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人民版高中必修三教师教学用书专题7—4 时间：2009-10-18 17:27:35  来源：人民版     （六）史学动态   蒸汽机的发明完成工业的集中，它使工业的相互依赖关系更加密切同时又使工业的发展归于统一。关于它的历史作用评价是一个重要问题。   蒸汽机的发明这一重大事件，开始了工业革命的最后的、最具有决定性的阶段。蒸汽把那些压在大工业身上的束缚解放之后，就有可能无限迅速地发展了。事实上，使用蒸汽机并不像使用水那样必须取决于位置和当地资源等绝对条件。凡能获得公道价格的煤的地方，都可以安装蒸汽机。在英国，煤藏丰富，煤的使用在十八世纪末已经是增多了，那里特意创设的航路网有可能以很少的费用把煤运送到各处，全国已经变成一个特别宜于工业生长的享有优惠的世界。工厂现在可以离开其原来孤立于水流岸边的曾在其中成长起来的溪谷了；工厂接近市场可以购买原料和出卖产品，移近人口中心可以招募人员；工厂将汇合集中起来形成一些巨大而黝黑的工业城市，蒸汽机将使无穷的烟云飞翔在这些城市的上空。    可是，这种集中只是已经开始了的运动的延续。它并未改变机械化于其第一时期——水力发动机时期——即在1760年至1790年间所决定的那种工业地理分布状态。下面是一个值得注意的事实，因为这个事实可以说明英国大工业的起源：经济活动的主要中心向北部诸郡的移动，新的纺织和冶金地区的形成，是在实际应用蒸汽之前。蒸汽机的出现，加强了导致蒸汽机出现的影响，因而加速了上述工业的发展，此外是没有别的作用的。人们可以反驳道，这种集中运动的延续很可能是偶然的。在那些新工业刚因完全不同的原因而设立在那些地区中碰巧有煤矿床，靠近矿山对于它们来说比靠近曾被它们起初利用过的那些河流更为可贵的时候，它们就有可能继续留在那里。但是否应把它视为一种完全的巧合呢?在瓦特的发明之前，煤在工业生活中已经起着充分的作用，以致工厂主们宁愿走向煤很丰富而价廉的地方去。如果相信他们正在其刚刚设厂的地方突然发现了煤，象发现埋藏的财宝一样，那必定是忽视了煤已经有较长的历史了。   蒸汽机并不创造大工业。但是，它对大工业却提供了动力，并使自己的发展犹如自己所任意支配的力量一样不可抵抗。最重要的是，它使大工业具有其统一性。在那以前，各种工业的相互依赖关系比现在要疏远得多。它们各自的技术只有很少的联系。它们的发展是单独地而且是通过完全特有的方法来形成的。使用一种共同的动力，尤其是使用人为的动力，就使一切工业的发展都要服从一般的法则。蒸汽机的不断改善，对于采矿)冶金、纺织和运输都有同样的影响。工业世界几乎成为一个巨大的工厂，在那里，发动机的加速、放慢或停止就改变着工人的活动并决定着生产率。   詹姆斯·瓦特的同时代的人们没有看到他们亲眼所见的那个重大事件的各种后果的发展。但是他们已能猜到这些后果。他们已经感觉到一个新的时代正在开始并且充满着同过去任何事物相比都无法作出估量的可能性。伊登在1797年写道：“在机械学方面，可以认为我们还是儿童。假如人们考虑五十年来为缩减工业操作而作出的那些发明的数目；假如人们设想它们现在已经投入使用，但在五十年前却是绝对没人知道的；那么，料想人们在今后五十年中还会作出其他的发明，而蒸汽机和纺纱机的发明不管在我们看来是怎样精彩，但比今后的那些发明就会显得微不足道和毫无价值，这种料想并不荒谬。   四、向“距离”挑战   （一）            教学目标       【内容标准】 以网络技术为例，理解现代信息技术对人类社会的影响。 【知识与能力】 了解人类时间空间观念随着科学技术的进步而不断改变的历史进程。 培养学生的观察能力、想象能力和创新能力，观察身边的科学，生活中的科学。 【过程与方法】 引导学生学会运用已经掌握的科技知识，为自己、家庭、学校的建设出谋划策。 组织学生讨论网络出现的进步作用与当今青少年网络成瘾的带来的社会问题。 根据学生的地区特点和心理特点，讨论：假如没有☆☆☆☆（某项科技发明）我们将怎样生活？强化对科技进步作用的体验。   【情感、态度与价值观】 培养学生形成正确的学习科学应用科学的态度，认识科技进步对人类而言是一把双刃剑。 通过对科技进步在人们生活中巨大作用的了解，培养学生崇尚科学的精神。 科技进步是人类不断探索自然的结果，培养学生积极进取的人生态度。   （二）教学内容分析   ●现代交通工具和通讯技术的发明，使伦敦仿佛在纽约的近郊，纽约好像就在伦敦的附近，从此人的时间空间观念发生重大变化，“天涯若比邻”。教材从汽车、飞机、电报电话的发明、计算机网络等重大技术的发明及应用对人类的影响，说明了人类生存观念上的重大变革。课文分析了这些发明使用的重要历史意义。   ●教材首先讲述了人类立体交通的出现，拓展了人类生活的空间范围；接着讲述了现代通讯技术的出现，使人类信息传递的速度和空间发生重大飞跃；电子计算机和网络的出现为人类信息交流创造了一个新的平台，为人类提供了虚拟的生存空间，拓展了人类文明交融的速度、广度和深度，成为世界整体化进程的重要物质载体。人类在自己的创造中改变了自己的生存、生活和生产观念，人类在欢呼科技进步为我们提供各种便利的同时，不可忽视自身的道德建设，不能忽视精神的“物化”导致的人性的异化。   课本以立体交通的诞生、穿越大洋的电波、改变世界的网络为标题讲述了人类时空观念变化的科技原因：   【立体交通的诞生】介绍了汽车和飞机的对人类生活的重大影响。 第二次工业革命使人类社会在动力机械和动力源上，完成了从蒸汽力向电力的飞跃，进入电气时代。1885年，德国工程师卡尔·本茨和戴姆勒二人以汽油机为动力分别独立制成了最早的汽车。1887年，人们把内燃机装配到轮船上。1903年美国莱特兄弟，设计制成一架飞机，开创了航空事业的新纪元。人类从平面交通时代迅速步入水、陆、空立体交通时代。   【穿越大洋的电波】介绍了通讯技术进步。 19世纪，随着电动机和发电机的相继发明，电报、电话和无线电通讯也先后发明出来。1837年，美国人莫尔斯发明了有线电报机。1851年，横跨多佛尔海峡将英、法联接的海底电缆铺设成功。1857年，横跨大西洋联接欧美两洲的海底电缆铺设成功。以后，欧美国家的大电报公司迅速将电报线路向全世界扩展，形成了遍布全球的电报网。1875年，英裔美国人贝尔发明了电话机。电话通讯飞速发展，在通讯领域将世界连成一个整体。德国著名物理学家赫兹证明了电磁波的存在。意大利人马可尼于1895年发明无线电报。1902年，无线电报横跨大西洋传送信息的成功。1916年，他完成了短波试验，奠定了所有现代远距离无线电通信的基础。   【改变世界的网络】介绍了计算机和网络对人类生活生产的影响。 1946年，美国研制出第一台电子计算机。至今，电子计算机经历了电子管、晶体管、集成电路和大规模集成电路4个发展阶段，第五代新型机正在研制之中。电子计算机广泛应用于人类生产生活的各个领域。电子计算机与通讯技术相结合的电子网络技术的发展，大大缩小了全球空间，使全人类进行相互间的信息交流与共享、信息传递与汇集成为可能。1993年，美国提出了实施“国家信息基础设施计划”。之后世界主要国家作出积极响应，投入巨资建设信息高速公路。已经建成并遍布世界的因特网，正在以人们无法预料的速度、深度和广度，改变着人类文明的进程。   ●本课的重点和难点。 重点：现代交通工具和信息传递技术改变人类的时空观念。 难点：人类时空观念变化与学生自身生活阅历结合。   （三）问题解答 【想一想】 你见过哪些交通工具？还听说过哪些更先进的交通工具？对未来的交通运输有什么新奇的设想吗？ 汽车、轮船、火车、飞机、地铁等。磁悬浮铁路、航天飞机等等。可让学生进行开放性设想（略）。 【读一读】 你还知道哪些以科学家名字命名的成果呢？ 提示：赫兹发现电磁波，无线通讯技术迅速发展起来，为了纪念他，人们将电磁波频率的单位命名为赫兹。还有，电流：安培；电压：伏特；马力：瓦；能量：焦耳等。 【议一议】 因特网在一定程度上改变了人们的生活和交往习惯，它有利也有弊。请就这方面的问题谈谈你的看法。 提示：从给人类生活便利（如电子商务）、信息传递快捷（如电子邮件）、知识容量大等方面分析其优点；从网络空间的虚拟性会导致人孤独、青少年对网络的痴迷影响学习、网络中一些内容不健康、长时间上网影响身体健康等方面分析其不利影响。 【自我测评】 以“改变时空的发明”为标题，绘制一张表格，列出交通运输、电讯技术、计算机技术方面的重要发明成果。 交通运输 电讯技术 计算机技术 汽车 有线电报 电子计算机 飞机 有线电话 计算机网络   无线电报     短波通信     海底电缆

【阅读与思考】

1、你认为专利制度是鼓励科学技术的发明还是鼓励发明人垄断科学技术成果，为什么？

提示：只要学生言之有理就行。如，鼓励科学技术的发明，因为它保护和承认发明人的发明成果及利益，有利于发明积极性的提高。

2、贝尔因其众多的发明成果而受到人们的广泛尊敬，但他因此而获得专利，并建立公司来从事赢利的商业活动，这会因此而影响你对他的尊敬吗？为什么？

提示：不会影响。①贝尔发明电话机紧密了世界的联系。②贝尔获得专利后建立公司，对普及电话和电话技术的继续进步起了很大的作用。③保护自己的知识产权，让科技转化成效益是无可厚非的事情。

（四）教学评价建议

【评价目标】

了解学生关注现实社会发展的程度和想象能力。

【评价方法】

观察法、辩论法。

【评价过程】

记录学生在活动中的表现。

对学生活动中的各种表现，如探究问题、语言表达、人际交流、参与活动的积极性和方式方法、想象的形象与生动性等，作出整体性评价，注意激发学生学习历史的积极性，养成从现实生活的角度看待历史问题的习惯。

【评价总结】

现实生活是历史发展的继续，历史是现实社会生活的渊源。从培养学生的历史发展观的角度进行总结和评价。

（五）历史问题注释

【卡尔·本茨】

卡尔·本茨（1844—1929），德国机械工程师，汽油机的发明和改进者之一。他设计并制造了世界上第一辆实用的内燃机汽车。1844年，11月25日出生，卒于1929年4月4日。本茨初在家乡卡尔斯鲁厄学习机械工程，离开学校的在一家销厂工作。1885年本茨制成了单气二冲程三轮汽车，现保存在慕尼黑。1886年本茨获得汽车制造的专利权。1893年制造出四轮汽车，1899年生产出第一辆赛车。1900年，本茨公司已售出装有三马力发动机的汽车达4000辆，成为欧洲最大的汽车制造公司。1926年本茨公司同戴姆勒汽车公司合并。

【戴姆勒】

德国机械工程师，汽油机的发明人之一。1834年3月台票7日生于符腾堡州的肖伦德罗夫。1853—1856年在埃森一家机床制造厂工作。1857—1859年入斯图加特工业学校，1861—1863年到英国实习进修。戴姆勒1872—1882年在科隆的兰根汽车公司的德国汽车发动机工厂担任高速四冲程发动机的技术指导，并于1883年制造成功立式汽油机。1884年获得小型高速发动机专利，1885年获密闭式曲轴箱和立式单缸汽油机专利和表面汽化器专利，1889年获V型气缸发动机专利。1885年他和W·迈巴赫将汽油发动机装在自行车上并获得专利权，成为摩托车的创始者。1886年他制成了第一辆四轮汽车，1890年在坎斯塔建立戴姆勒汽车公司，1926年与本茨汽车公司合并。戴姆勒卒于是900年3月6日，因对汽车工业的发展作出贡献，在坎斯塔特建有戴姆勒的纪念碑。二人以汽油机为动力分别独立制成了最早的汽车。1887年，人们把内燃机装配到轮船上。

【电磁感应现象】

法拉第对电磁感应现象进行了大量的研究。在有代表性的一个实验中，他使用了两个线圈，对其中一个通以电流，另一个线圈则经过检流计接成闭合回路。实验发现，若第一个线圈中电流的大小发生变化时，则另一个线圈中产和感应电动势，从而出现电流，使检流计发生偏转。这种由于电流变化而线圈静止所产生的电磁感应作用，人们称为变压器作用。另一个重要实验采用通有恒定电流的线圈或者永久磁铁以提供磁场，只要使另一个线圈与磁场有相对运动，造成磁力线割切，也能够在线圈中产生感应电动势而出现电流。人们称这种电磁感应为动生感应作用。电磁感应现象表明，磁场的变化可以激发电场。1831年法拉第发现电磁感应定律：导体线圈中产生的感应电动势其大小正比于单位时间内线圈所切割的磁力线数量。这一定律的重要意义在于以实验证明了机械功可以经过电磁感应作用转变为电磁能。这成为现代发动机的基本理论依据，在电工技术中得到应用。

【莫尔斯】

莫尔斯（1791—1872年），美国科学家，电报发明人。1791年生于马萨诸塞州。1810年毕业于耶鲁大学。早期曾从事印刷和绘画。1837年经过反复试验研制出最早的电磁式电报机。1838年创造了点划组合的莫尔斯电码，使电报机进入实用阶段。后来在美国国会的资助下，莫尔斯用了约两年的时间建成从华盛顿到巴尔的摩全程64公里的电报线路，1844年5月24日开始通报，揭开了人类通信史新的一页。1844年，他在华盛顿国会议事厅向巴尔的摩发出了世界上第一封电报，写的是《圣经》中的一句话：“主啊，你创造了何等的奇迹！”随后，欧美各国纷纷架设电报线路。1851年，横跨多佛尔海峡将英、法联接的海底电缆铺设成功。1857年，横跨大西洋联接欧美两洲的海底电缆铺设成功。以后，欧美国家的大电报公司迅速将电报线路向全世界扩展，形成了遍布全球的电报网。

【贝尔】

贝尔（1847--1922），电话机发明者。1847年生于英国苏格兰爱丁堡。先后在爱丁堡大学和伦敦大学求学。1873年被聘为美国波士顿大学发声生理学教授。当时电报已经很发达，贝尔研究利用一条线路进行多路电报通信的实验。在实验过程中，他萌发在电报线路上通话的设想。经过反复多次实验，终于在1876年3月10日试验电话通话成功。沃森通过液体发射机和调谐舌簧接收机第一次听到了贝尔传来的声音。1878年，贝尔和沃森在相距300多公里的波士顿和纽约之间作了长途电话通话的公开实验，获得成功。三个月后，他成立了贝尔电话公司，从此电话得到迅速发展。

【麦克斯韦】

英国著名物理学家，经典电动力学的创始人，统计物理学的奠基人之一。1831年生于爱丁堡。1847—1850年在爱丁堡大学学习，1850—1854年在剑桥三一学院攻读数学。1856—1860年担任阿伯丁郡的马里杳尔学院教授。1860年为英国皇家学会会员。1871年任剑桥大学教授，创建并领导了英国第一个专门物理实验室——卡文迪什实验室。他的主要贡献是创立了经典电动力学。他发展了法拉第关于电磁相互作用必须通过中间媒质的思想，并把之种中间媒质称为“以太”（后来研究表明，不存在所谓的“以太”，这种中间媒质实际上是电磁场），并在此基础上提出了位移电流的概念。他研究法拉第的电磁场设想，于1864年发表了《电磁场动力学理论》，提出包括偏微分方程的麦克斯韦方程组，概括了当时已知的关于电磁现象的一切实验结果，从而创立了经典电动力学。他根据这一理论得出结论：存在着电磁波；电磁波在真空中传播的速度等于光速；光的质是电磁波；电磁波会产生压力等。麦克斯韦在这一期间的主要著述还有1855年到1856年发表的《论法拉第力线》、1861—1862年发表的《论物理力线》、1873年发表《电学和磁学论》等。继W韦伯后，他以更高的精确度测定了电荷的静电单位对电磁单位的比值，并证实了客观存在就等于光速。麦克斯韦在气体运动理论、光学、热力学和弹性理论方面也作出了重要贡献，1860年得出了理想气体分子按速度的统计分布律，计算了分子的自由方程。他在1861年提出，彩色是由红、绿、蓝三基色组成的，他还是第一批彩色照片的制作者之一。1973年到期874年他发现了双折光现象。

【赫兹】

德国物理学家。国际单位制中频率的单位赫（兹）即为纪念他而命名。1857年出生于汉堡。1880年在柏林大学获得哲学博士学位（论文为《旋转导体电磁感应》）。1883年开始研究麦克斯韦的电磁理论，发现电容器或莱顿瓶的放电电流是振荡的。同时发现莱顿瓶和电容器上分别接一个扁平线圈后，如果给电瓶充电，则会在连接莱顿瓶的线圈间隙中产生火花，而在它没有任何联系的连接电容的线圈中会感应出电流，这为他验证电磁波存在奠定了感性认识的基础。1885—1889年，任卡尔斯鲁厄工业学院教授时，用实验产生了无线电波，并测量了波长和速度。他指出无线电波的振动性及它的反射和折射的特性与光波和热波相同，结果他确凿无疑地肯定，光和热都是电磁辐射。1889年任波恩大学的物理教授，在校继续研究稀有气体中的放电现象。他的科学论文有《电波》、《力学原理》等。

【马可尼】

意大利发明家，无线电通信的奠基人。1874年4月25日生于意大利的波伦亚，1937年7月20日卒于意大利。马可尼未受过正规教育。赫兹的实验激发了他热心于无线电通信。马可尼广为搜集资料，反复实验，1894年第一次在家里用无线电波打响了10米以外的电铃。1895年夏，马可尼对已有的火花式发射机和金属粉末检波器进行了改进，在接受机和发射机上都加装了天线，成功地进行了无线电波传输信号的实验。同年秋天，他使通信距离增加到2.8公里，不但能打响电铃，而且还能在纸带上记录拍下来的莫尔斯电码。当时的意大利政府对无线电通信持冷淡态度，马可尼于1896年来到英国，并在同年6月取得英国的专利，结识英国邮政总局的总设计师。W.H.普利斯，在他的赞助下在英国进行公开表演。1897年，马可尼利用风筝作为收发天线，使无线电信号越过了布里斯托尔海湾，距离14公里，创造了当时最远的通信记录。同年9月，马可尼组建无线电报公司，后更名为马可尼公司。1899年3月，马可尼成功地实现了横贯英吉利海峡的通信，使通信距离增加到45公里。同年，在英国海军演习中有三艘军舰装备了无线电通信设置，在两条看不见的军舰中实现了通信，证明无线电信号可以曲面传输。同年的“美洲杯”帆船比赛，马可尼用无线电设备装备了两艘美国船只，随时向纽约报道现场实况，这是无线电报系统首次服务于民用，引起了世界性轰动。1900年10月，马可尼在英国康沃尔的普尔杜建立当时世界最大的10千瓦火花式电报发射机，架起巨大的天线。1901年马可尼率领一个小组在加拿大纽芬兰的圣约翰斯进行越洋通信实验，使用风筝天线，在当年12月12日中午收听到从相隔3000公里以外的英国普尔杜横渡大西洋发来的“S”字母信号，开辟了无线电远距离通信的新时代。1909年11月马可尼与德国物理学家K.F.布劳恩同获当年的诺贝尔奖金物理奖。因其将电磁波的理论首先运用到无线电通信上，被后人称为“无线电之父”。