近代以来世界的科学发展历程 - 图文

省奔中高中历史必修?学案 高二历史组 2011-10-11

第四单元 近代以来世界的科学发展历程 [单元综述]本单元主要从三方面介绍了文艺复兴以来自然科学的成就和对人类社会的影响： （1）物理学的重大进展。文艺复兴以来的物理学研究，注重实践和理论相结合，经历了经典力学体系、相对论的提出和量子论诞生三个划时代的发展历程，标志着人类对自然界客观规律的认识，开始从宏观世界逐步深入到微观世界。 （2）探索生命起源之谜。生命的起源是人类探究的永恒话题，在近代自然科学发展的基础上，生物学也取得了突破性的进展，生物进化论的提出，不仅在生物界引起了巨大的反响，而且对思想界也产生了巨大的影响，标志着一个新的时代的到来。 （3）从蒸汽机到互联网。随着科学的发展，科学和技术的结合不断紧密，近代以来的两次工业革命将人类先后带入了“蒸汽时代”和电气时代，在促进社会生产力发展的同时，对人类的社会生活也产生了巨大的影响。科技在推动社会进步中发挥着越来越重要的作用。第三次科技革命再一次缩小了人类的地域差距，使人类社会进入了一个新的时代——信息时代。 第11课课程标准：了解经典力学的主要内容，认识其在近代自然科学理论发展中的历史地位。知道相对论、量子论的主要内容，认识其意义。 感悟历史：（一）走进科学——将科学从宗教中解放出来 黑暗的中世纪是一个基督教盛行和罗马天主教会主宰社会的时期。神学在知识领域有最高的特权，神学也变成了科学的皇后，而科学成了神学的奴婢。 （1）科学发现始终是在继承与突破传统认识的过程中不断向前发展的，中世纪末期，伴随着资产阶级的兴起和欧洲解放的潮流，一些具有进步思想的哲学家和天文家对地球中心说的传统解释感到不满，哥白尼提出了太阳中心说，否定了基督教宣扬了一千多年的地心说，首先在天文学领域从神学的束缚中解放出来。不仅引起了人类宇宙观的重大革新，而且从根本上动摇了欧洲中世纪宗教神学的理论支柱。伽利略不仅通过观察为日心说找到了证据，而且以系统的实验、观察、研究推翻了以亚里士多德为代表的、纯属思辨的传统的自然观，正如爱因斯坦和英费尔德所说“伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端。”因此，伽利略被人们誉为“近代科学之父”。 （2）牛顿力学体系是人类对自然规律第一次进行的理论性概括和总结，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，标志着人类科学时代的开始。有人说，牛顿把造物主从无生命现象的研究领域中驱逐出去。经典力学体系的建立标志着近代科学的形成。 （二）认识世界——更宏观与更微观 牛顿创立的经典力学经后人的补充，在发展中日趋完善，但随着众多新兴科学的长足进步与新的研究成果出现，经典力学的局限性也逐渐暴露：（1）牛顿力学体系建立在日常生活中常见的低速运动的物质上；（2）牛顿力学中时间和空间被视为物质运动无关而独立存在，是绝对的；（3）牛顿力学体系符合人们的日常经验，但无法解释高速运动的物体运动的规律和微观世界的粒子。20世纪初爱因斯坦的相对论为物理学的发展带来了革命性的变化，既否定了经典力学的绝对时空观，也发展了牛顿力学，将牛顿力学概括在相对论力学之中。而且相对论还打破循序渐进，夯实基础；注重理解，科学记忆；有疑必问，有错必纠。 了经典物理学绝对的思维模式，为人们提供了辩证地看世界的途径。在量子论基础发展起来的量子力学，极大促进了原子物理、固体物理和原子核物理等科学的发展，被认为是20世纪最深刻、最有成就的科学理论之一，标志着人类对客观规律的认识开始从宏观世界深入到微观世界。 [基础梳理] 宏观的角度把握近代物理学的发展历程 人 时间 背景 成就 意义 16世 ① 力是改变运动状态的原因；②发现了 开创了以 为根据并具有经 纪末 定律等物理学定严密逻辑体系的近代科学，为经典力典 17世运动解律； ③证明了“日心说”正确性 学奠定了基础。 力纪初 放了人学 们的思《自然哲学的数学原理》一书提出了 三根据万有引力定律，人牛 想 大定律、 定律等，形成了经典力学。 们发现了 顿 年 （特点：以 为基础，以 为表达形式） 经典力 ①相对论否定了经典力学相 20世学无法 的 ，也发展了牛顿对 纪初 解释研相对论包括广义相对论和狭义相对论。 力学，将其概括在相对论力学中。 论 究中的 ②量子论使人类对 的新问题 基本认识取得革命性的进步。 经典力①提出 ，量子论诞生。 ③两者构成了现代物理学的基础。 量普1900学无法②发展：爱因斯坦成功解释光电效应，④弥补了经典力学在认识 子朗年 说明微玻尔提出有关原子的量子理论。 世界和 世界方面的不足。 论 克 观粒子③20世纪30年代，量子力学建立起来。 ⑤开阔了人们的视野，改变了人们认运动 识世界的角度和方式 [自主学习，合作探究] 主题一 近代以来世界科学发展的原因 材料一 14世纪以后，手工工场发展迅速，生产中的技术改造与机器的逐步采用，向人们提出许多新问题，需要自然科学予以解决，以促进生产力的发展。同时，新兴资产阶级要求掌握政治权力，他们需要把自然科学作为反对宗教统治争取思想自由的理论武器。 材料二 资产阶级代议制在英美法德等国建立，打击封建势力和教会力量。 材料三 《圣母与圣子》 路德慷慨陈词 伏尔泰 - 1 - 省奔中高中历史必修?学案 高二历史组 2011-10-11

材料四 地理大发现以实践证实了地圆学说，为建立新的天文学和地理学奠定了基础，对近代科学技术的发展有不可估量的意义。

请思考：结合上述材料分析近代以来世界科学发展的原因。

主题二 近代物理学的发展历程

材料一 罗素写道：“几乎所有现代世界与古代世纪之间的区别，都得归功于在17世纪取得最辉煌成就的科学。”

材料二 三百年前，人类的思想还充斥着迷信和恐惧，水为什么往低处流？太阳为什么升起落下？这些今天看来简单之极的问题，在当时却是根本无法认识和把握的。直到牛顿出现，人类才终于结束了这种状态。 ——《大国崛起》解说词

材料三 我不知道世人对我是怎样看的，不过我只觉得自己好像是一个在海滨玩耍的孩子，有幸拾到光滑美丽的石子，但真理的大海，我还没有发现。我所以有这样的成就，是因为我站在巨人们的肩膀上的缘故。 ——牛顿

材料四 20世纪初，爱因斯坦先后提出了狭义相对论和广义相对论，揭示了时空的可变性。爱因斯坦的相对论否定了牛顿的绝对时空观，同时发展了牛顿力学。有人认为爱因斯坦相对论的建立使牛顿在历史的光辉被抹掉了，这是相对论被承认之后引起的许多误会之一。爱因斯坦说，牛顿所创造的概念，至今仍然指导着我们的物理学思想。

材料五 19世纪末经典物理学遇到了被称为“晴空上漂浮着两朵乌云”的两个无法解释的难题。后来这“两朵乌云”被驱散了。

请思考：

1、根据材料一、二，17世纪取得最辉煌成就的科学指什么？这一科学的显著特征是什么？

2、据材料三结合所学，牛顿拾到的光滑美丽的石子指什么？巨人有哪些人？

3、据材料二、四并结合所学，你认为相对论提出后，牛顿力学失去了光辉吗？为什么？

4、据材料五并结合所学，后来驱散这“两朵乌云”的重大科学发现有哪些？

循序渐进，夯实基础；注重理解，科学记忆；有疑必问，有错必纠。

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1．“这一定律体现了天上运动与地上运动的统一性，它把天体运动纳入到根据地面上的实验得到的力学原理之中，这是物理学史上第一次伟大的综合，也是人类认识上的一次巨大的飞跃。”“一次巨大的飞跃”指的是

A.相对论的提出 B. 自由落体定律的出现 C. 牛顿力学的建立 D. 日心说的提出 2．普朗克曾这样评论爱因斯坦的科学成就：“这个原理在物理世界观上所引起的革命，只有哥白尼世界体系的引入才能与之相提并论。”文中的“这个原理”是

A．相对论 B．日心说 C、量子假说 D．万有引力定律 3．之所以说相对论的提出是物理学思想的一次重大革命，主要是因为相对论 ①否定了经典力学的绝对时空论 ②深刻地揭示了时间和空间的本质属性 ③推动物理学发展到一个新高度

④使人类对客观规律的认识开始从宏观世界深人到微观世界

A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②④ 4． 关于量子理论的评述不正确．．．的是： A. 是19世纪最深刻、最有成就的科学理论之一 B. 使人类对微观世界的基本认识有了革命性进步 C. 弥补了经典物理学的空缺

D. 对物理学、自然科学和整个人类的思维都产生了不可磨灭的影响 5. 下列科学家与其科学成就的对应关系中，不正确的是 A. 伽利略——物理学的真正开端 B. 牛顿——其经典力学奠定了近代科学的基础 C. 爱因斯坦——物理学思想的一次重大革命

D. 普朗克——量子论诞生，人类对客观规律的认识，从宏观世界深入到微观世界 6．证明“天上一日，地上一年”的民间说法的是

A. 牛顿万有引力定律 B. 爱因斯坦相对论 C. 量子论 D. 牛顿三大运动定律 7．人类认识自然的历史上对自然规律第一次进行的理论性概括和总结的伟大著作是牛顿的： A．《天体运行论》 B．《物种起源》 C．《自然哲学的数学原理》 D．《人类在自然界中位置》 8．从经典力学到相对论的发展，说明： ①任何科学成就都是“站在巨人肩膀上”的发现 ②人类对自然界的认识是随着时代的前进而不断发展的 ③人类开始从宏观世界深入微观世界认识客观规律 ④科学的发展是无止境的

A. ①②③④ B. ①②④ C. ②③④ D. ①②③

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近代以来世界科学发展的原因

1． 文艺复兴的影响：16世纪，文艺复兴运动解放了人们的思想，打破了教会的精神统治，使人的思维方式从对权威的盲目崇拜中解放出来，动摇了封建制度的政治思想基础，为把自然科学从神学中解放出来创造了必要的条件。自然科学逐渐复兴。

2． 资产阶级在经济上和政治上对自然科学的迫切需要。14世纪以后，手工工场发展迅速，生产中的技术改造与机器的逐步采用，向人们提出很多新的问题，需要自然科学予以解决，以促进生产力的更大发展。同时，新兴资产阶级要求掌握政治权利，他们需要把自然科学作为反对宗教统治，争取思想自由的理论武器。

循序渐进，夯实基础；注重理解，科学记忆；有疑必问，有错必纠。 - 3 -

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