配圖。據此判斷，下列標題中最適合于這份海報的是A.“超越時空的夢想”B.“探索與發現：海王星”C.“普朗克的假說與驗證”D.“比薩斜塔—亞里士多德力學學說的終結”3.(2010·天津文綜11)20世紀初，提出光量子假說，解決經典物理學無法解釋的光電效應問題的科學家是A.普朗克B.麥克斯韋C.玻爾D.愛因斯坦4.(2010·江蘇單科20)“把能量的變化看成是跳躍式的進行，成功地解釋了經典理論無法解釋的某些現象，打破了經典物理學中一切過程都是連續變化的觀念。”這一理論的誕生主要是由下列哪一問題引起的？A.研究熱輻射B.揭示時空本質屬性C.解釋光電效應D.預測未知行星方位5．（2011全國文綜Ⅱ卷）哥白尼、牛頓和愛因斯坦被稱為近代以來最偉大的科學家，其理論的共同之處是A．得到了科學實驗的驗證B．改變了人類對自然世界的認識C．推動了技術的重大突破D．科學地概括出物質運動的定律6．（2011廣東文綜）1919年英國《泰晤士報》曾刊登標題文章——“科學革命”，兩個副標題是“宇宙新理論”、“牛頓觀念的破產”。具有“科學革命”意義的理論是A．日心說B．量子論C．相對論D．經典力學√√√√√√1.(2009高考廣東單科)普朗克曾這樣評論愛因斯坦的科學成7．（2011安徽文綜）日本福島核泄漏事故引起全球關注。反思近代科技發展的歷程，下列說法正確的是A．人類面臨的核威脅最初源于愛因斯坦的相對論B．原子彈的使用是反法西斯戰爭勝利的決定因素C．科技發明是近百年間眾多人為災難的主要原因D．第三次科技革命諸多技術源于二戰中的軍事發明8．（2011海南單科）17世紀，處于科學革命中的西歐，“肯定自然知識的實用價值，以及肯定它對科技進步的前景所包含的意義，已經成為普遍接受的常識，但科學的素養對于人類，以及對于人類所處的環境實際產生的作用還是很小”。這一現象說明

A．民眾僅從實用角度理解科學革命B．科學素養的提高不受社會重視

C．科學革命只影響到知識階層D．科學方法已獲得廣泛認同9．（2011江蘇單科）菲利普·費爾南德茲一阿邁斯托在評價某科學家時指出：在他的宇宙里，“每一種現象都帶有欺騙性。物質和能量可以相互轉換。雙胞胎以不同的速度衰老。平行線可以交叉。光線彎曲的徑跡其實纏繞宇宙。”這位科學家是

A．伽利略B．達爾文C．牛頓D．愛因斯坦√√√7．（2011安徽文綜）日本福島核泄漏事故引起全球關注。反思

第二課

追尋生命的起源

基本要求

了解達爾文、赫胥黎及其進化論觀點。

感受達爾文等科學家尊重事實、勇于探索的科學精神。

發展要求

了解科學與宗教在人類起源問題上產生分歧的根源。

說明

“千年話題一誰創造了萬物”和“近代生命科學的成果”二目為學生課外閱讀內容。

第二課

追尋生命的起源

歷史條件社會環境政治上：資產階級革命的影響；經濟上：資本主義經濟的發展和工業革命的推動；思想上：文藝復興、宗教改革、啟蒙運動解放了思想。科學基礎：科學技術的進步和生物學知識的積累自身實踐：達爾文的科學探索確立標志：1859年《物種起源》的發表主要觀點自然界中生物的物種是不斷進化的，是不斷從低級向高級發展的自然界進化的規則是物競天擇，適者生存發展和完善：赫胥黎發展進化論1863年，赫胥黎發表《人類在自然界中的位置》，通過比較解剖學的研究，論證了“人的構造和其他動物一樣，尤其和猿更接近”。它使人猿同祖論進一步得到了確立，促進了進化論的傳播。意義對宗教神學：挑戰了封建神學，否定了神創說，促進了人類認識的飛躍；對自然科學：把發展變化思想引入生物界，開創了生物科學發展的新時代；對中國的影響：對處于國家危亡時期的中國思想界也產生巨大震動。救亡圖存的變法運動和革命運動蓬勃興起。歷史條件社會環境政治上：資產階級革命的影響；科學基礎：科學【學法指導】達爾文進化論有力直接沖擊了宗教界占統治地位的“神創論”，開創了生物科學發展的新時代，極大解放了人們的思想，在歐洲和世界產生了非常重要的影響。復習時可聯系已學生物學知識加深對理論的理解；可從政治、經濟、思想、科學等方面對生物進化論產生的背景和歷史意義進行全面分析和歸納，還要聯系中國近代史相關知識認識進化論對處于國家危亡時期的中國思想界產生了巨大震動，中國的愛國知識分子正是把達爾文生物進化理論當作改造社會的利器，掀起了救亡圖存的維新變法運動和資產階級民主革命，從中我們可體會到科學創新、思想創新對科學發展、社會進步的巨大推動作用。【學法指導】達爾文進化論有力直接沖擊了宗教界占統治地位的“神1.(2009高考廣東理科基礎)英國思想家斯賓塞認為，人類社會沿著由簡單到復雜、由低級到高級的過程發展，他的思想最有可能借用了A.相對論原理B.萬有引力定律C.進化論原理D.主權在民思想2.(2009安徽文綜高考)被西方教會勢力指責為“意在擾亂對神的信仰，企圖毀滅上帝”，而中國啟蒙思想家嚴復則認為“其彰人耳目，改易思理，甚于奈端(牛頓)氏之天算格致”的學說是A.日心說B.進化論C.量子論D.相對論3.(2010·廣東文綜21)《新編劍橋世界近代史》中有這樣的評述：“兩個學說都發現了變化的原因在于斗爭——生存競爭和階級斗爭。”這兩個學說最終形成于A.17世紀初期B.18世紀中期C.19世紀中期D.20世紀初期√√√1.(2009高考廣東理科基礎)英國思想家斯賓塞認為，人類社

第三課

人類文明的引擎

基本要求

發展要求

知道人類社會進人蒸汽時代和電氣時代的標志和大致時間；舉出瓦特改良蒸汽機、法拉第發現電磁感應現象、西門子研制發電機、格拉姆發明電動機、愛迪生的發明等史實，說明蒸汽機和電氣技術的應用對社會發展的作用。

體會科學技術應用于生產給人類文明帶來的巨大變化；感受愛迪生等科學家熱愛科學和對科學不懈追求的精神。說明

“紐可門蒸汽機”、“莫茲利與車床”、“諾貝爾與諾貝爾獎”等知識點為學生課外閱讀內容。

第三課

人類文明的引擎

第四課

向“距離”挑戰

基本要求

了解電子計算機與網絡技術發明和發展的概況；理解現代信息技術對人類社會的影響。分析計算機網絡的發展給社會生活帶來的變化和存在的間題。

感受信息時代帶來的社會生活和價值觀念的變化，加深對“科技發展和人文關懷并重”價值觀的理解和認同。

發展要求

了解汽車、飛機發明和電報、電話無線電通信發明的史實及其對人類生活的影響。

說明

第四課

向“距離”挑戰

一、萬能原動機與“蒸汽機時代”(瓦特)1.背景社會生產的直接推動1765年哈格里夫斯發明人力“珍妮機”1771年阿克萊特發明水力紡紗機1779年克隆普頓發明“騾機”1785年卡特萊特研制出水力織布機自然科學成就是蒸汽機得以發明的理論基礎；相關生產技術的進步是蒸汽機得以發明的技術保證。實驗科學的長期孕育(法)巴本發明帶有活塞的實驗型汽缸，把熱能轉變為機械能。(英)塞維利發明蒸汽泵，無法普及紐可門等人研制大氣活塞式蒸汽機，只能用于礦山抽水。2.瓦特改良蒸汽機

3.意義

解決了工業發展的動力問題；成為一切生產部門和交通運輸部門“萬能的原動力”。推動工廠的建立，人類跨入“蒸汽時代”。推動交通運輸工具的改進。1803年(美)富爾頓制成汽船；1814年(英)史蒂芬孫發明蒸汽機車機器制造業的誕生：蒸汽機的出現和傳動結構的改進，使生產部門對車床需求的數量和種類激增，手工生產方式已無法滿足需要。1794年(英)莫茲利發明移動刀架，1797年制成帶有移動刀架和導軌系統的車床。19世紀機械加工制造業誕生。一、萬能原動機與“蒸汽機時代”(瓦特)1.背景社會生產的直接二、電力的廣泛應用與“電氣時代”(法拉第、西門子等)

聯系必修二專題五第四課“走向