历史教案：近代现代科学技术

一、重点理解的内容


1．牛顿力学体系的主要内容及其对近代科学的作用。


牛顿在其科学巨著《自然哲学的数学原理》中，提出了物体机械运动的三大定律和万有引力定律，由此建立了一个全新的力学体系，即牛顿力学体系（世称“经典力学体系”）。这一体系正确地反映了宏观物体低速运动的规律。它把地球上的物体运动规律和天体运动规律概括在一个统一理论之中，实现了对自然规律的第一次理论性的大综合。牛顿力学体系是物理学、天文学的基础，也是现代一切工程技术的理论基础。牛顿力学体系的建立，不仅使英国进入了科学革命的新时代，而且是世界近代科学形成的重要标志。


2．达尔文生物进化论的历史作用。


达尔文的《物种起源》一书系统地阐述了生物是由简单到复杂、由低级到高级进化而来的，创立了以自然选择、适者生存为基础的生物进化论学说。这一学说是对生物学理论的伟大综合，它从根本上推翻了长期统治生物界的“神创论”，成为19世纪自然科学的三大发现之一，为马克思主义提供了自然科学的理论依据。


3．爱因斯坦的相对论和牛顿力学体系的关系。


①牛顿力学体系概括了物体机械运动的基本定律，这些定律有一个前提，即物体运动是在低速情况下，这些定律才适用。


②爱因斯坦的相对论否定了牛顿的绝对时空观，指出时间和空间不是绝对不变的，它们随着物质的运动而变化，物质质量随运动速度的增大而增加。爱因斯坦还提出质能转化原理，加深了人们对物质和运动的认识。


③但并不是说，牛顿在历史上的光辉被相对论抹掉，而应该理解为相对论发展了牛顿力，把牛顿力学概括在相对论力学之中，牛顿力学是相对论力学在低速运动状态下的一个特例。牛顿所创造的概念，至今仍然是指导物理学的重要思想。


4．理解和认识自然科学与资本主义经济发展、资产阶级思想之间的辩证关系。近代自然科学是资本主义经济发展的结果，经济上的需要是科学发展的主要动力，为科学的发展提出越来越多的新课题和更有利的条件；科学又反作用于生产，对社会生产力的发展起着越来越大的推动作用，为资本主义制度的巩固和完善提供了更强大的物质基础。近代自然科学为反对封建迷信，为启蒙思想甚至科学社会主义的产生提供了科学依据。


5．第三次科技革命的主要影响。


①推动了社会生产力的发展。以往，人们主要是依靠提高劳动强度来提高劳动生产率。在新科技革命的条件下，主要是通过生产技术的不断进步、劳动者素质和机能的不断提高、劳动手段的不断改进来提高劳动生产率，科学技术已经成为第一生产力。


②促进了社会经济结构和生活结构的变化。它造成第一产业、第二产业在国民经济中的比重下降，而第三产业的比重上升。第三产业也不仅限于传统的服务业、商业、运输业、通讯业、文化教育等，扩大到与信息业相关的部门。为了适应科技的发展，资本主义国家普遍强化国家垄断资本主义，大大加强了对科技的扶植和资金的投入。随着科技的进步，人们的劳动方式发生了变化，脑力劳动者增加，传统的体力劳动部门也采用了新技术新设备。人类的衣、食、住、行、用等日常生活的各个方面也发生了变革，向多样化和高级化发展。人们的思维方式发生了变化，现代观念迅速取代传统观念；对事物的观察从单一角度转向多维角度；评价事物的标准也在不断变化。


③推动了国际经济格局的调整。随着科技革命的发展和世界各国经济相互依存、联系的日益紧密，科学技术的竞争在国际经济竞争中的地位也日益重要。科学技术水平的差距，进一步扩大了发达国家同不发达国家的经济差距。一些发达国家着重致力于新能源、新材料、微电子、现代通讯等新兴产业，而将那些劳动密集型、耗能大、污染严重的工业转移到发展中国家，一方面利用这些国家廉价的劳动力和原料，以获取高额利润，另一方面则减少了对发展中国家原料、能源的依赖。一些发展中国家则抢抓机遇，利用本国的资源和人力，通过发展劳动密集型产业使自己进入工业化社会，进而跻身先进国家的行列，参予国际竞争。所以，科技革命对于发展中国家来说，既是机遇，又是挑战。


6．自然科学的重大理论突破在现代社会发展中的先导、革命作用。


在18世纪工业革命时期，是“生产手段的革命”促进生产力发展进而导致社会变革，随后，自然科学的革命作用日益重要。自然科学理论的突破导致技术革命，新技术与生产结合，促进社会生产力的发展。自然科学发现了新的物质，揭示了新的规律，导致了一些全新的生产部门的产生。科学技术成为现代生产力的先导。


7．战争及军备竞赛对科技革命的促进作用。


①“二战”对第三次科技革命起着重要的促进作用。由于战争的急需，各国不惜血本，增加军事科研经费，投入大量人力物力。原子弹、电子计算机、火箭的试制成功都是出于战争的需要。


②20世纪30年代是新兴科学大发展时期，不少成果在“二战”前夕已经发芽、开花，正待结果，由于战争催化，新的成果一蹴而就。


③一些国家在科研领域建立了通过民主讨论调动各方科技人员积极性的体制，如英国科学家可以与政府高级官员、将军平起平坐地研究问题。


④“二战”时，大批科技人员流入美国，增强了美国的科技竞争实力。


⑤第二次世界大战以后，美苏之间的军备竞赛刺激了科技的发展，空间技术、导弹、氢弹、激光、遥控等都是在这种背景下诞生的。


二、重点记忆的内容


l．近代自然科学兴起的历史条件和影响。生产力的发展为自然科学提供了物质基础，也为自然科学研究提供了课题，只有实现自然科学理论的突破，生产力才能进一步发展。然而，真正意义上的自然科学是诞生在文艺复兴之后，这是因为文艺复兴打破了宗教神学的思想束缚，建立了理性主义的思想基础，使人类得以认识自身、研究自然。没有思想上的解放，就没有自然科学的发展。


2．牛顿力学体系的建立。在牛顿力学体系建立前，已有许多人在力学研究领域中取得了一些成就，牛顿是集大成者，他实现了物理学的第一次大综合，是人类认识史上对自然规律的第一次理论性概括。


3．电磁学的成就。丹麦科学家奥斯持发现了电流的磁效应，是由“由电生磁”，英国科学家法拉第用实验证明了磁力对电的反作用，是“由磁生电”。


4．达尔文创立生物进化论。


5．爱因斯坦的相对论。


6．第三次科技革命兴起的条件、特点、标志和影响。


三、纵横联系的内容


1．认识近现代自然科学发展的三个阶段。


近现代自然科学的发展，大体经历了三个阶段：


①兴起阶段：17世纪近代数学建立、牛顿力学体系创立、近代化学创立、近代生物学创立等，都体现了这个阶段的特点。


②综合化阶段：19世纪前期电磁感应现象的发现，综合了电和磁的关系，并取得了电磁关系研究的飞跃。分子－原子结构学说的确立、化学元素周期律的发现、达尔文生物进化论的提出、爱因斯坦相对论的创立等，都是各学科发展过程中综合化的表现。


③飞跃阶段：20世纪四五十年代新技术革命兴起，科技的各个领域都有突破性的进展，而且整体化、综合化的程度更高，出现了许多新科学。


2．分析、比较三次科技革命的异同点，并从中得出基本理论认识。


相同点：①三次科技（工业）革命都受到本国政府的重视。②都引起社会关系的巨变。第一次工业革命导致两大对立阶级工业资产阶级和无产阶级的出现；第二次工业革命导致垄断资本主义的形成，国家机构开始和垄断组织结合；第三次科技革命促进了社会经济结构和社会生活结构的变化，以及人类日常衣、食、住、行、用各方面的变革。③都对世界格局发生巨大影响。第一次工业革命，列强的殖民扩张造成了东方从属于西方；第二次工业革命，形成了世界资本主义的殖民体系；第三次科技革命，推动了国际经济格局的调整。④从经济上看，都加速了资本主义世界经济的发展。


不同点：①第一、第二次工业革命都有一个相对和平的社会环境；第三次科技革命开始于“二战”期间，延续至今。②从发明者看，第一次工业革命是劳动者凭借经验和技能，发明成果都是生产经验的总结；第二次工业革命、第三次科技革命的先驱多是科学家和工程师，各种发明无一不是在精确的自然科学研究成果之上取得的。③从发源地看，第一次工业革命开始于英国，约半个世纪后才在各国真正开展，第二次工业革命、第三次科技革命则是多源的。④从突破口来看，第一次工业革命以轻工业为突破口；第二次工业革命以重工业为突破口；第三次科技革命以军事工业为突破口。


认识：三次科技（工业）革命的后果表明，生产关系必须适应生产力的发展，生产力决定生产关系；科学技术是第一生产力；要树立科教兴国的战略思想。


3．从原因和结果两个方面概括说明三次工业革命（科技革命）与资本主义市场的关系。


市场的扩大促进了科技革命的扩展：①18世纪中期，英国打败法国，成为最大的殖民国家，推动了工业革命的开展。②19世纪中期前后，美德日俄等国通过资产阶级革命或改革，建立了统一的国内市场，同时由于殖民扩展的加强，世界资本主义市场竞争激烈，又推动了第二次工业革命的开展。③“二战”后，随着资本主义经济的恢复和国家垄断资本主义的发展，新一轮的市场竞争开始，促进了第三次科技革命的开展。


科技革命促进资本主义市场的进一步扩大，同时也加剧了各国对市场的争夺：①第一次工业革命迅速提高了生产力，使东方从属于西方，资本主义世界市场初步形成。②第二次工业革命为经济发展提供了更为广泛的途径，生产和资本高度集中产生垄断，殖民扩张加剧，世界被瓜分完毕，资本主义世界市场最终形成。③第三次科技革命大大加速了现代生产力的发展，导致战后资本主义国家间争夺市场的斗争加剧，同时发达国家与发展中国家围绕市场的垄断和反垄断斗争也日趋尖锐。


4．正确认识三次科技（工业）革命时的中国。


（1）第一次工业革命时：


①中国处于清朝中后期，受专制政治和闭关锁国政策的影响，社会经济没有发生大的变动。


②第一次工业革命给中国带来的灾难：欧美列强发动了两次鸦片战争，使中国开始沦为半殖民地半封建社会，成为列强的商品输出市场和原料产地。


③客观上也为中国带来了先进的资本主义，自然经济瓦解，近代工业产生，中国开始学习西方的先进科学技术，开始了近代化进程。


（2）第二次工业革命时：


①中国仍然是清朝封建统治，半殖民地化程度不断加深，国家主权进一步丧失。


②资本主义列强对华商品输出和资本输出，严重阻碍了中国社会的发展。


③中国资本主义在19世纪末20世纪初得到了初步发展，但极其缓慢。


④中国人民面对帝国主义瓜分狂潮，掀起了救亡图存运动。


（3）第三次科技革命时：


①由于帝国主义国家长期敌视、封锁，中国没有发展科技革命的和平环境，也缺乏正常的交流；建国后受苏联高度集中的政治经济体制影响，“左“倾思潮泛滥，没有落实知识分子政策，教育发展受冲击，失去发展科技的好机会。


②但科技革命还远没有结束，世界各国都在本国生产力发展的战略中把科技摆在第一位。十一届三中全会以后，我国把“解放和发展生产力“作为一切工作的根本标准，实行改革开放，紧密结合国际形势，制定一系列发展生产力的大政方针，提出实施科教兴国战略和可持续发展战略，我国社会生产力发展正取得历史性飞跃。





一、考点回眸


从1998年以来，高考涉及本单元的考题并不多。1998年材料题考查了二战后日本的教育、科技与经济发展。1999年选择题考查了爱因斯坦的相对论。随着近几年来的高考命题趋向，涉及到本单元的内容会逐年增加。要关注19世纪初至20世纪初自然科学的成就；第一、第二次工业革命的主要成就及其影响；第三次科技革命兴起的条件、主要成就、特点和影响。


二、典型试题剖析


（一）选择题


1．爱因斯坦相对论的提出，是物理学思想的一次重大革命。他


A．否定了牛顿的力学原理


B．借鉴了法国科学家拉瓦锡的学说


C．揭示了时间、空间并非绝对不变的属性


D．修正了能量、质量相互转化的理论


［解析］这是1999年高考试题，主要考查再认再现历史知识和运用辩证唯物主义观点分析问题的能力。解答此题的关键是要对爱因斯坦提出的相对论有准确具体的了解。爱因斯坦的相对论，否定了牛顿的绝对时空观，但并没有否定牛顿的力学原理，只是发展了牛顿力学，把牛顿力学概括到相对论力学之中，牛顿力学只是相对论力学在低速运动状态时的一个特例，故A项应予排除。法国科学家拉瓦锡提出的质量守衡定律，是有关化学方面的成就，故B项应予排除。爱因斯坦提出了著名的质能关系式，即能量等于质量乘光速平方，不存在修正能量质量互相转化理论的问题，故D项应予排除。而揭示时间、空间并非绝对不变的属性，否定牛顿的绝对时空观，更深刻地揭示时间和空间的本质属性，才是物理学思想的一场重大革命的突出标志，故答案为C。


2．二次工业革命与第一次相比，更快地推动了生产力的发展，其根本原因在于


A．统治者重视的程度不同


B．新技术、新设备的优劣不同


C．科技与工业生产的结合程度不同


D．发生范围和领域不同


［解析］本题主要考查再认再现历史知识和分析问题的能力。第二次工业革命和第一次工业革命相比，其重要特点之一是自然科学新的发展成果同工业生产紧密结合，科学在推动生产力发展方面发挥了更为重要的作用，故正确答案应该为C。A、B两项并不是这两次工业革命的不同之处，故先应排除，至于D项发生范围和领域不同，确为这两次工业革命的不同之处，也推动了生产力的发展，但不是根本原因，故也应排除。


3．第三次科技革命最突出的特点是


①科学技术转化为生产力的速度加快


②科学技术各个领域之间相互渗透


③促进了社会经济结构的变化


④科学和技术密切结合，相互促进


A．①②③　　B．②③④　　C．①②④　　D．①②③④


［解析］第三次科技革命的特点教材有明确的讲述，掌握了这一知识点，解答此题并不难。如果对这一问题掌握不是很准确，只要具备一定的分析问题的能力，也能正确作出答案。在备选的答案中③促进了社会经济结构的变化，是第三次科技革命的重要影响之一，而不是这次科技革命本身的特点。因而，凡包含了③的备选项均不是正确答案，A、B、D三项可以排除，正确答案为C。


（二）材料解析题


l．阅读下列材料


材料l二战后，日本教育开始实行9年免费义务教育制度。日本政府1957年提出《科学技术振兴教育方案》，1958年决定按“充实基础学力，提高科学技术教育”的方针改革中小学课程。60年代开始强调产学研相结合，由各大企业集团对大学提供资助，大学则为工业界培养人才。1967年这一做法扩大到了农业、商业和水产业。1961年决定增加理工科大学数量，扩大招生。1962年创办高等专科学校。1965—1970年培养出19万工科中级技术人员。研究生教育也在发展，1975年获理工农医专业博士学位的占博士总数的88％。


──据刘天纯《日本改革史纲》


材料2二战后日本大力从国外引进先进技术，特别是购买技术专利权。到1972年共买进专利1．7万项，耗资31亿美元。1981年日本政府提出了“技术立国”的口号。在开发科技方面，50年代用于引进外国技术的费用占科研总经费的45％左右，60年代降至24％，70年代再降至10％，对外国技术的依赖明显降低。


──据刘天纯《日本改革史纲》


材料3二战后日本国内生产总值的增长


（单位：亿美元）


年份19521955195819601963196619681970197219741976
产值173239320431682102614381969294245455544



──摘自《外国经济统计资料（1949－1976）》根据材料


回答：


①战后日本教育、科学技术和经济发展各有什么特点？


②战后日本教育对科技发展的作用主要表现是什么？教育、科技对经济发展的影响是什么？


［解析］此题主要考查从历史材料中获取有效信息、归纳概括历史知识和分析问题的能力。题目提供的三段材料分别介绍了二战后日本教育、科学技术和经济发展的情况，解答此题首先要读懂材料，从中最大限度地获取有效信息，并根据这些信息说明有关问题。设问①的答案可直接从分析材料、总结归纳中得出；设问②的第一个问题也可从材料本身分析得出正确答案，第二问则要运用归纳及辩证分析的方法去解决。


［参考答案］


①教育：政府重视、推行改革、与经济发展结合。科技：由引进外国技术到依靠本国力量。经济：60年代末起出现高速发展。


②教育发展为依靠本国力量搞科技打下基础。教育、科技面向经济，为经济发展培养人才，科技成果能迅速转化为生产力，促进经济高速发展。


三、尚未考查过的知识点及其思考角度


近代很多科学家从理性主义出发，对客观事物进行研究，取得了许多突破性成就。而现代第三次科技革命的规模和深度、影响远远超过前两次工业革命，改变了整个世界面貌。复习近现代科技史时要加强与相关的政治、经济等内容的有机联系。有些科学技术方面的概念可结合有关学科知识加以理解，或阅读一些课外书籍来了解，并且要深入透彻地理解。


1．19世纪初至20世纪初自然科学的新成就。可运用列表法系统、条理地掌握自然科学的类别、创造者、成就、影响。


2．第三次科技革命的主要成就、特点和影响。比较三次科技（工业）革命的异同。运用概括、归纳问题的方法分析第三次科技革命的特点，影响。深刻认识科技是第一生产力及其对生产发展的推动作用。正确理解在第三次科技革命中，科学同技术、生产三者之间的关系。