内容正文:
课堂教学实录:《现代科技进步与人类社会发展》
授课对象:高二学生
课时安排:1课时(45分钟)
教材版本:《选择性必修二》第6课
一、教学目标与核心素养
唯物史观:理解现代科技发展是二战前科学理论突破与冷战军事需求共同推动的必然结果;认识科技是第一生产力,科技进步对经济结构、社会生活、人类思维方式的革命性重塑;把握科技发展与人类社会进步的辩证关系。
时空观念:将现代科技发展置于20世纪中叶以来的时空框架中;建立计算机、互联网、航天技术、人工智能等发展的历史坐标;区分不同科技领域突破的时间节点。
史料实证:运用埃尼阿克计算机、阿帕网、阿波罗计划、奋斗者号深潜等史实理解科技发展历程;通过NASA给修女的回信、图灵测试等案例理解科技对生活的影响。
历史解释:理解现代科技发展的双重动因(理论突破+军事需求);解释科技如何改变劳作方式(粗放型→集约型);评价科技发展的积极影响与潜在风险。
家国情怀:感悟中国在航天、深海、人工智能等领域的科技成就;从科技发展中增强民族自豪感;思考科技伦理与人类未来的关系。
二、教学重难点
重点:现代科技发展的主要领域(计算机、互联网、人工智能、航天、海洋、新材料、生物技术);现代科技对经济结构和社会生活的革命性影响。
难点:理解科技发展如何推动经济从“粗放型”向“集约型”转变;辩证看待科技的双刃剑效应。
三、教学过程实录
【导入新课】——“NASA修女的疑问:吃不上饭,为什么还搞航天?”
师:同学们,提起现在高科技的代表,相信谁都不会忽略航天技术。往天上发射火箭,这可不是随随便便就能做到的事。全世界190多个国家里,发射过火箭的只有十几个。这里面,导航系统用别人的、发动机用别人的,能完全靠自己搞定的,全世界只有五六个国家。能把人送上太空的就更少了——从1961年到现在60多年,只有中国、美国和俄罗斯三个国家掌握载人航天技术。航天技术是不折不扣的高科技,但很多人觉得它离生活太远,跟咱没啥关系。
师:1970年,一位非洲修女就给NASA写了封信,问:“地球上还有这么多小孩子吃不上饭,你们怎么舍得花那么多钱在太空项目上?”NASA回了封长信,又是鸡汤又是专业术语。要是我来回答,我就直接告诉她:如果没有太空项目,地球上吃不上饭的小孩子会更多。
师:为什么?因为在卫星上天之前,指导农业靠的是历法,比如咱们的二十四节气:“谷雨前后,种瓜种豆;小满小满,江河渐满”。但你要想知道明天下不下雨、后天会不会降温,古人的智慧就派不上用场了。那是天气预报的活儿。而天气预报靠什么?靠天上的卫星。没有卫星准确预测天气,粮食大规模减产是常有的事。航天技术不仅影响农业,还推动了机械制造、微电子、通信等领域;在服务业,GPS、北斗系统让物流、出行变得精准无比。咱们大部分人的日常生活,其实都离不开航天技术。今天这节课,我们就来看看二战以来的现代科技,是怎么改变我们生活的。
【新课讲授】
第一幕:现代科学技术的发展——从“埃尼阿克”到“奋斗者号”
(一)理论基础与军事需求:现代科技的“两只翅膀”
师:为什么我们说现代科技是“二战以后”的?因为它的诞生,离不开两样东西:一是二战前的理论突破,二是二战中的军事需求。看这张照片,爱因斯坦、普朗克、薛定谔、居里夫人……全是科学界的大牛。量子力学、相对论、控制论,这些理论为现代科技打下了地基。而把理论变成实际应用的,往往是战争。计算机最早是为了计算导弹轨迹;互联网最开始是军用网络;航天竞赛是冷战的产物。战争是残酷的,但它确实催生了技术的飞跃。
(二)计算机:从“占地170平方米”到“比洗衣机芯片还不如”
师:1946年,美国军方造出了世界上第一台电子计算机——埃尼阿克。它长30米,宽6米,重30吨,占地170平方米。用今天的眼光看,它的计算能力还不如你家洗衣机上的芯片。但它开启了电子计算机时代,从此几乎所有现代科技都离不开计算机。计算机有了,数据怎么传?1969年,美国国防部把几台计算机连起来,建了军用网络“阿帕网”。新闻界和商界的人发现,这玩意儿能快人一步获取信息,于是疯狂推动它发展。90年代,万维网(www)出现,普通人用电话线就能上网。后来宽带、无线、5G,连冰箱、洗衣机都连上了网。
师:80后的老师对互联网的变化体会特别深。小时候上计算机课,要穿鞋套,因为那几台机器值不少钱,得好好保护。现在看,这行为挺“白痴”的——电脑没那么脆弱,但当时就是宝贝。(生笑)再举个你们有感受的例子:以前冬天回家先开空调,等半天才暖和。现在,在路上对车里语音助手说“打开空调”,到家就暖烘烘的。这背后是互联网、语音识别、自然语言处理一系列技术的配合。
(三)人工智能:从“图灵测试”到“不会冷场的聊天机器人”
师:语音助手背后是人工智能。课本上定义:人工智能是计算机模拟人的思维解决实际问题。怎么衡量它像不像人?图灵测试:让一个人和机器聊天,如果聊半天他分不清对面是人是机器,就算通过了。现在很多算法已经通过了——你根本不知道网上撩你的妹子,是真人还是程序。你抛什么梗它都能接,还能反过来撩你。(生笑)当然,自然语言处理只是人工智能的一部分。还有传感器、机器人、语音识别、图像识别。人脸识别连双胞胎都能分清,比亲妈还厉害。
(四)工业机器人:中国是“世界工厂”的新面孔
师:这些技术不只在老百姓生活中用,工业才是国家的基石。2023年,中国工业机器人总数全球第一;2024年新安装量占全球60%。中国早不是靠廉价劳动力吸引订单的国家了,我们是正经的制造业大国。无人仓库、无人码头、无人工厂纷纷出现。山东青岛港的自动化码头,桥吊、集装箱货车全智能运行,一个人都没有。
(五)航天与深海:上天入地的“中国速度”
师:航天技术也是军事需求催生的。1957年苏联发射第一颗人造卫星,1961年把人送上太空。美国急了,第二个月启动“阿波罗计划”——你们把人送上天,我们把人送上月球!花了数百亿美元(相当于今天几万亿美元),1969年,美国人真上去了。苏联跟不起了,美国后来也拿不出这么多钱再登月。冷战一结束,国会觉得没必要,钱要用在别处。但航天技术对国防和国民经济的价值已被证明,大国纷纷跟进。1970年,中国发射“东方红一号”;2003年,实现载人航天。
师:地球70%是海洋,人类对深海的了解,以前还不如对月球。上世纪60年代,美国深潜器下到马里亚纳海沟一万多米,发现了深海生物群落,回答了“深海有没有生命”。那些生物长得很随意,甚至很恐怖,难怪被人当海怪。后来日本、中国也发力。1997年,中国水下机器人潜到6000米,跻身世界前列。2020年,“奋斗者号”载人潜水器在马里亚纳海沟坐底,10909米——世界最深的地方,我们到了。再想打破记录,就得带挖掘机往下挖了。(生笑)深海藏着矿产、石油、天然气,还藏着气候变化的秘密,对国防也意义重大。而能潜一万多米的,目前只有中国和美国。
(六)新材料与生物技术:从“降解奶茶杯”到“战胜癌症”
师:深潜器能抗住万米水压,靠的是新材料。“奋斗者号”用的钛合金,抗压又耐腐蚀。新材料不仅用在尖端科技,也进入日常生活。奶茶杯很多是可降解的高分子材料,3—6个月就完全分解,不污染环境。生物技术更厉害。微生物学、分子遗传学、生物化学的发展,揭开了一个个“生命之谜”。几十年前,一场重感冒都能夺命;现在,有些早期癌症已被踢出重症行列。人类离彻底解决癌症,已经不远了。
第二幕:现代科技进步的革命性意义——从“粗放”到“集约”,从“村落”到“地球村”
(一)经济:生产力飞跃与劳作方式变革
师:现代科技对经济的影响,首先是生产力的巨大飞跃。计算机、人工智能让生产效率成倍提升。更重要的是,劳作方式从“粗放型”转向“集约型”。粗放型,就是产量翻倍靠招一倍工人;集约型,是不多招人,靠更好的技术实现增长,甚至用更少的人产出更多。这就是为什么现在企业越来越重视“人效”——人力资源投入产出效率。
师:现代企业制度随之发展,特点是以市场为导向、发挥技术优势、调动员工积极性。芬兰一家游戏公司Supercell,只有50个员工,年收入10亿美元,人均贡献2000万美元。后来被腾讯86亿美元收购。还有WhatsApp,被Facebook收购时只有55名员工,卖了190亿美元。在传统企业,这完全无法想象。他们靠的就是新技术、全员持股的积极性。
师:经济结构也变了。第一产业(农业)、第二产业(工业)需要的劳动力越来越少,第三产业(服务业)进入快车道。现在中国GDP里,第三产业已占大头。
(二)社会生活:从“村里八卦”到“地球村”
师:互联网和移动通信,让文化生活模式彻底改变。以前想知道外面发生什么,看报纸、看电视。现在一部手机,了解全世界。跟远方的朋友随时交流,业余时间看电影、刷短视频、疯狂买买买,都是家常便饭。
师:人的视野也变了。几十年前,很多人一辈子没离开过老家的县城,关心的就是身边那点事。现在交通和通信发达了,地球成了“地球村”,每天海量信息扑面而来。吃瓜群众吃的,不光是本地瓜,遥远的角落出了大瓜,当天就能吃到。
(三)科技的双刃剑:反思与警示
师:科技带来进步,但应用不当也会带来问题。电脑高手变成黑客,制造病毒炫耀技术;克隆技术带来伦理争议;太空垃圾越来越多,报废卫星没人管;人工智能用不好,也可能成为威胁。我们要始终清醒:科技是工具,服务人类,而不是人类变成科技的奴隶。最后留个问题给大家思考:人类,以后会被机器人统治吗?
【课堂小结与升华】
师:同学们,今天我们走完了现代科技进步与人类社会发展的历程。从埃尼阿克到智能手机,从阿帕网到5G,从东方红一号到奋斗者号——人类用不到一百年,走过了从“计算机”到“人工智能”,从“地球”到“深海”,从“村落”到“地球村”的跨越。科技让我们吃得饱、穿得暖、走得远、看得清。但科技也带来新挑战:失业、伦理、安全……发展的问题,要靠发展来解决。面对未来,我们既要拥抱科技,也要警惕科技。因为技术是人类的工具,而人类不是技术的奴隶。至于机器人会不会统治人类?答案,就在你们手中。
课后思考题:有人说“科技让人类更强大”,有人说“科技让人类更脆弱”。结合本课所学,谈谈你对这个问题的认识。要求:从生产力发展、生活方式改变、科技伦理等角度展开分析。
四、板书设计
第6课 现代科技进步与人类社会发展
一、现代科学技术的发展
1. 理论基础:量子力学、相对论、控制论
2. 军事需求:计算机、互联网、航天
3. 计算机:埃尼阿克→个人电脑→移动智能
4. 互联网:阿帕网→万维网→5G
5. 人工智能:图灵测试→语音识别、图像识别、工业机器人
6. 航天:卫星→载人航天→月球探测
7. 海洋:深潜器→“奋斗者号”(10909米)
8. 新材料:钛合金、可降解材料
9. 生物技术:基因工程、癌症治疗
二、现代科技进步的革命性意义
1. 经济:生产力飞跃(集约型取代粗放型)、经济结构变化(第三产业崛起)
2. 生活:文化模式、视野拓展(地球村)
3. 反思:科技双刃剑(伦理、安全、太空垃圾)
五、教学反思
本节课以“NASA修女的疑问”导入,用“吃不上饭为什么搞航天”引发思考,以“没有航天,吃不上饭的人会更多”巧妙点题。在讲解中,注重用生活化语言和比喻:用“比洗衣机芯片还不如”调侃埃尼阿克,用“穿鞋套上计算机课”唤起80后共鸣,用“撩你的妹子可能是程序”说明图灵测试,用“带挖掘机下潜”调侃深海记录,用“奶茶杯3—6个月降解”说明新材料。通过埃尼阿克、阿帕网、阿波罗计划、奋斗者号、Supercell等案例,展现科技发展的宏大图景。
在内容处理上,紧扣“科技发展—经济变革—生活变化—伦理反思”的逻辑主线,突出科技对生产力、劳作方式、社会结构的根本性重塑。通过“粗放型与集约型”的对比,让学生理解现代企业制度的精髓;通过“地球村”的比喻,让学生理解信息化时代人类视野的拓展。最后以“技术是工具,人类不是奴隶”点题,引导学生辩证思考科技伦理。
教学中需要注意:一是帮助学生理解现代科技发展的双重动因(理论+需求);二是引导学生辩证看待科技的双刃剑效应;三是通过中国科技成就(奋斗者号、工业机器人等),增强民族自豪感。
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