第13课　从蒸汽机到互联网
推进新课
过渡：1695年，英国军事工程师塞维利制成了第一台具有实用价值的蒸汽机，称之为“矿工之友”，用于抽取矿井中的积水。这种蒸汽提水泵的操作很繁杂，效率也不高，只能应用于短程提水，但它毕竟是第一个可以实际应用的蒸汽水泵。在总结前人经验的基础上，英国铁匠纽可门在1705年试制出了第一台真正可用作动力的蒸汽机，被称为纽可门蒸汽机，但在实际应用后，人们发现它的效率还是很低，并且有许多其他缺陷，无法广泛使用，仍需要继续改进。实用并能广泛使用的蒸汽机问世的成为时代的需要。
问题情境1：阅读教材P62，思考：瓦特改良蒸汽机问世的背景如何？
（板书）一、“蒸汽时代”的到来
1.背景
师生互动：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。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。工业革命开始后，纺织业的发展迫切需要提供新的动力机械。纽可门蒸汽机效率很低，并且有许多其他缺陷，无法广泛使用，仍需要继续改进。
过程评价：由此我们可以得出瓦特制成改良蒸汽机的背景：
（1）早期蒸汽机仅用于排出矿井积水，无法广泛使用。
（2）工业革命开始后，纺织业发展的需要。
过渡：纺织工业的发展把动力问题提上了议事日程，而早期蒸汽机的使用为瓦特蒸汽机的问世提供了一定的实践经验。由此我们可以得出一个结论：蒸汽机的出现是社会生产特别是工业革命发展的必然结果。
（板书）2.瓦特研制成功“万能蒸汽机”
问题情境2：阅读教材简述瓦特研制蒸汽机的过程，并分析瓦特改良蒸汽机发明的历史意义。
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瓦特（1736～1819）是世界公认的蒸汽机发明家。他出生于英国的格林诺克，由于家境贫穷没机会上学，先是到一家钟表店当学徒，后又到格拉斯哥大学去当仪器修理工。瓦特聪明好学，常抽空旁听教授们讲课，再加上他整日亲手摆弄那些仪器，学识也就积累得不浅了。1764年，学校请瓦特修理一台纽可门式蒸汽机，在修理的过程中，瓦特熟悉了蒸汽机的构造和原理，并且发现了这种蒸汽机的两大缺点：活塞动作不连续而且慢；蒸汽利用率低，浪费原料。经过一番努力，瓦特发现了纽可门蒸汽机效率低的原因与解决方法。
18世纪60年代，瓦特制成了装有冷凝器的单动式蒸汽机，大大提高了蒸汽机的功率。18世纪80年代，他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。瓦特还在蒸汽机上增加了可自动调节蒸汽机速率的装置。他研制的蒸汽机除了用作提水外，还
可以带动车床、织布机等，能够适应不同工厂的需要。瓦特蒸汽机在工作原理、使用情况、优良性能等几个方面的突出表现使它获得了“万能蒸汽机”的称号。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。恩格斯对此有很高的评价，“蒸汽机是第一个真正的国际发明”。
(板书)3.瓦特蒸汽机问世的意义
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蒸汽机的历史意义，无论怎样夸大也不为过。它提供了治理和利用热能，为机械供给推动力的一种手段。因而，它结束了人类对畜力、风力和水力的由来已久的依赖。
——［美］斯塔夫里阿诺斯《全球通史——1500年以后的世界》
自主学习：蒸汽机发明的历史意义主要体现在下列三个方面：
（1）蒸汽机促使工场手工业作坊转变为机器大工业工厂，改变了人们的生活和工作环境，真正意义上的社会化大生产逐渐形成。
（2）在工业化进程中，形成了许多工业城市，英、法、美等国家成为工业国家。
（3）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。
过程评价：自古以来人们赖于生存的人力、畜力、水力和风力都有这样那样的缺陷，不能适应工业革命的发展。而蒸汽机则克服了人力、畜力、水力和风力的不足，可以不为自然条件所限制，能够为大规模的生产提供强大的动力。因此瓦特蒸汽机问世以后，只要有煤作燃料开动蒸汽机，就可根据需要建立工厂，不再受河流的限制。
蒸汽机问世后，各行各业都想分享它带来的便利，推动了蒸汽轮船和机车的出现，使交通运输业发生了彻底变化，人们的交往更加方便，经济和文化联系也日益密切。
19世纪三四十年代，蒸汽机在欧洲和北美被广泛采用，那些高耸入云的烟囱，喷出缕缕烟雾，庞大的厂房，发出隆隆的轰鸣，打破了原来中世纪田园生活的恬静——历史已跨进了一个新的时代。蒸汽机推动人类社会由此进入蒸汽时代。
过渡：工业革命进入科技阶段，科学技术进步推动社会发展。就在蒸汽机不断普及的同时，
科学家也在对电进行着不懈的研究，最终推动人类社会进入了电气时代。
(板书)二、电气革命的出现
问题情境3：电气革命是如何出现的？在电的研究方面哪些科学家作出了哪些贡献？
(板书)1.背景
自主学习：蒸汽机的发明是工业革命发展的必然产物，反过来又促进了工业革命轰轰烈烈地展开。然而随着工业革命的进一步发展，工业生产规模的不断扩大，蒸汽机无法适应工业生产对动力的需求，工业的发展需要有一种更加强大、更加方便的动力来取代蒸汽动力。
(板书)2.电气革命
师生互动：早在18世纪时，科学家就对电有了一定的认识。许多科学家为研究电作出了不懈的努力。
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材料一　法拉第是英国物理学家、化学家，也是著名的自学成才的科学家。法拉第主要从事电学、磁学、磁光学、电化学方面的研究，并在这些领域取得了一系列重大发现。1820年奥斯特发现电流的磁效应之后，法拉第于1821年提出“由磁产生电”的大胆设想，并开始了艰苦的探索。1821年9月他发现通电的导线能绕磁铁旋转以及磁体绕载流导体的运动，第一次实现了电磁运动向机械运动的转换，从而建立了电动机的实验室模型。接着经过无数次实验的失败，终于在1831年发现了电磁感应定律。这一划时代的伟大发现，使人类掌握了电磁运动相互转变以及机械能和电能相互转变的方法，成为现代发电机、电动机、变压器技术的基础。
               
法拉第（1791～1867）    　研究电磁感应现象的实验示意图
材料二　富兰克林（Benjamin Franlin,1706～1790），美国科学家、物理学家、发明家、政治家、社会活动家。参与起草了《独立宣言》和美国宪法。18世纪中叶，人们还把雷电同上帝发怒联系在一起，但富兰克林想揭开这个奥秘。他设计了一个著名的捉天电的风筝实验。1752年7月的一个雷雨天，富兰克林和儿子威廉一起来到野外，在一个棚子附近放起风筝来。这是一只特殊的风筝：用两根很轻的杉木条做成一个十字架，把一块丝绸手帕的四角扎在十字架的末端。一根尖细的铁丝固定在十字架上同水平方向垂直的木条的一端，使铁丝向上伸出一英尺或更多些；在牵引风筝的线的末端，系有丝绸带，再在丝绸带同风筝线相连接的地方，拴上一把钥匙。富兰克林用一只莱顿瓶来收集天电。在一次雷闪中，风筝线上的绒毛头竖了起来，同时钥匙和富兰克林的手指间闪出一串电火花。这时候受到猛烈电击的富兰克林忘却了雷击的痛苦，欣喜地向身旁的儿子喊道：“我受到电击了！现在可以证明：雷闪就是电。”接着，富兰克林通过钥匙，使莱顿瓶充了电，用来做电气实验。就这样，他终于揭开
了雷电现象的神秘面纱。接着他又冒着死亡的威胁，经过多次实验后，终于发明了避雷针。因为他的杰出贡献，德国大哲学家康德赞扬他说：“富兰克林是从天上取火种的第二个普罗米修斯。”法国经济学家杜尔哥为他写下了这样的赞语：“从苍天那里取得了雷电，从暴君那里取得了民权。”
材料三　伏特(1745～1827)，意大利物理学家，发明了第一块电池(1800年)。伏特作为电压单位，就是为纪念他而命名的。伏特发现，把任何潮湿物体放在两个不同金属之间都会产生电流。这一发现直接导致伏特在一年后发明了“伏特电池”，这是世界上第一块电池。
               
伏特              莫尔斯
材料四塞缪尔·莫尔斯（1791～1872）是一名成功的画家，曾是美国画家协会主席。1832年秋天，在大西洋中航行的一艘邮船上，美国医生杰克逊给旅客们讲电磁铁原理，旅客中41岁
的美国画家莫尔斯被深深地吸引住了。从这以后，他毅然改行投身于电学研究领域。一次平常的旅行，却改变了莫尔斯的人生轨迹。电报机也因此而登上了历史舞台，通信史翻开了崭新的一页。
材料五西门子（1816～1892）是德国著名电学工程师。他对皮克希的发电机进行实质性的改进，完成了发电机实用化进程中最重要的发明。1867年他发明了世界上第一台实际可用的大功率发电机。
               
西门子（1816～1892）      　发电机
自主学习：从材料可以看出科学家对电进行了持之以恒的不懈的研究，不断对发电机进行完善和改进，发电机的功率越来越大，最后还建立起发电厂。发电机的完善和改进为电力最终取代蒸汽动力而成为工业发展的主要动力提供了可能。长距离输变电技术的成熟使不同地方
的人可以通过输电线很方便地使用发电厂送来的电。电力能够满足各种工业生产的需要，能够很方便地转化为热和光等其他能源。使用蒸汽动力，每一家都要有蒸汽机，而使用电力，只要引入输电线，机器就可以运转，并且电力提供的动力比蒸汽动力更多。这样电力取代蒸汽动力而成为工业发展主要动力，人类也由此进入了电气时代。
过渡：第二次工业革命以电力的广泛运用为标志，第二次工业革命对人类社会的进步产生了巨大影响。
问题情境4：电气技术的广泛运用产生了哪些影响？
(板书)3.影响
自主学习：电气技术的广泛运用产生了下列影响：
（1）工业生产力的迅猛发展改变着社会结构和世界形势，资产阶级实力日益壮大，开始确立对世界的统治。
（2）企业的规模越来越大，生产和资本的集中促成了垄断组织的形成。
（3）电气技术的广泛应用，使城市的面貌和人们的社会生活发生了巨大的变化。
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爱迪生（1847～1931），美国著名发明大王，一生完成了2000多种发明。从他16岁发明自动定时发报机算起，平均每12天半就有一项发明，其中包括电灯、留声机、发报机、电影、电车、蓄电池、打字机、水泥等。
           
爱迪生（1847～1931）    　爱迪生发明的灯泡
过程评价：电灯的发明使人类告别了油灯照明的年代，明亮的灯光驱散了夜晚的黑暗。接着，电话、电车、电影和无线电报等如雨后春笋般涌现出来，使城市的面貌和人们的社会生活发生了巨大的变化。
进程间通信实验总结
过渡：互联网对同学们而言并不陌生，很多同学家中就有电脑，能够经常上网。20世纪是科学技术日新月异的世纪，是高科技层出不穷的世纪。电子计算机是20世纪人类最伟大的发明之一，它把人类社会引入信息时代。信息网络化成为20世纪新生的事物，得到迅速的发展和普及，对人类的政治、经济、文化、军事、社会生活都产生了深远而重大的影响。
问题情境5：阅读教材P64，思考：信息技术发展的理论基础是什么？互联网的产生经历了怎样的发展历程？互联网给现代生活带来哪些积极作用？又有哪些负面影响？
(板书)三、信息技术的发展
1.互联网诞生的历程
自主学习：信息技术诞生的理论基础是电子计算机的问世。
过程评价：1946年，世界上第一台计算机诞生。虽然它是一个几层楼高的庞然大物，耗资巨大且功能不够完善，但它奠定了现代信息技术的基础。随后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。以计算机和通信技术为核心的现代信息科学技术的发展，为互联网的诞生奠定了理论基础。
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。1969年美国建成了世界上第一个采用分组交换技术的计算机网络四大实验室，这是计算机互联网（因特网）的前身。这个网路的基本要求是当战争爆发时，即使网络上的线路或设备部分遭到破坏，系统仍能正常运作。20世纪90年代以来，由于通信技术和计算机技术的飞速发展，互联网进一步发展为全球信息网。

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