高中歷史全套課件——第三單元：從人文精神之源到科學(xué)理性時代岳麓版必修三（文化史）第16課 近代科學(xué)技術(shù)革命

從哥白尼到伽利略牛頓的經(jīng)典力學(xué)達爾文與進化論瓦特與蒸汽機愛迪生與電的應(yīng)用導(dǎo)入蒸汽時代的英國礦山電燈發(fā)明后柏林街頭的夜景 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，人類社會已經(jīng)告別中世紀的宗教黑暗，相繼跨入蒸汽時代和燈火輝煌的電氣時代。導(dǎo)入從哥白尼到伽利略哥白尼 哥白尼（14731543），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”。 波蘭天文學(xué)家哥白尼通過天文觀察和數(shù)學(xué)計算創(chuàng)立了“日心說”，認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)。哥白尼的日心說示意圖 1912年哥白尼遷到波蘭的一個古代城堡弗隆堡。在城堡的西北角，有一座箭樓。這座箭樓，就是舉世聞名的天文學(xué)家哥白尼觀察天文的天文臺、天文學(xué)史上著名的“哥白尼塔”。無論盛夏或嚴冬，他用自制的、粗劣的儀器，不分晝夜地觀察天文，完成了對天體的觀測，寫成了不朽的巨著天體運行論。 哥白尼塔 1948年，波蘭在哥白尼曾多年生活和工作過的地方弗羅姆波克城建立哥白尼紀念博物館。這是該博物館的“哥白尼的生活室”和波蘭著名畫家伊安馬蒂科創(chuàng)作的哥白尼。 哥白尼的生活室哥白尼 青春應(yīng)該是：一頭醒智的獅，一團智慧的火！醒智的獅，為理性的美而吼；智慧的火，為理想的美而燃。 哥白尼 自然科學(xué)借以宣布其獨立并且好像是重演路德焚燒教諭的革命行動，便是哥白尼那本不朽著作的出版，他用這本書（雖然是膽怯地，而且可說是只在臨終時）來向自然事物方面的教會權(quán)威挑戰(zhàn)，從此自然科學(xué)便開始從神學(xué)中解放出來。 恩格斯自然辯證法各國為紀念哥白尼而發(fā)行的郵票各國為紀念哥白尼而發(fā)行的郵票各國為紀念哥白尼而發(fā)行的郵票 伽利略（15641642），偉大的意大利物理學(xué)家和天文學(xué)家，他開創(chuàng)了以實驗事實為根據(jù)并具有嚴密邏輯體系和數(shù)學(xué)表述形式的近代科學(xué)，被譽為“近代科學(xué)之父”。他第一個把望遠鏡對準天空進行觀測，出版了星空使者一書。1632年，他出版了關(guān)于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話，把哥白尼的學(xué)說推到了最終勝利的階段。 伽利略伽利略的手稿伽利略的折射式望遠鏡 1609年，伽利略創(chuàng)制了天文望遠鏡。他觀測到月球表面凹凸不平，并繪制了第一幅月面圖。 1590年，伽利略在比薩斜塔上做了“兩個鐵球同時落地”的著名實驗，從此推翻了亞里士多德“物體落地下的速度和重量成比例”的學(xué)說，糾正了這個持續(xù)了1900年之久的錯誤結(jié)論。伽利略所做的兩個鐵球同時落地實驗伽利略因支持哥白尼的日心說而接受教廷審訊 1633年，羅馬召令伽里略到羅馬受審，強迫他簽字“悔過”并放棄哥白尼學(xué)說。伽利略受審近300年后，即1928年，羅馬教皇才在公開集會上承認對伽利略的審判是錯誤的 。 伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他所應(yīng)用的科學(xué)的推理方法，是人類思想史上最偉大的成就之一，而且標志著物理學(xué)的真正開端。這個發(fā)現(xiàn)告訴我們，根據(jù)直接觀察所得出的直覺的結(jié)論，不是常?？煽康?，因為它們有時會引到錯誤的線索上去。 人的思維創(chuàng)造出一直在改變的一個宇宙圖景。伽利略對科學(xué)的貢獻就在于毀滅直覺的觀點而用新的觀點來代替它。這就是伽利略的發(fā)現(xiàn)的重大意義。 愛因斯坦物理學(xué)的進化 返返 回回返返 回回牛頓的經(jīng)典力學(xué)牛頓 牛頓（ 16421727），英國物理學(xué)家、天文學(xué)家和數(shù)學(xué)家，出生于英國的林肯郡，1661年進入劍橋大學(xué)學(xué)習(xí)，1665年發(fā)現(xiàn)了二項式定理。牛頓的三大發(fā)現(xiàn)，即光的光譜分解，萬有引力定律和微積學(xué)，奠定了經(jīng)典物理學(xué)及某些學(xué)科的理論基礎(chǔ)，導(dǎo)致了世界史上的一次科學(xué)革命。牛頓還在代數(shù)和數(shù)論、計算方法、概率論等方面有創(chuàng)造性的成就和貢獻。自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理 1687年，牛頓出版了力學(xué)經(jīng)典著作自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理，建立起了完整的力學(xué)理論體系，實現(xiàn)了物理學(xué)史上的第一次大飛躍。著名物理學(xué)家牛頓發(fā)明了第一架反射望遠鏡 公元1668年，牛頓制成了第一架反射望遠鏡樣機，公元1671年，牛頓把經(jīng)過改進的反射望遠鏡獻給了皇家學(xué)會，從此名聲大震，后被選為皇家學(xué)會會員。反射望遠鏡的發(fā)明，奠定了現(xiàn)代大型光學(xué)天文望遠鏡的基礎(chǔ)。 劍橋大學(xué)牛頓數(shù)學(xué)橋 數(shù)學(xué)橋又稱牛頓橋，是位于劍橋大學(xué)內(nèi)的一座木橋。相傳，這座橋是牛頓運用數(shù)學(xué)和力學(xué)原理設(shè)計建造的，整座橋上沒有使用一根釘子，堪稱是個奇跡。后來，好奇的學(xué)生把它拆下來，想看個究竟。誰知拆下容易，恢復(fù)難！無論他們用什么方法，就是恢復(fù)不了原樣，連校方也無能為力，最后，不得不用釘子固定，才重新將木橋架起來。牛頓名言 我之所以能比別人看得遠些，是因為我站在巨人們的肩上。 我只不過是一個在海濱玩耍的小孩，不時地為比別人找到更光滑、更美麗的卵石和貝殼而高興。而在我面前的真理的海洋，卻完全是個迷。 牛頓故居位于英國伍爾索普領(lǐng)地，1642年的圣誕節(jié)，他就誕生在這座灰白色的石頭建筑里。牛頓故居門前有那棵著名的蘋果樹，就在這棵樹下，牛頓領(lǐng)悟到萬有引力。樹的下方立著一方綠色的銅質(zhì)徽章，那是伊利莎白女王頒發(fā)的保護令。牛頓故居我的成就當歸于精力的思索.勝利者往往是從堅持最后五分鐘的時間中得來成功。聰明人之所以不會成功，是由于他們?nèi)狈皂g的毅力。 你若想獲得知識，你該下苦功；你若想獲得食物，你該下苦功；你若想得到快樂，你也該下苦功。因為辛苦是獲得一切的定律。你該將名譽作為你最高人格的標志。牛頓名言 冥王星（小圖像為空間原始圖像，大圖像為經(jīng)過計算機處理的冥王星表面）海王星太陽系成員示意圖返返 回回返返 回回達爾文與進化論達爾文 達爾文（18091882），19世紀英國杰出的生物學(xué)家、生物進化論的奠基人。他找到了生物發(fā)展的規(guī)律，證明所有的物種都有共同的祖先。他在科學(xué)上完成了一次偉大的革命，結(jié)束了生物學(xué)領(lǐng)域中唯心主義、形而上學(xué)的統(tǒng)治時期，對近代生物科學(xué)產(chǎn)生了巨大而深遠的影響。物種起源中譯本書影 物種起源（全名為依據(jù)自然選擇，或在生存斗爭中適者生存的物種起源）于1859年11月24日問世。這是一部具有劃時代意義的科學(xué)巨著。該著作批判了創(chuàng)造論的錯誤，闡明了進化論的思想。達爾文當年乘坐的“小獵犬號” 1831年，達爾文乘坐“小獵犬號”開始了長達五年的環(huán)球考察，為其日后提出進化論奠定了堅實的基礎(chǔ)。 達爾文考察路線當時諷刺達爾文的一幅漫畫赫胥黎 赫胥黎（18251895），英國著名博物學(xué)家，達爾文提出進化論時最堅決的支持者。1863年發(fā)表人類在自然界中的位置，進一步從解剖學(xué)的角度論證了人猿同祖的學(xué)說。從此，進化論逐漸被科學(xué)界普遍接受。返返 回回返返 回回瓦特與蒸汽機瓦特 詹姆斯瓦特（17361819）是英國著名的發(fā)明家，是工業(yè)革命時的重要人物。他改良了蒸汽機、發(fā)明了氣壓表、汽動錘。后人為了紀念他，將功率的單位稱為瓦特。 1705年，紐可門制造了第一臺成功運作的蒸汽機。紐可門機的缺陷：熱量浪費太大，效率不高；只有簡單的往復(fù)式線性運動。第一臺成功運作的蒸汽機瓦特改良的蒸氣機模型 1769年，瓦特在前人基礎(chǔ)上改良了蒸汽機，并取得了專利。經(jīng)過十多年的改進探索，1782年，他又制成了功效更高的復(fù)動式蒸汽機。瓦特的蒸汽機是科學(xué)史上劃時代的成就，蒸汽機大大促進了機器的運用和工廠的生產(chǎn)，使工業(yè)技術(shù)的變革出現(xiàn)了新的飛躍。 才能加努力，方可得成功。 瓦特的墓志銘 陳列在英國倫敦科學(xué)博物館內(nèi)的瓦特制成的世界上第一臺蒸汽機，其許多主體部件都是用木頭制造的。 倫敦科學(xué)博物館內(nèi)的詹姆斯瓦特的工作室展室。展室里不僅保存著當年瓦特所使用的家具和工具設(shè)備，門窗和地板也都是原物。工具桌上陳列著瓦特的三座半身塑像。 坐落于英國蘇格蘭格拉斯哥市喬治廣場的詹姆斯瓦特銅像（1832年修建） 。 矗立在伯明翰市中心、紀念詹姆斯瓦特（右）等人的銅雕群像。 1807年，這艘汽船在內(nèi)河試航成功，揭開了水上交通運輸工具的新篇章。航行時蒸汽機推動船兩側(cè)的明輪，所以這種船就被稱為輪船。1807年“克萊蒙特”號蒸汽船 1814年，英國人史蒂芬孫發(fā)明了第一臺蒸汽機車，這臺機車在前進時不斷從煙囪里冒出火來，因此被稱為“火車”。火車的發(fā)明，使陸上交通工具得到突飛猛進的發(fā)展。 隨著資本主義的擴展，科學(xué)因素第一次被有意識地和廣泛地加以發(fā)展、應(yīng)用，并體現(xiàn)在生活中，其規(guī)模是以往時代根本想象不到的。馬克思返返 回回返返 回回愛迪生與電的應(yīng)用 愛迪生（18471931），美國著名發(fā)明大王，一生完成了2 000多種發(fā)明。從他16歲發(fā)明自動定時發(fā)報機算起，平均每12天半就有一項發(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。 愛迪生意大利生物學(xué)家伽伐尼伏特和“伏打電池” 丹麥物理學(xué)家奧斯特法國科學(xué)家安培英國科學(xué)家麥克斯韋 1821年9月3日， 30歲的法拉第設(shè)計了一個實驗，實現(xiàn)了以電轉(zhuǎn)動磁；1822年，法拉第希望把磁轉(zhuǎn)變成電；1831年， 40歲的法拉第設(shè)計一種裝置獲得了恒定電流。把磁轉(zhuǎn)變成電的偉大理想終于實現(xiàn)了。 法拉第法拉第在工作研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實驗示意圖發(fā)電機發(fā)電機愛迪生的出生地美國俄亥俄州米蘭鎮(zhèn)年輕時的愛迪生1847年2月的一個雪夜，愛迪生出生在這個房間里。愛迪生發(fā)明的電燈燈泡愛迪生發(fā)明的耐用燈泡和里面的鎢絲英國倫敦首批用上電燈的馬路愛迪生在自己發(fā)明的留聲機前 愛迪生在經(jīng)過他改進的留聲機旁打盹（攝于1888年） 。為了改進這架留聲機，愛迪生一連五天沒有睡覺。 這是一張作于巴黎一次展覽會上的速描。從小孩到老太太都在排隊聽愛迪生新發(fā)明的留聲機。 愛迪生背后墻上掛著的，是用他發(fā)明的顯微攝影技術(shù)拍攝的細菌照片。晚年的愛迪生。他正在使用自己改進的電話（把聽筒和話筒分開的電話）。 愛迪生發(fā)明電影后，制作的喜劇短片打噴嚏中的畫面。愛迪生在實驗室里 愛迪生的實驗室他的許多電器發(fā)明都是在這里誕生的。 愛迪生的化學(xué)實驗室 這里一排排的化學(xué)試劑，是愛迪生進行大量實驗的見證。連日連夜的工作累壞了人，愛迪生在實驗室的長椅上打盹。 I want to bring out the secrets of nature and apply them for the happiness of man. I dont know of any better service to offer for the short time we are in the world. 我想揭示大自然的秘密并用來造福人類。我認為，在我們的短暫一生中，最好的貢獻莫過于此了。 If you wish to succeed ，you should use persistence as your good friend， experience as your reference，prudence as your brother and hope as your sentry. 如果你希望成功，當以恒心為良友、以經(jīng)驗為參謀、以謹慎為兄弟、以希望為哨兵。 If you dont learn to think when you are young ， you may never learn. 如果你年輕時就沒有學(xué)會思考，那么就永遠學(xué)不會思考。美國發(fā)明家愛迪生名言解析與探究請結(jié)合課文內(nèi)容，思考如何看待近代科技革命對人類觀念變革的影響。請結(jié)合課文內(nèi)容，思考如何看待近代科技革命對人類觀念變革的影響。 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識有了大飛躍，主要體現(xiàn)在： 第一，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識，堅持從世界本身說明世界。 第二，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，將一切運動都歸結(jié)為機械運動，將一切運動的原因都歸結(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，又有著嚴重缺陷。自我測評1.從哥白尼到伽利略，天文學(xué)上取得了哪些巨大成就？2.牛頓經(jīng)典力學(xué)的偉大貢獻是什么？如何評價牛頓在科學(xué)史上的地位？3.為什么說達爾文的進化論是生物學(xué)上也是人類史上的一次劃時代的革命？4.瓦特對蒸汽時代的工業(yè)革命做出了什么貢獻？5.列舉愛迪生的重要發(fā)明，評價愛迪生在電力時代的歷史地位。6.概述蒸汽機的發(fā)明和電氣技術(shù)的應(yīng)用的歷史意義。參考答案參考答案參考答案參考答案參考答案參考答案參考答案參考答案參考答案參考答案參考答案參考答案結(jié) 束返返 回回自我測評第1題參考答案 波蘭天文學(xué)家哥白尼通過長期的研究和測算，提出太陽中心說，建立起一個新的宇宙體系日心體系，即太陽居于宇宙中心靜止不動，而包括地球在內(nèi)的各行星都繞太陽轉(zhuǎn)動。這不僅改變了那個時代人類對宇宙的認識，而且在根本上動搖了歐洲中世紀宗教神學(xué)的理論基礎(chǔ)，建立了科學(xué)的宇宙觀。 意大利物理學(xué)家和天文學(xué)家伽利略取得的成就： 1610年發(fā)現(xiàn)了木星的四顆衛(wèi)星，為日心說找到了確鑿的證據(jù)；1609年，創(chuàng)制了天文望遠鏡（后被稱為“伽利略望遠鏡”）；觀測到月球表面凹凸不平，并繪制了第一幅月面圖；還發(fā)現(xiàn)了土星光環(huán)、太陽黑子、太陽自轉(zhuǎn)、金星和水星的盈虧等現(xiàn)象。伽利略的這些發(fā)現(xiàn)開辟了天文學(xué)的新時代，他的杰出成就為牛頓經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立奠定了基礎(chǔ)。 返返 回回自我測評第2題參考答案 牛頓力學(xué)定律以嚴格的數(shù)學(xué)方法和邏輯體系把宇宙間的運動統(tǒng)一起來，對人類解釋與預(yù)見物理現(xiàn)象具有決定性的意義。牛頓力學(xué)是經(jīng)典物理學(xué)和天文學(xué)的基礎(chǔ)，也是現(xiàn)代工程力學(xué)以及與之有關(guān)的工程技術(shù)的理論基礎(chǔ)。牛頓力學(xué)的創(chuàng)立，標志著人類科學(xué)時代的開始。牛頓力學(xué)和熱學(xué)引發(fā)了以英國工業(yè)革命為起點的第一次技術(shù)革命，使人類社會進入蒸汽時代。牛頓用數(shù)學(xué)方法精確描述宇宙運行的自然法則，還為法國啟蒙思想和唯物主義哲學(xué)奠定了科學(xué)基礎(chǔ)。 返返 回回自我測評第3題參考答案 生物進化論從根本上改變了19世紀絕大多數(shù)人對生物界和人類在生物界中位置的看法,達爾文的進化理論認為，生物的進化主要是自然選擇的結(jié)果；生物由于繁殖過剩，不可避免地存在種內(nèi)和種間的生存競爭。達爾文的學(xué)說是生物科學(xué)的一次理論綜合，對生物學(xué)的發(fā)展起了重大的作用。 生物進化論的提出，也是人類思想史上劃時代的大事。進化論思想首先對歐洲思想界產(chǎn)生了巨大影響。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世紀的達爾文又把“造物主”從有生命現(xiàn)象的研究領(lǐng)域驅(qū)逐出去了。達爾文進化論極大地促進了歐洲的思想解放，使人們的世界觀發(fā)生了根本性的變化；人類社會也像自然界一樣存在著生存競爭。在競爭中，強者生存，而弱者淘汰。只有這樣，人類社會才能進步。進化論所揭示的關(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)。 返返 回回自我測評第4題參考答案 瓦特在總結(jié)前人成果的基礎(chǔ)上，歷經(jīng)20多年的不懈努力，完成了對紐可門蒸汽機的革新，研制成功了新式蒸汽機。從此蒸汽機得到廣泛應(yīng)用，成為改造世界的動力機械，解決了工業(yè)革命的動力問題，人們開始用煤作燃料，驅(qū)動火車、輪船和機器；新能源的采用為工業(yè)、交通運輸業(yè)的發(fā)展鋪平了道路；極大地推動了社會生產(chǎn)力的發(fā)展，使人類社會進入蒸汽時代。 返返 回回自我測評第5題參考答案 愛迪生是在他的時代最多產(chǎn)的發(fā)明家，被稱為“發(fā)明大王”，他一生的創(chuàng)造發(fā)明達1000多項，他發(fā)明和改進了我們在日常工作與生活中最為熟悉的電燈、電話、電報、電影。在其眾多發(fā)明中，最重要的是第一盞實用電燈和配電系統(tǒng)的發(fā)明。 返返 回回自我測評第6題參考答案 蒸汽機問世的意義可以從以下幾個方面進行理解：解決了工業(yè)發(fā)展中的動力問題；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；推動人類社會由此進入“蒸汽時代”。蒸汽機是工業(yè)革命時期最偉大的發(fā)明。 以發(fā)電機為標志的電氣技術(shù)，提供了更為強大便捷而又廉價的動力，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，極大地推動了工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，掀起了第二次工業(yè)革命；科學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，又有力地推動了社會變革和文明進步，資本主義從此確立全球優(yōu)勢，世界各地聯(lián)系更加緊密；科技革命還改變了人們的生活方式，把人類帶進了萬家燈火、通訊便捷的新世界，人們的生活從此更加豐富多彩。