2019-2020年高中歷史《近代科學(xué)技術(shù)革命》教案2 岳麓版必修3.doc

2019-2020年高中歷史近代科學(xué)技術(shù)革命教案2 岳麓版必修3一、教學(xué)目標(biāo)1.知識與能力熟悉近代科學(xué)技術(shù)革命的歷程，從哥白尼、牛頓、達(dá)爾文、瓦特、愛迪生的科學(xué)發(fā)現(xiàn)及其成就中，理解科學(xué)發(fā)現(xiàn)源于質(zhì)疑后的頑強探究。2過程與方法通過人物的介紹和對材料的閱讀進(jìn)行歸納總結(jié)，得出結(jié)論3. 情感態(tài)度與價值觀理解科學(xué)進(jìn)步中繼承和創(chuàng)新的關(guān)系，認(rèn)識科技進(jìn)步對促進(jìn)社會生產(chǎn)生活和觀念發(fā)展的作用。認(rèn)識科技創(chuàng)新對改變?nèi)祟愑^念和生活的價值，認(rèn)識科技發(fā)展中繼承與發(fā)展，創(chuàng)新性與局限性的歷史關(guān)系。培養(yǎng)為科技獻(xiàn)身的精神。二、教學(xué)重點：近代科技的勃興三、教學(xué)難點：科學(xué)進(jìn)步是對傳統(tǒng)神學(xué)宗教思想體系的突破，科學(xué)與哲學(xué)和宗教的關(guān)系四、教學(xué)方法：教師講析為主，師生討論為輔五、課時安排：2課時六、教學(xué)過程（一）導(dǎo)入新課：資產(chǎn)階級的興起和歐洲思想解放的潮流催生了許多頂天立地的科學(xué)巨匠。殖民掠奪、奴隸貿(mào)易和圈地運動使資本主義積累了大量資本和廉價勞動力，奠定了工業(yè)革命的物質(zhì)基礎(chǔ)。生產(chǎn)力的發(fā)展和新的社會需要又推動了科技創(chuàng)新。而科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的突破最終引發(fā)了改變世界的工業(yè)革命。至19世紀(jì)，人類社會已經(jīng)告別中世紀(jì)的宗教黑暗，相繼跨入蒸汽時代和燈火輝煌的電氣時代。（二）講授新課一、從哥白尼到伽利略1哥白尼日心說哥白尼是文藝復(fù)興時期波蘭著名的天文學(xué)家，太陽中心說的創(chuàng)始人，近代天文學(xué)的奠基人。哥白尼通過天文觀察和數(shù)學(xué)計算創(chuàng)立了“日心說”，認(rèn)為太陽位于宇宙的中心，地球和其他星球都圍繞太陽運轉(zhuǎn)。哥白尼創(chuàng)立的日心說，即天文學(xué)名著天體運行論的發(fā)表，不但是天文學(xué)上的一次偉大革命，推動了天文學(xué)研究的飛速發(fā)展，而且引起了人類宇宙觀的重大革新，沉重地打擊了封建神權(quán)的統(tǒng)治，“從此自然科學(xué)便開始從神學(xué)中解放出來”。2伽利略經(jīng)典力學(xué)的重要奠基者 16世紀(jì)末17世紀(jì)初，隨著文藝復(fù)興運動的擴展和人的思想的解放，意大利科學(xué)家伽利略認(rèn)為研究自然界必須進(jìn)行系統(tǒng)地觀察和實驗。他將科學(xué)實驗與數(shù)學(xué)相結(jié)合，進(jìn)行科學(xué)研究，并強調(diào)追究事物之間的數(shù)學(xué)關(guān)系。希臘學(xué)者亞里士多德認(rèn)為地球上的物體運動有天然運動和受迫運動。他認(rèn)為物體的受迫運動是推動者加于被推動者的，推動者一旦停止推動，運動就會立即停止。在1604年，伽利略在實驗中發(fā)現(xiàn)：物體下落時的距離與所用時間的平方成正比，而物體下落的速度與物體的重量無關(guān)，這就是著名的落體定律。他還通過實驗證實了勻速運動定律和勻加速運動定律。伽利略的研究表明，外力并不是維持運動狀態(tài)的原因，而只是改變運動狀態(tài)的原因。這是對古希臘哲學(xué)家亞里士多德以來有關(guān)運動觀念的重大變革，為經(jīng)典力學(xué)的建立奠定基礎(chǔ)。他的發(fā)現(xiàn)以及他開始的科學(xué)研究方法，是人類思想史上偉大的成就之一，標(biāo)志著物理學(xué)的真正開端。伽利略對哥白尼學(xué)說的傳播和天文學(xué)的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。他自創(chuàng)了用以觀察天體的第一架望遠(yuǎn)鏡，從望遠(yuǎn)鏡里他發(fā)現(xiàn)月球表面有高山深谷，并不是以前人們所說的月球表面是光滑的；木星有四顆衛(wèi)星，很相似于行星繞著太陽轉(zhuǎn)，他看到銀河是由無數(shù)恒星組成的，還觀察到哥白尼曾推論的金星有盈虧現(xiàn)象。1632年伽利略出版了關(guān)于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話。他的這些發(fā)現(xiàn)和觀點，摧毀了教會的信條而證明了哥白尼學(xué)說的正確。二、牛頓的經(jīng)典力學(xué)1經(jīng)典力學(xué)建立的背景及概況1718世紀(jì)，近代自然科學(xué)中突出發(fā)展起來的是經(jīng)典力學(xué)，又稱牛頓力學(xué)。這除了由于工場手工業(yè)時期經(jīng)濟上的需要之外，也是因為力學(xué)研究的對象最直接，它拋開物體的物理、化學(xué)性質(zhì)只把它作為一個質(zhì)量的實體來看待。在經(jīng)典力學(xué)領(lǐng)域中，最重要的成就是萬有引力定律和運動三定律的發(fā)現(xiàn)，這些成就構(gòu)成了經(jīng)典力學(xué)的基本內(nèi)容。在經(jīng)典力學(xué)的建立中，曾有許多科學(xué)家為之付出心血，牛頓則是其中的集大成者，故經(jīng)典力學(xué)又稱牛頓力學(xué)。2經(jīng)典力學(xué)建立的標(biāo)志。經(jīng)典力學(xué)建立的標(biāo)志是牛頓確立的萬有引力定律和運動三大定律。牛頓在數(shù)學(xué)、光學(xué)等領(lǐng)域均有重大貢獻(xiàn)，最重要的是在力學(xué)方面。他在力學(xué)方面的貢獻(xiàn)之一是確立了萬有引力定律。這個定律說明，任何兩個物體之間都有引力存在。這個引力與彼此吸引的物體的質(zhì)量體積成正比，而與兩物體間距離的平方成反比。萬有引力定律總結(jié)了此前一個半世紀(jì)的科學(xué)發(fā)明并用精確的數(shù)學(xué)術(shù)語把它們連結(jié)起來了。此外，牛頓還確立了著名的運動三定律，即慣性定律、比例定律（即加速度與力成正比）、作用和反作用相等定律。運動三定律是經(jīng)典物理學(xué)的基礎(chǔ)。1687年，他出版了自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理，在該書中他首先給力學(xué)的基本要領(lǐng)如質(zhì)量、動量、慣性、力及向心力下了定義，對大至宇宙天體，小至光的微粒的一切物體在真空中或在有阻力的介質(zhì)中的運動，全部應(yīng)用運動三定律和萬有引力定律給予了說明，把自然界中的一切力學(xué)現(xiàn)象都囊括在他的力學(xué)體系之中。自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理一書的出版標(biāo)志著經(jīng)典力學(xué)的成熟。牛頓力學(xué)在科學(xué)史上的意義表現(xiàn)在它把天上和地上的運動統(tǒng)一起來，把萬有引力定律和運動三定律視為宇宙間一切力學(xué)運動有普遍規(guī)律，從力學(xué)的角度證明了自然界的統(tǒng)一性，實現(xiàn)了人類自然界認(rèn)識的第一次綜合。3經(jīng)典力學(xué)的顯著特征最顯著的特征之一就是注重實驗，實驗可以進(jìn)一步揭示客觀現(xiàn)象和過程之間內(nèi)在的邏輯聯(lián)系，并由此得出重要的結(jié)論。另一個顯著特征是它的數(shù)學(xué)化，這種數(shù)學(xué)化的根源是自然內(nèi)在的數(shù)學(xué)關(guān)系。自然的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)是近代科學(xué)的先驅(qū)們深信不疑的真理。4經(jīng)典力學(xué)的影響牛頓三大運動定律和萬有引力定律建立后，光學(xué)、電磁學(xué)等與力學(xué)的進(jìn)一步統(tǒng)一，大大推動了物理學(xué)的發(fā)展。經(jīng)典力學(xué)體系的建立標(biāo)志著近代科學(xué)的形成。三、達(dá)爾文與進(jìn)化論1生物進(jìn)化論誕生的歷史背景歐洲思想解放運動的高漲是催生進(jìn)化論思想的重要條件。16世紀(jì)以來，隨著資本主義的產(chǎn)生，新興的資產(chǎn)階級為了維護(hù)自身的政治、經(jīng)濟利益開始在意識形態(tài)領(lǐng)域展開反封建斗爭，文藝復(fù)興、宗教改革和啟蒙運動相繼發(fā)生。這三大運動有力地沖擊了基督教神學(xué)，摧毀了基督教會的精神獨裁，極大地促進(jìn)了歐洲的思想解放，使資產(chǎn)階級“人文主義”和“理性主義”深入人心。這就使人類的視野不斷拓展，思想文化領(lǐng)域更加開放，風(fēng)氣更活躍。面向現(xiàn)實世界，重視實踐，崇尚理性的追求蔚然成風(fēng)。資產(chǎn)階級革命和工業(yè)革命對進(jìn)化論的誕生起了巨大的推動作用。1718世紀(jì)的西歐，更是一個狂飚突進(jìn)的時代，英法相繼爆發(fā)資產(chǎn)階級革命，封建專制統(tǒng)治被推翻，為資本主義發(fā)展創(chuàng)造了條件。同時由于世界市場擴大的需求，工業(yè)革命從英國興起并進(jìn)而席卷歐洲，資本主義迅猛發(fā)展。資本主義的發(fā)展一方面為科學(xué)技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了條件，另一方面也對科學(xué)技術(shù)提出了新的要求?？茖W(xué)技術(shù)進(jìn)步，生物學(xué)知識積累為進(jìn)化論的誕生奠定了基礎(chǔ)。文藝復(fù)興運動和啟蒙運動之后，伴隨著經(jīng)濟的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)長足進(jìn)步，這為生物學(xué)研究創(chuàng)造了條件。19世紀(jì)初期，生物學(xué)本身也有了較大的發(fā)展，特別是細(xì)胞學(xué)說的建立。細(xì)胞學(xué)說是德意志生物學(xué)家施萊登和施旺于18381839年建立的。該學(xué)說認(rèn)為一切動物和植物都是由細(xì)胞組成，細(xì)胞是生命的基本單位，一切有機體都是由單一細(xì)胞發(fā)展而成的,每個細(xì)胞不僅能獨立地活動，而且能作為整個機體組成單位而行使其功能。這就揭示了所有生命現(xiàn)象的本質(zhì)統(tǒng)一性。細(xì)胞學(xué)說被恩格斯稱為19世紀(jì)自然科學(xué)的三大發(fā)現(xiàn)之一。細(xì)胞學(xué)說為生物進(jìn)化論的創(chuàng)立奠定了基礎(chǔ)。2生物進(jìn)化論的誕生把生物進(jìn)化作為一門科學(xué)進(jìn)行探討，并首次提出系統(tǒng)進(jìn)化學(xué)說的是19世紀(jì)初（1809年）的拉馬克。半個世紀(jì)后，即1859年，科學(xué)的生物進(jìn)化論誕生了，其主要代表是達(dá)爾文。此后，進(jìn)化論又為孟德爾開創(chuàng)的遺傳學(xué)所修飾和發(fā)展，終于發(fā)展成現(xiàn)代進(jìn)化論。達(dá)爾文的生物進(jìn)化理論可概括為：生物是進(jìn)化的，一切生物都經(jīng)歷了由低級向高級，由簡單到復(fù)雜的發(fā)展過程。物種不斷地變異，新種產(chǎn)生，舊種滅絕；生物的進(jìn)化是連續(xù)的，沒有不連續(xù)的突變，自然界沒有飛躍；生物間有共同祖先，彼此間有一定的血緣關(guān)系；自然選擇是變異最重要的途徑。其中前三點講的是生物進(jìn)化，最后一點講的是進(jìn)化機制，是生物進(jìn)化論的核心。達(dá)爾文認(rèn)為，生物都具有過度繁殖的傾向，即每個物種產(chǎn)生比能存活的多得多的后代。但生物的生存資源是有限的，因而他們的生存必須通過競爭來實現(xiàn)。這里的競爭有種內(nèi)競爭、種間競爭、還包括生物同無機環(huán)境的競爭。在這一過程中，物種不斷發(fā)生變異，有些變異對生存比較有利，有些則不利。這樣就出現(xiàn)了適者生存，不適應(yīng)者被淘汰的現(xiàn)象。上述過程就是生存斗爭和自然選擇。生物經(jīng)自然選擇后的性狀會遺傳給后代。達(dá)爾文學(xué)說是對進(jìn)化論研究成果全面的、系統(tǒng)的科學(xué)總結(jié)，是進(jìn)化論發(fā)展史上劃時代的里程碑，也是現(xiàn)代進(jìn)化論的主要理論源泉。達(dá)爾文的思想品德和治學(xué)態(tài)度也是出類拔萃的。正如有人所說，他的勇敢無畏的正確結(jié)論來源于他長期對自然界生物的無與倫比的細(xì)致觀察和豐富積累，來源于他嚴(yán)密的科學(xué)態(tài)度和勤奮的工作精神。就像進(jìn)化論本身一樣，是長期細(xì)微工作的有利選擇和積累的結(jié)果。3生物進(jìn)化論的歷史意義進(jìn)化論思想對歐洲思想界產(chǎn)生了巨大影響。達(dá)爾文進(jìn)化論的提出，是人類思想史上劃時代的大事。它有力地挑戰(zhàn)了封建神學(xué)創(chuàng)世說，結(jié)束了上帝7天造就世上萬物和人類的神話。正如17世紀(jì)牛頓把“造物主”從無生命現(xiàn)象的研究領(lǐng)域驅(qū)逐出去一樣，19世紀(jì)的達(dá)爾文又把“造物主”從有生命現(xiàn)象的研究領(lǐng)域驅(qū)逐出去了。達(dá)爾文進(jìn)化論極大地促進(jìn)了歐洲的思想解放，使人們的世界觀發(fā)生了根本性的變化。它所揭示的關(guān)于生命自然界辯證發(fā)展的規(guī)律，不僅結(jié)束了生物學(xué)中物種不變論的統(tǒng)治，也為馬克思主義唯物辯證法的創(chuàng)立提供了重要的自然史的基礎(chǔ)。進(jìn)化論開創(chuàng)了生物科學(xué)發(fā)展的新時代。在達(dá)爾文以前，人類對生物界的產(chǎn)生和發(fā)展基本上處于無知的階段。達(dá)爾文學(xué)說的創(chuàng)立，才成功地使生命自然界的主要過程得到了說明，歸結(jié)為自然的原因。它把發(fā)展變化的思想引入生物界，這不僅豐富、發(fā)展了生物學(xué)本身，也使生物學(xué)各分支學(xué)科統(tǒng)一為一門綜合性的學(xué)科，并使它們獲得了新的發(fā)展方向。進(jìn)化論思想對處于國家危亡時期的中國思想界也產(chǎn)生巨大震動。19世紀(jì)末20世紀(jì)初，帝國主義掀起了瓜分中國的狂潮，中華民族面臨嚴(yán)重危亡。中國愛國知識分子為挽救民族危亡，紛紛著書翻譯，積極宣傳和介紹進(jìn)化論思想。他們高呼“物競天擇，適者生存”和“優(yōu)勝劣汰”，以期喚醒國人。他們還把達(dá)爾文生物進(jìn)化理論當(dāng)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(chǎn)階級民主革命。四、瓦特與蒸汽機1蒸汽機的出現(xiàn)是社會生產(chǎn)特別是工業(yè)革命發(fā)展的必然結(jié)果很早以前，就有人設(shè)想把蒸汽作為動力使用，但真正把蒸汽動力用于生產(chǎn)，卻是17世紀(jì)末以后的事情。1698年，托馬斯薩夫里發(fā)明了蒸汽唧筒，用于抽干礦井里的水，18世紀(jì)初，T紐科門在改進(jìn)薩里夫蒸汽機的基礎(chǔ)上，制造了一種大氣壓力蒸汽機，主要用于礦井抽水，但它們都存在明顯缺陷，不能作為動力機普遍安裝。隨著工業(yè)革命的開展，大規(guī)模的工廠一個接一個建造起來，但這時的動力主要是利用河流里的水力，在這方面，有很多缺點，因為工廠都必須建在河流湍急的偏僻的山谷等處。這些地區(qū)交通不便，而且遠(yuǎn)離原料產(chǎn)地和銷售市場，動力問題成為擺在人們面前的急迫問題。人們都希望找到便捷可用的動力，驅(qū)動不同機器。2瓦特研制成功“萬能蒸汽機”瓦特在格拉斯哥大學(xué)實驗室當(dāng)實驗員時，負(fù)責(zé)修理紐科門蒸汽機，他勤奮好學(xué)，善于鉆研。18世紀(jì)60年代，瓦特經(jīng)過仔細(xì)研究，研制出了新的蒸汽機。這種蒸汽機在汽缸之后加了一個冷凝管，大大減少了熱量浪費，效率成倍增長，但還有很多缺陷。瓦特又對蒸汽機做了進(jìn)一步改進(jìn)，將蒸汽機的動力臂由原來的直線運動改為連續(xù)均勻的圓周運動，這樣就可以驅(qū)動其他的機器工作。這種蒸汽機突破了人力、畜力、風(fēng)力和水力作為機器動力的局限性，能夠提供可控制的任何強度的動力，在生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用，適用于各種工作機，被稱為“萬能蒸汽機”。1785年萬能蒸汽機首先在一家紡紗廠投入使用。1789年，瓦特獲得專利，瓦特蒸汽機很快普及開來，除用在紗廠之外，還應(yīng)用到冶金廠、面粉廠，并在后來應(yīng)用到運輸業(yè)中。3瓦特蒸汽機問世的意義第一，解決了工業(yè)發(fā)展中的動力問題，自此以后，只要有煤作燃料開動蒸汽機，就可根據(jù)需要建立工廠，不再受河流的限制。第二，促使工業(yè)革命轟轟烈烈地展開，出現(xiàn)了發(fā)明和使用機器的熱潮。瓦特蒸汽機應(yīng)用于運輸業(yè)中，導(dǎo)致蒸汽輪船和機車出現(xiàn)，交通運輸業(yè)發(fā)生了徹底變化，人們的交往更加方便，經(jīng)濟和文化聯(lián)系也日益密切。第三，推動人類社會由此進(jìn)入“蒸汽時代”。蒸汽機是工業(yè)革命時期最偉大的發(fā)明。蒸汽機的廣泛利用，使英國到處建立起大工廠。那些高聳入云的煙囪，噴出縷縷煙霧，龐大的廠房，發(fā)出隆隆的轟鳴，打破了原來中世紀(jì)田園生活的恬靜歷史已跨進(jìn)了一個新的時代。五、愛迪生與電的應(yīng)用從18世紀(jì)美國科學(xué)家富蘭克林造出避雷針，到19世紀(jì)初意大利科學(xué)家伏特發(fā)明電池；從1837年英國科學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象，1837年美國人莫爾斯發(fā)明有線電報，到1867年德意志科學(xué)家西門子發(fā)明發(fā)電機和比利時人格拉姆發(fā)明電動機，可以看出，電力的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用凝聚著幾代科學(xué)家的不懈研究。從19世紀(jì)六七十年代起，各種各樣使用電力的新發(fā)明紛紛涌現(xiàn)，徹底改變著人們的生產(chǎn)和生活。發(fā)電機和電動機相繼問世，使電力開始用于帶動機器，隨后，電燈、電話、電車、電影和無線電報等如雨后春筍般涌現(xiàn)出來。愛迪生是美國著名發(fā)明大王，一生完成了1 000多種發(fā)明，其中包括電燈、留聲機、發(fā)報機、電影、電車、蓄電池、打字機、水泥等等。電力的廣泛應(yīng)用，推動了電力工業(yè)和電器制造業(yè)等一系列新興工業(yè)的迅速發(fā)展，而新機器的發(fā)明和制造，反過來也推動了電力的廣泛應(yīng)用。列寧指出：“電力工業(yè)是最能代表最新技術(shù)成就，代表19世紀(jì)末20世紀(jì)初的資本主義的一個工業(yè)部門?！比祟惿鐣M(jìn)入“電氣時代”。（三）鞏固小結(jié)：近代以來，天文學(xué)、物理學(xué)和生物學(xué)等自然科學(xué)領(lǐng)域都有了巨大突破，人類對自然歷史的認(rèn)識有了大飛躍，主要體現(xiàn)在：1.科學(xué)觀的變革：近代自然科學(xué)發(fā)展的一個重要特點，就是許多科學(xué)都表現(xiàn)出對當(dāng)時一些主要技術(shù)問題的關(guān)切。多數(shù)科學(xué)家不僅相信科學(xué)會有益于人類的進(jìn)步，而且相信人類能得到充分可靠的自然知識，相信自然界可以被正確地認(rèn)識，堅持從世界本身說明世界。2.自然觀的變革：近代科學(xué)的發(fā)展，也使自然觀發(fā)生了巨大變化，形成了機械唯物主義的自然觀，將一切運動都?xì)w結(jié)為機械運動，將一切運動的原因都?xì)w結(jié)為力。機械唯物主義自然觀把自然界中起作用的原因歸結(jié)為自然界本身的規(guī)律的作用，有利于促使科學(xué)家去探索自然界的規(guī)律。但由于它是形而上學(xué)地看問題，又有著嚴(yán)重缺陷。（四）課堂練習(xí)：課后閱讀與思考、解析與探究（五）課后作業(yè)：課后自我測評板書近代科學(xué)技術(shù)革命一、從哥白尼到伽利略1哥白尼日心說2伽利略經(jīng)典力學(xué)的重要奠基者 二、牛頓的經(jīng)典力學(xué)1經(jīng)典力學(xué)建立的背景及概況。2經(jīng)典力學(xué)建立的標(biāo)志3經(jīng)典力學(xué)的顯著特征4經(jīng)典力學(xué)的影響三、達(dá)爾文與進(jìn)化論1生物進(jìn)化論誕生的歷史背景2生物進(jìn)化論的誕生3生物進(jìn)化論的歷史意義四、瓦特與蒸汽機1蒸汽機的出現(xiàn)是社會生產(chǎn)特別是工業(yè)革命發(fā)展的必然結(jié)果2瓦特研制成功“萬能蒸汽機”3瓦特蒸汽機問世的意義五、愛迪生與電的應(yīng)用1科學(xué)家對電的不懈研究2電力成為工業(yè)發(fā)展的主要動力3使用電力新發(fā)明的涌現(xiàn)