现代自然科学的发展

科学技术革命和现代 自然科学发展的特点

科学技术革命是指在人类历史上，由于科学技术的发展而引起的社会变革。自然科学发展是指自然科学在不断发展和进步的过程中，不断探索和发现自然规律的过程。这两个方面的发展都是人类社会进步的重要标志，也是现代社会的重要特征。

科学技术革命的特点：

1. 科技进步的速度加快：科技革命的发展速度越来越快，科技的更新换代也越来越快。这种快速的发展速度，使得人们的生活方式、生产方式、社会结构等方面都发生了巨大的变化。

2. 科技应用的广泛性：科技革命的发展使得科技应用的范围越来越广泛，不仅仅是在生产领域，还在社会生活的各个方面都有广泛的应用。

3. 科技创新的重要性：科技革命的发展使得科技创新变得越来越重要，只有不断创新才能保持科技的领先地位。

4. 科技与经济的紧密联系：科技革命的发展使得科技与经济的联系越来越紧密，科技的发展成为经济发展的重要推动力。

自然科学发展的特点：

1. 科学方法的不断完善：自然科学发展的过程中，科学方法不断完善，从而使得科学研究更加精确、系统、科学。

2. 科学研究的国际化：自然科学发展的过程中，科学研究的国际化越来越明显，各国之间的科学合作也越来越频繁。

3. 科学研究的跨学科性：自然科学发展的过程中，科学研究的跨学科性越来越明显，不同学科之间的交叉研究成为科学研究的重要趋势。

4. 科学研究的应用性：自然科学发展的过程中，科学研究的应用性越来越强，科学研究成果的应用也越来越广泛。

现代社会的特点：

1. 科技高度发达：现代社会的科技水平高度发达，科技应用的范围越来越广泛，科技创新的速度也越来越快。

2. 信息化程度高：现代社会的信息化程度高，信息技术的发展使得信息传递更加快捷、方便。

3. 全球化趋势明显：现代社会的全球化趋势明显，各国之间的联系越来越紧密，国际合作也越来越频繁。

4. 环境问题日益突出：现代社会的环境问题日益突出，环境保护成为社会关注的焦点。

当代科技发展主要的趋势，是以信息技术革命为中心的当代科技革命正在全球蓬勃兴起，它标志着人类从工业社会向信息社会历史性的跨越。在这种革命性的变化当中，科技进步发挥了关键的作用，表现出六个方面的特点。

第一、科学技术加速发展，呈现知识爆炸的现象。二十世纪的后三十年来，人类所取得的科技成果，比过去2000年的总和还要多。二十世纪中叶人类的科技知识每10年增加1倍，当代，每3-5年增加1倍。以此推算，人类在2020年所拥有的知识当中，有90％现在还没有创造出来。今天的大学生到毕业的时候，他所学的知识有60％到70％已经过时。

第二、科技应用于生产的周期大大缩短。在19世纪，电动机发明到应用共用了65年，电话用了56年，无线电用了35年，直空管用了31年，电磁波通信时隔26年；而到了20世纪，这种时间间隔大大缩短了，如雷达从发明到应用用了15年，喷气发动机用了14年，电视用了12年，尼龙用了11年，集成电路仅仅用了2年时间得到应用，而激光器仅仅用了1年。

第三、各学科、各技术领域相互渗透、交叉和融合。最近几十年来，科学的发展越来越依赖多种学科的综合、渗透和交叉，用于解决在科学发展上所面临的各种问题，也导致了一系列新的跨学科研究领域的出现。比如环境科学、信息科学、能源科学、材料科学、空间科学等等。

科学和技术的高度融合是当代科学技术发展的一个基本特征。当前科学和技术的结合和相互作用、相互转化更加迅速，逐步形成了统一的科学技术体系。在这个统一体当中，基础科学的作用日益增强，不断为技术的进步开辟新的方向，并且以更快的速度向应用开发和产业化转移。

数学和定量化方法的广泛应用是当代科学技术发展的又一个基本特征，标志着人类对自然的认识已从定性阶段全面进入到定量阶段。量子力学的突破促进了量子化学、量子生物学应运而生，使化学、生物学进入了定量化阶段，深化了人类对于化学、生物学基本原理的认识。数学和统计力学的发展，结合大规模计算和仿真技术的应用，深化了人类对于复杂系统的认识，促进了地学、环境科学等学科向定量化的演进。

近代自然科学的兴起

一、教学目标

1．知识与技能

（1）知道近代自然科学兴起的背景。

（2）了解哥白尼、布鲁诺、刻卜勒、伽里略和牛顿等科学家在近代科学兴起过程中的作用和地位。

（3）知道近代早期科学中心的转移。

（4）认识科学技术的进步，推动了社会经济的发展。

2．能力与方法

教师可运用问题探讨法，引导学生去思考：日心说最早是古代希腊人提出的，是古代希腊人的一种猜想，在当时没有产生什么影响。为什么16世纪时期，哥白尼通过天文观察再度提出日心说，却引发了一场观念革命和科学革命呢？教师可以帮助同学从近代科学兴起的背景和哥白尼提出日心说的意义两个方面考虑。从而培养同学们“论从史出”的史学观。

3．情感、态度与价值观

通过本课学习，使同学们认识到科学探索需要有怀疑和批判的勇气和献身科学的精神。人类科学史上的每一次进步，都要付出巨大的代价，都要同谬误作艰苦的斗争。正是有无数科学家的顽强探索和不懈追求，才有今天辉煌灿烂的文明成果。

二、教材分析 本课的重点是介绍哥白尼、伽里略和牛顿的主要科学成就，通过介绍，使同学们了解近代科学兴起的基本情况。教师要突出他们在科学史的地位，如哥白尼提出日心说揭开了近代科学革命的序幕；伽里略是近代物理学之父；牛顿创立了经典力学理论。科学的发现和发明常常改变着人们的观念，是本课的难点。教师可以从史实或现实生活中事例出发，引导学生进行对比，而不是直接灌输。

本课以哥白尼、伽里略和牛顿三位科学家作为子目，来统领近代科学的兴起过程。

本课导语

本课导语讲述的是布鲁诺因宣传哥白尼的日心说而被宗教法庭活活烧死的故事，其用意是引起同学们学习科学史的浓厚兴趣，同时也试图诱发同学们去积极思考，布鲁诺宣传日心说为什么会被宗教法庭处死？由此而导入课文。

哥白尼

本子目共三段大字。第一段大字简单介绍了近代科学革命的背景、兴起的时间和有关科学领域，以及哥白尼揭开了科学革命的序幕。第二段大字介绍了哥白尼发表《天体运行论》，以及日心说提出的伟大意义。第三段大字介绍了哥白尼学术的发展。

1—2 简述自然科学发展的三个时期及三次科学革命

三个时期：

（1）自然科学发展的第一个时期大约是从远古到15世纪 根据考古学的研究成果，人们在长期的实践活动中，逐步了解认识了自然界，到公元前6世

纪已积累了不少的数学、天文学和医药知识，自然科学已开始萌发。 这一时期，关于自然界的知识中天文学走在最前面。在医药方面，已有关于多种疾病的名称

和药物的记载

从公元前5世纪到15世纪，人们把自然界当作一个整体，从总的方面来把握自然界的发展变

化，描绘自然界的总面目。基于这种认识，产生了力求囊括自然界一切事物的自然哲学。虽

然那时已出现了天文学、数学、物理学、化学、医学、生物学、地学等专门化知识，但都包含在统一的自然哲学中。

在物理学方面，已出现了亚里士多德的《物理学》，他的工作给后人许多启发，但他所得出

的结论有很多是错的，例如，受外力作用运动的物体，当外力停止作用，物体的运动也就立

即终止。又如，较重的物体下落较快，较轻的物体下落较慢等。亚里士多德的这些错误结论

纯粹是他的直观想象和逻辑推理，并无任何实验依据，那时人们也还没有“科学实验”的思想。

（2）自然科学发展的第二个时期——近代自然科学发展时期 从时间上看，这个时期大约是从16世纪到19世纪。随着欧洲文艺复兴运动和资本主义社会的

发展，需要有探索自然物体的物理特性和自然力的活动方式的科学，从各个细节上分门别类

地研究大自然的奥秘，于是数学、物理、化学、天文、地学、生物等专门学科逐渐从自然哲学中分离出来，形成了一门门独立的学科，使近代自然科学得到了迅速的发展。这一时期，

数学上，微积分和非欧几何已经建立；物理上，牛顿理论和电磁理论已经建立；化学上，创

立了科学的原子论；天文学上，提出了日心说；地学上，提出了地质演化说；生物上，建立

了细胞学说和生物进化论，等等。近代自然科学的发展从天文学上首先突破，随后物理学又

成为带头学科。

（3）自然科学发展的第三个时期——现代自然科学发展时期 从时间上看，这个时期大约是从19世纪末开始。此后，人们对于自然界的认识逐步深入到微