近代以来世界的科技发展历程讲义.docx

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近代以来世界的科技发展历程讲义

课时3　近代以来世界的科技发展历程

1．生物学：

进化论。

2．物理学：

（1）爱因斯坦*与相对论；

（2）量子论。

3．蒸汽机的发明和电气技术的应用。

注：

带*部分为选修的内容或选修、必修皆有的内容。

[主干梳理]

考点一　近现代物理学的发展

1．经典力学

（1）背景

（2）标志：

1687年，牛顿出版《自然哲学的数学原理》一书。

（3）内容：

物体运动三大定律和万有引力定律。

（4）特征：

以实验为基础、以数学为表达形式。

（5）意义：

对解释和预见物理现象，具有决定性意义。

根据万有引力定律，人们发现了海王星。

2．相对论的创立

（1）背景：

19世纪，经典力学面临挑战。

（2）创立：

20世纪初，爱因斯坦提出狭义相对论和广义相对论。

（3）意义

3．量子论的诞生与发展

（1）背景

（2）提出：

1900年，德国物理学家普朗克提出量子假说。

（3）发展

（4）意义

考点二　生物进化论的创立

1．背景

（1）思想：

文艺复兴、宗教改革和启蒙运动有力地冲击了基督教神学。

（2）物质：

资产阶级革命和工业革命相继发生，使人们的视野不断拓展，思想更加开放。

（3）理论：

细胞学说、早期的生物进化思想等生物学知识的积累，为生命科学的研究和发展奠定了基础。

2．标志：

1859年，达尔文发表《物种起源》。

3．内容

4．意义

考点三　从蒸汽机到互联网

1．蒸汽时代

（1）条件

（2）进程

（3）影响

2．电气时代

（1）条件：

1831年，法拉第发现电磁感应现象。

（2）进程

（3）影响

3．信息技术

（1）概况

（2）影响

①积极

②消极：

给人们特别是青少年带来一定的负面影响。

考点四　选修部分：

西方的科学家

1．近代科学之父牛顿（选修4）

（1）光学

（2）天文学：

制成世界上第一架反射望远镜，考察行星运动，分析潮汐现象。

（3）发现万有引力定律

①含义：

宇宙中一切物体之间，都存在着一种相互吸引的作用力，就是万有引力。

②提出：

1687年，发表《自然哲学中的数学原理》，阐明了万有引力的概念并把它应用到天文学中。

③意义：

后来成为天文学上的基础定律，极大地推动了人们对天体运动的研究。

（4）勤奋的探索与科学的研究方法

①探索精神：

从学生时代起，就养成了勤奋学习的习惯。

②研究方法：

以实验作为得出科学概念的方法，这种方法被后人总结为“归纳—演绎法”。

③严肃的科学态度。

2．20世纪的科学伟人爱因斯坦（选修4）

（4）为人类和平进步而斗争。

（5）评价

[巧学妙思]

[易错提醒]伽利略自由落体定律并不是近代科学形成的标志

伽利略发现自由落体定律等物理学定律，开创了近代科学，为牛顿经典力学的创立奠定了基础；牛顿力学体系是近代科学形成的标志。

[名师点津]牛顿力学体系的特征

（1）注重实验。

实验可以进一步揭示客观现象和过程之间的逻辑关系，并由此得出重要的结论。

（2）力学体系的数学化。

主要运用他创立的微积分做计算工具，这种数学化源于自然界内在的数学关系。

[特别提醒]牛顿力学体系与近代自然科学兴起

近代自然科学革命首先从天文学领域开始，哥白尼的日心说标志着近代自然科学的兴起，牛顿力学体系是近代自然科学理论体系中最先成熟和完善的核心理论体系，标志着近代科学的形成。

[易错辨析]相对论与经典力学的关系

相对论否定了牛顿经典力学的绝对时空观，指出了时间和空间的辩证关系，相对论并不是完全否定了牛顿经典力学体系，而是发展了牛顿力学体系，它把牛顿力学体系概括在相对论的体系中，牛顿经典力学只是相对论中物体在低速运动状态下的一个特例。

[构图解史]达尔文进化论

[深化理解]达尔文为什么被称为“生物学领域的牛顿”

牛顿定律解决了物体的运动之谜，证明物体不是按照神的意志运动的，把造物主从无生命的研究领域中驱逐出去；达尔文的进化论说明了生物的发展方向是生物变异和自然选择的结果，这与神的意志没有任何关系，把造物主从有生命的研究领域驱逐出去，所以，达尔文被称为“生物学领域的牛顿”。

[深化理解]“蒸汽时代”

[图解历史]电气时代的背景和影响

[图片证史]广义相对论的内涵

物质存在的现实空间不是平坦的，而是弯曲的，空间的结构取决于物质的质量及其分布情况。

[图示解史]三次工业革命的技术成果

1．史论概念——“近代科学”

近代科学是在搜集材料的基础上，从现象深入到本质，从经验定律上升为系统的科学理论。

它是建立在观察、试验基础上的实验科学，并广泛应用数学方法使科学知识日益精确化；同时发展了以实验事实为根据和以归纳推理为主要手段的研究方法，确立了一系列定量的科学定律。

2．史论观点——工业革命的阶段特点

工业革命以机器生产代替手工劳动，使生产力迅速提高。

不过，起始之时主要依靠那些能工巧匠根据自己劳动的实践创造发明了一些机器，把劳动生产率提高了。

到瓦特发明的蒸汽机正式运用到生产中去用来带动机器之时，工业革命才进入了科技阶段。

——刘芃　朱汉国《历史学习精要》

主题　人类进步的“引擎”——近现代科学理论的发展

[史料研读]

史料一　规则Ⅰ　寻求自然事物的原因，不得超出真实并足以解释其现象者。

……

规则Ⅱ　因此，对同类的自然效果，应尽可能归之于相同的原因。

……

规则Ⅲ　物体的性质，它们既不能被增强又不能被减弱，并且属于所能做的实验中所有物体的，应被认为是物体的普遍性质。

因为物体的性质不能被知道，除非通过实验，且因此普遍的性质是任何与实验普遍地符合的性质；且它们不能被减少亦不能被除去。

规则Ⅳ　在实验哲学中，由现象归纳得出的命题，在其他

现象使这些命题更加精确或出现例外之前，都应被视为完全正确或基本正确的，而不管相反的假设。

——牛顿《自然哲学的数学原理》

史料二　在近代科学革命时期，自然科学与宗教神学的殊死搏斗集中在如何认识“天、地、人”这些最根本的问题上，哥白尼的太阳中心说，揭示了“天地”的奥秘，哈维的血液循环理论使“人体”生理解剖构造昭然天下。

在实验观测的基础上，它们以叛逆教会的姿态告诉世人：

没有什么信条不可怀疑，没有什么学说不可改变。

它们作为近代科学革命的两大檄文，是向宗教权威发出的挑战书，也是自然科学借以宣告独立的宣言书，科学作为神学附庸的地位不复存在。

——摘编自肖耀根《世界近代科学革命事件及其意义》

史料三　事实上，在18世纪和19世纪早期，科技进步最明显特征之一就是，发明者中大部分是天才的修补工、自觉的机修工和工程师以及其他自学成才者。

——R·卡梅伦《世界经济史》

史料四　1870年以后，科学开始起了更加重要的作用。

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……

——《全球通史·1500年以后的世界》

1．史料一反映了17世纪科学研究的方法、特点及其深刻影响。

2．史料二反映了近代科学革命的特点和历史意义，主要说明验证物质的性质必须要经过实验的方法。

3．史料三反映了第一次工业革命的发明主要依靠经验和技巧。

4．史料四反映了“电气时代”的发明主要依靠精密实验和科学家。

1．根据史料一，说明17世纪的科学研究方法出现了怎样的“革命”？

对启蒙运动产生了什么影响？

答案　

（1）“革命”：

形成了推理归纳、实验论证的科学方法。

（2）影响：

科学革命中所形成的科学理念和方法，解放了人们的思想，为启蒙运动创造了条件。

2．根据史料二概括近代科学革命的特点及意义。

答案　

（1）特点：

反对宗教神学；以实验观测为基础。

（2）意义：

冲击了宗教神学统治，促进了思想解放；科学取得了独立发展地位，不再是神学的附庸。

[史论归纳]

1．近代思想解放与科学技术的关系

（1）思想解放促进了近代科学技术的产生和发展

①文艺复兴运动解放了人和人性，把人从宗教神学的束缚中解放出来，激发了人对宇宙、自然和人自身的探究热情。

文艺复兴运动为直接打破“地心说”提供了思想动力和精神基础。

②宗教改革、启蒙运动对人们思想的解放，为近代科学技术的发展提供了思想条件。

（2）近代科学技术的发展促进了新的思想解放

①近代天文学革命打破了中世纪神学世界观的支柱之一——地心说，给神学以极大冲击。

②牛顿用数学的研究方法描述宇宙运行的自然法则，为启蒙思想提供了科学理论依据，对启蒙运动的开展起了重要的推动作用。

③进化论挑战基督教神学所宣扬的神创论，促进了人类思想的解放。

2．科技发展推动社会进步

（1）牛顿经典力学和热学引发了第一次工业革命，人类进入“蒸汽时代”，为法国启蒙思想和唯物主义哲学奠定了科学基础。

（2）进化论传入中国，成为维新变法运动和新文化运动的思想武器，推动了中国社会的进步。

（3）蒸汽机的发明，解决了工业革命的动力问题，推动了社会生产力的发展；电气技术的应用，极大地推动了工业生产的发展，人类从此进入了“电气时代”。

（4）相对论为人们提供了辩证地看世界的途径，量子论带来了许多划时代的技术创新，直接推动了社会生产力的发展。

（5）信息技术推动了“新经济”的诞生，推动了全球化的发展，改变了人们的思想观念、思维方式和生活方式。

[真题研析]

考法　从历史解释角度考查近现代科学家的重要贡献

【考题】（2013·课标全国Ⅰ，28）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

解析　解读材料关键信息：

“近代科学家”、“自然科学的独立宣言”，这说明恩格斯认为这一研究成果标志着近代自然科学的诞生。

而1543年，哥白尼公开发表《天体运行论》，日心说的提出恢复了地球普通行星的本来面貌，猛烈地震撼了科学界和思想界，动摇了封建神学的理论基础，这是近代自然科学诞生的主要标志，故选A项。

答案　A

【素养解读】全国卷高考命题以学科素养考查为主，本题从“历史解释”角度考查近现代科学家的重要贡献。

具体解读如下：

考查素养

点拨说明

历史解释

解读题干史料，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”，迁移近现代物理、生物科学家的成就分析判断。

[连线历史专家]

【命题素材】

关于这些革命（科学革命、工业革命和政治革命），须特别提到的另一特点是，它们并不是平行或独立地进行的。

它们互相依赖，连续地一者对另一者起作用。

——斯塔夫里阿诺斯《全球通史》

【解读观点】作者主要说明了历史发展中的各个要素是相互作用、相互影响的。

科学革命、工业革命以及政治革命在17、18世纪以后互相作用，共同推动了世界发展。

【命题预测】

运用近代世界科技史的史实，对上述观点进行探讨。

（说明：

可以就科学发展中的一个或多个观点进行论证；也可以对科学发展的观点进行修改、补充或提出新观点，并加以论述，要求观点明确、史论结合、史实准确。

）

点拨　此题为开放性题目，解答的关键是正确解读并确定一个观点，然后结合史实对所持观点进行论证。

注意观点必须明确，论证要史论结合，表达要符合逻辑。

答案　略

[高考题组]

1．（2011·课标全国，35）哥白尼、牛顿和爱因斯坦被称为近代以来最伟大的科学家，其理论的共同之处是（　　）

A．得到了科学实验的验证

B．改变了人类对自然世界的认识

C．推动了技术的重大突破

D．科学地概括出物质运动的定律

解析　哥白尼的“日心说”冲击了神学世界观，但该学说并非是完全科学的，对技术发展影响甚微；牛顿学说实现了物理学史上第一次大飞跃，对人类认识、科技发展产生深远意义；爱因斯坦相对论极大扩展了物理学应用领域，为人们提供辩证看待世界的途径。

A、C、D三项与哥白尼成就不符。

答案　B

2．（2016·海南单科，22）自1962年世界上第一个机器人研制成功至今，机器人的发展经历了三代，即操纵型机器人、自动型机器人和智能型机器人。

机器人的使用（　　）

A．缓解了人口压力

B．促进了经济持续繁荣

C．推动了经济全球化进程

D．体现了科学技术的综合运用

解析　据题干可知机器人技术的不断升级不但是信息技术的升级，还包含其它多个方面共同发展的结果，是科技综合的运用，故选D项。

答案　D

[模拟题组]

1．（2018·山东济宁模拟）“人们由此发现，原来整个错综复杂、扑朔迷离的自然界，不过是一个按某种法则运转的巨大的机械装置，而其中并没有上帝的地盘。

”上述认识的产生是由于（　　）

A．伽利略自由落体定律的提出

B．牛顿经典力学体系形成

C．普朗克量子力学理论的问世

D．爱因斯坦相对论的创立

解析　牛顿经典力学包括万有引力定律和运动三大定律，以其于1687年发表的《自然哲学的数学原理》为标志，是机械的突出代表，故选B。

伽利略的自由落体定律并不属于机械的范畴，A项错误；量子论是现代物理学展示的微观粒子世界而非机械世界，C项错误；爱因斯坦的相对论展示的是宏观宇宙世界而非机械世界，D项错误。

答案　B

2．（2018·安徽淮北模拟）他曾设想了这样一个理想实验，站在一个很高的塔顶上，向与地面平行的方向抛射出一块石子，那么……如果塔顶无限高，石子被抛射的速度愈快，它就射得愈远。

当抛射速度达到一定的速度，石子就会像月球那样环绕地球运行。

该实验得出的理论（　　）

A．改变了有关物体运动的观念

B．开创了观察和实验的研究方法

C．提供了天体力学的理论基础

D．揭示了时间和空间的本质属性

解析　牛顿的物体运动三大定律和万有引力定律提供了天体力学的理论基础，故选C。

伽利略的自由落体定律改变了物体运动的观念，A项错误；伽利略开创了观察和实验的研究方法，B项错误；爱因斯坦的相对论揭示了时间和空间的本质属性，D项错误。

答案　C

3．（2017·河南洛阳期中）斯塔夫里阿诺斯说：

尽管达尔文主义受到宗教界和其他集团的敌视，他还是对西方社会有着深远的影响。

它对最适者生存和生存斗争的强调巧妙地与时代倾向相吻合。

材料意在说明达尔文主义（　　）

A．促进了启蒙思想的广泛传播

B．成为西方列强殖民侵略的借口

C．推动了亚洲国家的社会变革

D．加快西方列强资本输出的进程

解析　19世纪中期，正处于早期的殖民扩张与掠夺时期，“适者生存和生存斗争”适应了殖民主义的需要，故选B。

达尔文主义是启蒙运动的产物，A项错误；达尔文主义主要影响在欧洲，否定了神创说，解放了神学的束缚，适应了资本主义对外扩张的需要，C项错误；西方列强的资本输出，源于十九世纪晚期第二次工业革命，D项错误。

答案　B

4．（2018·安徽模拟）电子计算机的发明，是为了在军事领域中快速进行弹道计算和控制防空火力的需要，在军事需求的刺激和牵动下，第二、第三、第四代计算机迅速发展并日趋完善。

随着电子计算机功能的提高和数量的飞速增长，其应用范围不断扩大。

材料主要反映了（　　）

A．信息技术改变着人们的生活方式

B．军事需求促进了现代科技的发展

C．现代科技的发展加剧了军事竞争

D．民用技术迅速地转化为军用技术

解析　电子计算机的发明，是为了在军事领域中快速进行弹道计算和控制防空火力的需要，军事需求促进了现代科技的发展，故选B。

材料没有涉及信息技术改变着人们的生活方式，A项错误；材料没有涉及军事竞争，C项错误；电子计算机的发明最初并不是民用技术，D项错误。

答案　B