《从蒸汽机到互联网》教学设计.doc

第13课　从蒸汽机到互联网
教学目标：
知识与能力：
识记：三次工业革命过程中代表性的发明；
理解“蒸汽时代”、“电气时代”和“信息时代”到来的必然性，科学技术的进步对推动社会发展的巨大作用；
以蒸汽机、电动机和网络技术的发明发展说明科学技术进步对人类的意义；
探究科学思想与科学发展之间的关系。
过程与方法：
通过必修2已学知识的回顾引导学生理解本课的相关知识，探究科技革命对社会发展与进步的巨大作用。
通过表格比较三次工业革命在内容和意义上的异同，认识他们之间的关系。
情感态度与价值观：
认识电力的发现与发展是几代科学家努力的结果，树立继承发扬人类优秀文化成果的观念。
社会的发展需要技术革命，科技是第一生产力，是推动人类社会发展的终极动力。
教学重点和难点：
重点：蒸汽机的发明和电气技术的应用对社会发展的作用。
难点：第二次工业革命开辟的时代被称为“电气时代”的原因。
教学过程及要点：
导入新课：
2008年9月下旬，我国自主研制的神舟七号飞船带着三名宇航员顺利升空，我国宇航员首次走出机舱，漫游太空，开创了我国航天史上的新纪元。
1965年3月18日前苏联发射的“上升2”号飞船进入轨道后，在飞船绕地球飞行第二圈后不久，宇航员列昂诺夫打开通向气闸室的内舱盖，让气闸室充气，然后进入气闸室，穿好舱外活动航天服，并对它的密封性能进行了检查，随后逐渐让气闸室降低气压，最后，列昂诺夫打开气闸室外盖，走出气闸室，进入茫茫太空，以28000千米/小时的速度绕地球运行。人类第一次太空行走成功了！
1984年2月7日，两名美国宇航员，当他们从航天飞机 “挑战者”号中自由飞出后，首次成为两颗人体卫星。这一由宇航员布鲁斯-麦坎德利斯和罗伯特-L-斯图尔特创造的奇迹，是对一种可保证人类在太空中随意工作的装置的试验。麦坎德利斯首次解开系绳在太空行走了170米。
人类开发太空是哪次科技革命的产物？
导入新课：
2008年9月下旬，我国自主研制的神舟七号飞船带着三名宇航员顺利升空，我国宇航员首次走出机舱，漫游太空，开创了我国航天史上的新纪元。
1965年3月18日前苏联发射的“上升2”号飞船进入轨道后，在飞船绕地球飞行第二圈后不久，宇航员列昂诺夫打开通向气闸室的内舱盖，让气闸室充气，然后进入气闸室，穿好舱外活动航天服，并对它的密封性能进行了检查，随后逐渐让气闸室降低气压，最后，列昂诺夫打开气闸室外盖，走出气闸室，进入茫茫太空，以28000千米/小时的速度绕地球运行。人类第一次太空行走成功了！
1984年2月7日，两名美国宇航员，当他们从航天飞机 “挑战者”号中自由飞出后，首次成为两颗人体卫星。这一由宇航员布鲁斯-麦坎德利斯和罗伯特-L-斯图尔特创造的奇迹，是对一种可保证人类在太空中随意工作的装置的试验。麦坎德利斯首次解开系绳在太空行走了170米。
人类开发太空是哪次科技革命的产物？
由此导入新课。
一、“蒸汽时代”的到来：
背景：
（1）17世纪末，英国取得了资产阶级革命的胜利，为经济发展扫清了障碍；
（2）18世纪，随着工场手工业的发展，应用机器进行生产成为可能；
科学技术为生产的发展提供了许多发现和发明。
第一台成功运作的蒸汽机
（1705年，纽科门制造了第一台成功运作的蒸汽机。 纽科门机的缺陷：热量浪费太大，效率不高；只有简单的往复式线性运动。）
很早以前，就有人设想把蒸汽作为动力使用，但真正把蒸汽动力用于生产，却是17世纪末以后的事情。1698年，托马斯·萨夫里发明了蒸汽唧筒，用于抽干矿井里的水。18世纪初，铁匠T．纽科门在改进萨里夫蒸汽机的基础上，制造了一种大气压力蒸汽机，主要用于矿井抽水，但它们都存在明显缺陷，不能作为动力机普遍安装。随着工业革命的开展，大规模的工厂一个接一个建造起来，但这时的动力主要是利用河流里的水力，在这方面，有很多缺点，因为工厂都必须建在河流湍急的偏僻的山谷等处。这些地区交通不便，而且远离原料产地和销售市场，动力问题成为摆在人们面前的急迫问题。人们都希望找到便捷可用的动力，驱动不同机器。
瓦特改良蒸汽机：
改良经过：
单动式蒸汽机：18世纪60年代，瓦特制成装有冷凝器的单动式蒸汽机，大大提高了蒸汽机的功率；
联动式蒸汽机：18世纪80年代，又制造了联动式蒸汽机，采用曲柄机构，使往复的直线运动转变为旋转运动。真正意义上的瓦特蒸汽机终于制成，并在1785年运用于工厂生产，在后来应用到运输业中。
蒸汽机的改进：增加可自动调节蒸汽机速率的装置。
主要用途：除用作提水外，还可以带动车床、织布机等，适应不同工厂的需要。此后，纺织业、采矿业、冶金业、造纸业等工业部门，都先后采用蒸汽机作为动力。
瓦特的蒸汽机是科学史上划时代的成就，蒸汽机大大促进了机器的运用和工厂的生产，使工业技术的变革出现了新的飞跃。
瓦特出生于苏格兰，在格拉斯哥大学实验室当实验员时，负责修理纽科门蒸汽机，他勤奋好学，善于钻研。他生活在工业革命刚刚开始的时代，每一项新的技术革新，都受到他的密切注视。
从1766年开始，在三年多的时间内，瓦特解决了材料和工艺等方面的种种困难，终于在1769年生产了改进型的蒸汽机。这一年，瓦特以发明分离冷凝器，获得他在革新纽科门蒸汽机的过程中的第一个专利。但这种蒸汽机仍不够理想，主要问题是无法克服纽科门蒸汽机只能做往返运动的缺点，这就不能使蒸汽机变成能带动各种工作机的原动机。1781年，瓦特研制出了一套齿轮联动装置，凭借这套装置他终于把活塞的往返直线运动转变为轮轴的旋转运动，将蒸汽机的动力臂由原来的直线运动改为连续均匀的圆周运动，这样就可以驱动其他的机器工作。他也因此获得了第二个专利。接着，为了进一步提高蒸汽机的效率，增大蒸汽机的动力，瓦特对汽缸本身进行了分析和研究。1782年，瓦特试制出了一种带有双向装置的新汽缸，把原来的单向汽缸组装成双向汽缸，并首次把引入汽缸的蒸汽由低压蒸汽改为高压蒸汽，他也因此取得第三个专利。
二、电气革命的出现：
科学家对电的不懈研究：（要渲染科学家的追求精神）
（1）18世纪美国科学家富兰克林造出避雷针
（2）19世纪初意大利科学家伏特发明电池
三、信息技术的发展：
从最初创造的书写符号，到现在使用的电子媒介，在漫长的时代变迁中，信息传播经历了巨大的变革。结合所学说明信息传播变革的简要历程。
互联网的诞生和发展：
第一台电子计算机的研制：1946年，美国研制世界上第一台计算机，奠定了现代信息技术的基础。
1946年2月15日，世界上第一台通用电子数字计算机“埃尼阿克”（ENIAC）在美国研制成功。它当时由1.8万个电子管组成，是一台又大又笨重的机器，体重达30多吨，占地有两三间教室般大。它当时的运算速度为每秒5000次加法运算。1949年，英国剑桥大学制成了世界上第一台程序储存式电子计算机。
随着微电子技术的发展，计算机不断更新换代。计算机的发展已经走过了电子管、晶体管、中小规模集成电路和大规模集成电路四个时代，也就是通常所说的第一代、第二代、第三代和第四代计算机。20世纪90年代以来，计算机技术发展十分迅速，产品不断升级换代。未来的计算机将朝着巨型化、微型化、网络化、智能化和多媒体化方向发展。。目前，计算机的运算速度已经达到每秒100亿次以上。计算机正在向新的高度发展，日益对人们的生活产生重大的影响。
20世纪60年代末，在美苏争霸的“冷战”时期，美国处于和苏联争夺世界霸权的需要，加紧了对信息科学技术的研究和开发，直接推动了互联网的产生。
互联网的产生和发展：
原因：军事上的需要
20世纪60年代，美苏冷战，美国军方认为，万一仅有的一个集中军事指挥中心被前苏联的核武器摧毁，那么全国军事指挥就将瘫痪，其后果将不堪设想，因此有必要设计一个由多个分散指挥点构成的指挥系统，某些指挥点的摧毁，并不影响其他指挥点的正常运转，而这些分散点的相互联系则要通过某种形式的通信网。
诞生：1969年，美国国防部建立包括四个站点的网络，促进了互联网的产生。
发展：20世纪90年代，互联网进一步发展为全球信息网，即WWW。