（通史版）2021版高考历史一轮复习 第3部分 第9单元 工业文明的世界 第26讲 近代以来世界的科学发展历程教学案

第26讲近代以来世界的科学发展历程 物理学与生物学的发展主干整合厘清史实一、物理学的重大进展1经典力学奠基(1)背景文艺复兴运动解放了人们的思想。伽利略发现了自由落体定律等物理学定律，开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系的近代科学，为经典力学的创立和发展奠定了基础。(2)建立标志：1687年，牛顿出版了自然哲学的数学原理一书。内容：物体运动的三大定律和万有引力定律。特征：以实验为基础、以数学为表达形式。(3)意义：经典力学体系对解释和预见物理现象，具有决定性意义。2相对论和量子论发展项目相对论量子论背景经典力学面临着挑战人们对物质的认识深入原子内部微观的粒子运动不能用经典力学的理论来说明标志20世纪初，德国物理学家爱因斯坦提出1900年，德国物理学家普朗克提出了量子假说成就包括狭义相对论和广义相对论爱因斯坦利用量子理论成功地解释了光电效应玻尔提出了有关原子的量子理论意义否定了经典力学的绝对时空观，深刻地揭示了时间和空间的本质属性发展了牛顿力学，将其概括在相对论力学之中，推动物理学发展到一个新的高度使人类对微观世界的基本认识取得革命性的进步与相对论一起，构成了现代物理学的基础开阔了人们的视野，改变了人们认识世界的角度和方式近现代物理学的三大理论成果二、生物进化论1背景(1)文艺复兴、宗教改革和启蒙运动冲击了基督教神学。(2)资产阶级革命和工业革命相继发生，人们的视野不断拓宽，思想更加开放。(3)细胞学说的确立，为生命科学的研究奠定了基础。(4)拉马克的早期生物进化思想开始形成。2标志1859年，达尔文发表物种起源一书。3内容(1)生物不是上帝创造的，而是进化而来的，都经历了由低级向高级、由简单到复杂的发展过程。(2)提出“物竞天择，适者生存，自然选择”的原理。4意义有力地挑战了封建神学创世说，将生物学建立在科学的基础之上，达尔文被称为“生物学领域的牛顿”。教材拓展_社会达尔文主义达尔文物种起源问世后，英国学者斯宾塞将达尔文的学说运用到社会历史领域，创立了社会达尔文主义。这种社会哲学认为，人类社会也像自然界一样，存在着生存竞争。在竞争中，强者生存了下来，而弱者则被淘汰。只有这样，人类社会才能进步。社会达尔文主义有其学术价值，不能完全否定。但是这种观点将自然界的生存竞争规律搬到社会学的研究中来，公开主张国家之间、民族之间以及人与人之间的“弱肉强食、优胜劣汰”，公然将以强凌弱的强权主义宣称为“社会伦理”，是不可取的。素养提升融会贯通1物理学的重大进展2探索生命起源之谜探究近代科学发展的原因和影响史料一科学革命是西方文明的独特产物。一个原因在于文艺复兴时期的人文主义的学术成就。学者和艺术家可以接近的不仅有柏拉图和亚里士多德，还有欧几里得和阿基米德，后者曾促进了物理学和数学的研究。匠人与学者之间的鸿沟被缩小，匠人在文艺复兴时期并不像在古典时代和中世纪时代那样受到鄙视。斯塔夫里阿诺斯全球通史史料二规则寻求自然事物的原因，不得超出真实并足以解释其现象者。规则因此，对同类的自然效果，应尽可能归之于相同的原因。规则物体的性质，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(1)根据史料一并结合所学知识，回答“科学革命”为何成为西方文明的独特产物？(2)根据史料二并结合所学知识，分析17世纪的科学研究方法的“革命”对启蒙运动产生了怎样的影响？(1)史料一反映了近代“科学革命”出现的原因。第一句话是本史料的核心。“一个原因在于学术成就”指的是人文主义的发展；“匠人在并不受到鄙视”指的是工匠地位的提高。(2)史料二反映了17世纪科学研究的方法特点及其深刻影响。注意本史料出处中的人物及著作。规则说明形成了归纳推理的方法；规则说明形成了必须要经过实验进行论证的方法。(1)资本主义工商业的发展刺激了对技术的需求，为近代科技的发展提供了工具和手段；资产阶级革命为资本主义发展、科技进步开辟了道路；人文主义和理性精神促进了思想解放；工匠地位提高。(2)科学革命中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。近代思想解放与近代科学技术产生、发展的关系(1)思想解放促进了近代科学技术的产生和发展意大利的文艺复兴运动从思想上解放了人和人性，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。近代天文学革命就是在文艺复兴时期以人文主义为武器反对封建神学的斗争中开始的，文艺复兴运动直接为打破地心说提供了思想动力和精神基础。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。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。随着工业革命的开展，生物学领域掀起了一场革命，进化论的观点开始挑战基督教神学所宣扬的神创论，极大地冲击了基督教神学思想，促进了人类思想的解放。以唯物史观看待达尔文进化的观点及其影响材料在神学统治的夹缝中，生物学研究在静静地积累和稳步地发展。随着西方思想解放运动的高涨和科学技术革命的进展，19世纪中叶后，生物学领域迎来了革命性变化。英国生物学家达尔文在南美洲和太平洋岛屿调查时，发现这些地方虽然在地理上隔绝，但许多动植物品种十分相像思考：根据材料和所学知识，概括达尔文创立进化论的条件及进化论的主要观点。【提示】条件：在神学统治的夹缝中发展；西方思想解放运动的高涨和科学技术革命的进展；达尔文在南美洲和太平洋岛屿的调查。主要观点：自然界中生物的物种是以自然选择为基础的，是自然界长期发展的产物；自然界进化的规则是“物竞天择，适者生存”。达尔文生物进化论的影响(1)思想解放：有力地挑战了封建神学创世说，极大地促进了欧洲的思想解放，使人们的世界观发生了根本性的变化。为马克思主义唯物辩证法的创立提供了重要的自然史的基础。(2)生物学新时代：不仅丰富、发展了生物学本身，也使生物学各分支学科统一为一门综合性学科，并使它们获得新的发展方向。(3)对中国：把达尔文生物进化论当作改造社会的利器，掀起了救亡图存的维新变法运动和资产阶级民主革命。跟踪训练即学即用1“(它)是经典力学的第一部经典著作，也是人类掌握的第一个完整的科学的宇宙论和科学理论体系，其影响所及遍布经典自然科学的所有领域。”这里的“它”指的是()A使人类对微观世界的认识取得了革命性进步B用数学方法精确描述了宇宙运行规律C说明生物物种是由简单的物种发展演化而来的D深刻揭示了时间和空间的本质属性B根据所学知识可知，“(它)是经典力学的第一部经典著作”指的是1687年牛顿发表的自然哲学的数学原理，经典力学包括牛顿运动三大定律和万有引力定律，万有引力定律用数学方法精确描述了宇宙运行规律，故B项正确。2受牛顿力学体系的影响，洛克提出了天赋人权和社会契约的理论；受达尔文进化论的影响，斯宾塞提出了证明白人殖民扩张合理性的理论。这说明近代自然科学()A揭示了西方民主的虚伪B促使民主政治的形成C影响了社会科学的发展 D促进世界的和平发展C根据所学知识可知，牛顿力学体系和达尔文进化论属于近代自然科学，洛克的天赋人权和社会契约、斯宾塞的白人殖民扩张合理性的理论属于社会科学。根据题干信息可以得出近代自然科学影响了社会科学的发展，故C项正确。3爱因斯坦曾言：“在我之前，人们都认为，如果把所有的东西都从宇宙中拿走，那剩下的就是时间和空间，我却证明，如果把所有的东西都拿走了，什么都剩不下。”由此可知，爱因斯坦的理论()A建立的信息网络大大缩小时空距离B大大加强了人类对微观世界的研究C改变了人们认识世界的角度和方式D主要论证时间和空间可以单独变化C爱因斯坦的理论是相对论，没有建立信息网络，建立信息网络的是信息技术，故A项错误；B项是普朗克的量子论，故排除；爱因斯坦的理论相对论改变了牛顿的绝对时空观，也改变了人们认识世界的角度和方式，故C项正确；爱因斯坦提出的狭义相对论认为时间、空间会随着物体运动速度的变化而变化，时间和空间无法单独变化，故D项错误。4普朗克曾写道：“我把这整个的步骤描述成一种孤注一掷的行动我已经和辐射与物质之间的平衡问题斗争了六年而没有得到任何成功的结果。这个问题在物理学中是有根本重要性的，必须不惜任何代价来找出它的一种理论诠释，不管那代价有多高。”普朗克旨在说明量子论()A诞生的偶然与必然B得到社会的普遍认可C产生了巨大的影响 D是对前人理论的突破A材料“我把这整个的步骤描述成一种孤注一掷的行动”体现了普朗克量子论诞生的偶然性，材料“我已经和辐射与物质之间的平衡问题斗争了六年”说明普朗克量子论诞生的必然性，故A项正确。 三次科技革命主干整合厘清史实一、“蒸汽时代”的到来1条件(1)政治：英国资产阶级革命的胜利。(2)经济：工场手工业的发展。(3)科技：科学技术为生产的发展提供了许多发现和发明。2进程(1)标志：瓦特改良蒸汽机。(2)应用：工业部门先后采用蒸汽机作为动力。(3)推广：19世纪三四十年代，蒸汽机在欧洲和北美被广泛采用。3影响(1)工业生产：机器大工业工厂形成，社会化大生产逐渐形成。(2)城市进程：形成了许多工业城市，英、法、美等国家成为工业国家。(3)世界联系：蒸汽动力在交通运输工具上的应用，使得世界各地的联系更加密切，世界日益成为一个整体。“蒸汽时代”18世纪60年代到19世纪中期，资本主义生产经历了一场机器大生产取代手工工场的技术革命，历史上称这一发展过程为工业革命或产业革命。而蒸汽机是工业革命时期最伟大的发明，它不仅解决了工业发展的动力问题，而且有力地推动了一系列新兴工业部门的兴起，掀起了发明和使用机器的热潮。蒸汽机成为时代的象征。人们称工业革命时期为“蒸汽时代”。二、电气革命的出现1条件1831年，法拉第发现电磁感应现象，为发电机的研制奠定了理论基础；长距离的输变电技术日趋成熟，电力被广泛应用。2进程发电机、电动机的发明和使用促使电力成为新能源。3影响(1)促进了生产力的迅速发展，垄断组织形成。(2)改变着社会结构和世界形势。(3)使城市面貌和人们的社会生活发生巨大的变化。第二次工业革命开辟了“电气时代”三、信息技术的发展1概况(1)1946年，美国研制成世界上第一台电子计算机，奠定了现代信息技术的基础。(2)1969年，美国国防部建立了包括四个站点的网络，促成了互联网的诞生。(3)20世纪90年代以后，互联网进一步发展为全球信息网。2影响(1)积极：信息化社会开始出现；加快了全球经济化的步伐；促进了社会交往方式的发展，改变了人们工作、社会交往方式。(2)消极：给人们特别是青少年带来一定的负面影响。素养提升融会贯通1从蒸汽机到互联网2近代以来世界科技发展轨迹探究三次科技革命的特点及影响史料一科学开始对工业没什么影响，我们迄今所提到的纺织工业、采矿工业、冶金工业和运输业方面的科技发明，极少是由科学家们作出的，相反，它们多半是由才能非凡的技工完成的。不过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年以后的世界史料二第三次科技革命呈现出许多鲜明特点：科学技术本身的发展速度越来越快科技成果商品化的周期越来越短，科学技术转化为生产力的速度越来越快科学技术的社会化趋势大为增强第三次科技革命所形成的新的技术能力，对人类社会产生了空前巨大而深刻的影响。史料三近代科学技术是以前所未有的速度发展的，这一时期的一系列成果，是现代科学技术的基础。现代科学的发展更是将人类对自然界的认识水平提高到了一个崭新的高度。国际金融危机发生以来，世界主要经济体纷纷采取措施，加大对科技和教育的投入，应对国际金融危机，布局未来发展，培养新的竞争优势。摘编自中国科学院2010科学发展报告等(1)根据史料一，概括指出两次工业革命的特点分别是什么。(2)综合上述史料，指出史料三中“这一时期的一系列成果”对社会经济发展的促进作用。分析世界主要经济体为何要加大科技投入。(1)史料一中第一句话反映了第一次工业革命中的发明主要是靠技工的经验和实践完成的。后面几句话反映了“电气时代”的发明主要依靠精密的实验，且发明者主要是科学家。(2)史料二中“发展速度”“周期”“转化速度”“社会影响”等方面说明第三次科技革命的影响远远超过第一、二次工业革命。(3)史料三反映了科技成为引领经济发展的主要动力，科技创新能力成为当代国际竞争力的关键因素。(1)特点：科学对第一次工业革命影响不大，科技发明多半由技工完成；第二次工业革命中，科学与技术紧密结合(科学发挥了更加重要的作用)。(2)促进作用：人类先后进入“蒸汽时代”“电气时代”；促进了资本主义世界市场的形成和发展。加大科技投入的原因：科技成为引领经济、促进社会发展的主要动力；科技创新能力成为当代国际竞争力的关键因素；促进产业结构调整，摆脱金融危机。近代以来科学技术对社会进步的影响项目影响科学成就上科学的发展是永无止境的，任何一次科技的飞跃既是对过去科学成就的超越，也为新的科学成就的出现打下了基础经济上科学技术的发展促进了三次工业(科技)革命的发生，同时，三次工业(科技)革命也为科技的发展提供了条件思想上思想解放促进了科技的发展，科技的发展又为思想解放创造了条件社会生活上近代以来，科技的发展深刻地改变了人类的生活方式，城市化、电气化、信息化都以科技发展为根本动力负面影响上科技是把双刃剑，科技在发挥巨大作用的同时，也带来了环境污染、伦理道德问题等负面影响以唯物史观看待三次科技革命的影响材料科学不仅刷新了我们的世界图景，也刷新了我们的日常生活然而，在科学成功的背后，我们必须看到一个潜在的危险正在显露出来：人类通过大规模地开发大自然，虽然掌握了更高的能量，有了支配自然界的能力，但也破坏了人类生存的根基。摘编自吴国盛科学的历程思考：结合所学知识理解材料中“科学也破坏了人类生存的根基”的含义。并谈谈如何应对这种“潜在的危险”。【提示】含义：科技发展带来一些负面影响，如环境污染等问题日益严重。应对：在人与自然和谐相处的理念下进一步提高科学技术水平；加强国际合作；促进经济和社会可持续发展。三次科技革命对人类社会的共同影响(1)促进了社会生产力的发展，促使社会结构和世界形势发生变化。(2)影响人们的工作方式、生活方式、思维方式。(3)给人类带来环境问题、网络安全问题等。跟踪训练即学即用1蒸汽机刚出现时工艺水平很差，制造和维修存在很大问题，到处找不到合格的机械师，就连瓦特也不是每次都能修好机器。因此到1830年，1/3的棉纺织厂还以水为动力，直到机械学科出现，这一状况才有所缓解。这一现象出现的主要原因是()A瓦特蒸汽机的效率较低B科技理论发展较为滞后C工人阶级对机器的抵制 D科学研究缺乏社会认同B蒸汽机刚出现时工艺水平很差是由于发明者瓦特是一位熟练的工匠而不是科学家，此时科技理论发展较为滞后，科学与技术尚未紧密结合，瓦特蒸汽机以机械动力取代自然动力，极大地提高了生产效率，故A项错误，B项正确；C项无法从题干中得出，故排除；此时科技理论发展较为滞后并非科学研究缺乏社会认同，故D项错误。2纽可门蒸汽机的设计是建立在17世纪波义耳等人的科学发现的基础上的。在18世纪，瓦特的发明也有赖于新的温度测设方法和科研方法的应用，并且他和当时的主要科学家们有着经常的联系，并于1785年当选为皇家学会会员。这说明()A科学家通过仪器实验的方式了解世界B英国政府重视科技创新活动C新的科学发现推动了工业革命的开展D科研技术成果能及时地应用于生产C根据材料“纽可门蒸汽机的设计是建立在17世纪波义耳等人的科学发现的基础上的”“瓦特的发明也有赖于新的温度测设方法和科研方法的应用”可知，科学发现成为工业革命技术创新的重要推动力，故C项正确。3如果没有麦克斯韦在理论上证明无线电波的存在以及赫兹的实验验证，除了幻想家外，谁都不会想到不要导线就可以传递信号。材料可用于说明第二次工业革命中()A电报成为标志性成就B科学与技术真正结合C技术推动了科学理论进步D电报发明具有偶然性B根据材料信息可知，麦克斯韦的理论和赫兹的实验验证共同促成了这项科技成就，因此科学与技术的真正结合对第二次工业革命的开展起了极为关键的作用，故B项正确。4托马斯弗里德曼认为：“在全球化第三阶段，个人成为主角，肤色或东西方的文化差异不再是合作或竞争的障碍。世界各地包括中国和印度的人们可以轻松实现自己的社会分工，世界变平了，从小缩成了微小。”导致这一变化的主要原因是()A世界市场形成B交通工具革新C信息技术应用 D美苏“冷战”结束C由材料“世界各地包括中国和印度的人们可以轻松实现自己的社会分工，世界变平了，从小缩成了微小”可知，这里指的是信息技术的应用，使身处不同地区的人也可轻松完成分工与合作，故C项正确。20152019年全国卷考情统计与分析考点卷别命题角度近代以来世界科技发展历程全国卷2019工业革命时期的发明创造全国卷全国卷1从考查内容看：近代以来世界科技发展历程很少命题，有的考查点在两次工业革命中命题。2从考查题型看：非选择题时有涉及三次科技革命。3从命题特点看：多用展示或评价科技成果等方式考查学生解读史料并对史料进行辨析和推理的能力。真题研练感悟考法还原历史情景教材主干知识常考常新练点：近现代科学技术的发展(2019江苏卷19)1919年5月29日，英国皇家学会科考队在几内亚湾普林西比岛拍摄的日蚀照片和随后的计算证实了如下观点：引力是因质量的存在而引起的时空连续场的弯曲。本次科考活动支持了()A经典力学B相对论C进化论 D量子论B结合所学知识可知，爱因斯坦的广义相对论认为，由于物质的存在，空间和时间会发生弯曲，时空弯曲的是万有引力造成的结果，而科考队的成果恰恰证明了这一理论。故B项正确。题号命题特点练点材料新颖以英国皇家学会拍摄的日蚀照片为材料，考查对科学的认知新题快递自我评估1(2019安阳模拟)“就人类文明史而言，它成就了英国工业革命，在法国诱发了启蒙运动和大革命。迄今为止，还没有第二个重要的科学和学术理论，取得过如此之大的成就。”材料反映的科学成就是()A哥白尼提出的“日心说”B牛顿建立的力学理论体系C达尔文创立的进化论D法拉第发现的电磁感应现象B根据材料“成就了英国工业革命诱发了启蒙运动和大革命”“重要的科学和学术理论”，并结合时间和所学知识可知，材料反映的是牛顿力学体系的影响，故B项正确。2牛顿整合了伽利略的抛物线运动和开普勒的天体椭圆运动，发现了万有引力。麦克斯韦将电和磁的理论结合起来，提出了电磁场方程。爱因斯坦在解决电磁学和经典力学的明显冲突时，发现了相对论。而今天，相对论与量子理论也存在相互矛盾之处，圈量子引力理论正试图把相对论和量子理论结合起来。这说明()A科学理论与技术的结合更加紧密B科学发展的基础是生产力进步C科学发展不断更新人对世界的认识D最新理论均比前人的理论更科学C由材料信息可知，人类在前人取得的科学成就的基础上，不断加深和提高对世界的认识，说明科学的进步不断更新人对世界的认识，故选C项；材料反映的是科学发展的特点，没有涉及与技术的结合，故排除A项；B项说法在材料中没有体现，故排除；D项说法过于绝对，二者作为科学理论，都是对人类世界的正确认识，不存在“更科学”的问题，故排除。3(2019衡水模拟)由达尔文的生物进化论推衍产生的社会进化学说，比生物进化学说更受读者拥戴，传播通行无阻。究其原因，社会进化学说为各类族群对自身空间定位和未来流动可能提供了想象依据。下列对此理解正确的是()A自然科学理论要依靠社会学说扩大影响B生物进化论的社会学转化契合时代精神C社会进化论指导历史沿正确的方向发展D社会进化论揭示了社会发展的根本动力B材料强调了社会进化学说之所以更受读者拥戴是由于它符合当时社会变革的现实需要，即契合了社会变革的时代精神，故选B项；自然科学理论不一定要依靠社会学说来扩大影响，故排除A项；C项在材料中没有明确的体现，故排除；揭示了社会发展根本动力的是马克思主义，故排除D项。4(2019天津联考)19世纪中期，美国作家梭罗在瓦尔登湖一书中，提出了崇敬生命、保护荒野、强调自然的整体性和相互联系等主张。在当时，这些主张的提出主要是出于()A对生物进化论的支持B对理性社会的追求C对工业文明的担忧 D对人类贪欲的遏制C生物进化论是指自然选择，物竞天择，适者生存，与材料保护环境、崇敬生命不符，故A项错误；对理性社会的追求是18世纪启蒙思想家的主张，故B项错误；19世纪中期第一次工业革命完成，但工业化生产带来了煤等能源的消耗和废水、浓烟等环境污染，因此材料作者的主张是对工业革命带来的消极影响的担忧，故C项正确；对人类的贪欲的遏制体现不出作者强调自然整体性的主张，故D项错误。5“第三次科技革命的代表之一电子计算机问世以后，仅仅30年就经历了五代。平均每六年其运算速度就提高10倍，存储量增加20倍。同第一台电子计算机相比，60年代生产的电子计算机运算速度增加30多万倍，体积却大大缩小。”这段材料集中说明了()A科技转化为直接生产力的速度加快B科学与技术密切结合，相互促进C科学技术在各个领域之间相互渗透D科技自身更新换代的速度在加快D根据材料可知，电子计算机自产生以后，短时间之内就出现了存储量更大，运行速度更快，体积更小，更轻便实用的趋势，这反映了科技自身更新换代速度加快的特点，故选D项；材料没有提及科技转化为直接生产力的信息，故排除A项；材料没有体现科学与技术的关系，故排除B、C两项。6当代物理学家沃纳汉森伯格指出：“在历史的进程中，地球上的人类第一次只面对自己；他们发现不再有任何其他的伙伴和敌人。”他这样认识是因为()A冷战结束世界趋于和平B全球化推动世界联成一体C人类战胜自然取得胜利D科技进步带来的负面影响D对材料“不再有任何其他的伙伴和敌人”的认识是源于科技进步带来的负面影响，使人类缺乏伦理的指南，故D项正确。- 13 -