12.4弘扬科学家精神 课件--2025-2026学年沪科版物理八年级全一册下学期

第四节 跨学科：弘扬科学家精神 新课讲解 我国科技事业取得举世瞩目的成绩，向世界彰显了一代又一代中国科学家的精神气 质。飞驰的高铁、精准的北斗卫星导航系统、航天技术..…这些成就的背后，凝聚着无数 科学家的智慧和汗水。 世界第一高坝 雅香江水电锡屏一级拱损离305米 一、古人的成就 伏羲八卦是中华文明的开端，开启了中华文明的哲学先河，是中华民族 的文化基因。伏羲八卦作为中华文明早期的宇宙观和哲学模型，其思想与 方法论在后世被应用于医学、建筑、武术等多个领域。 伏羲八卦（先天八卦)的核心意义在于揭示宇宙的本然状态和万物生成 的根本法则： 1. 宇宙生成论：从混沌到秩序 体现了中国哲学对宇宙起源的朴素理解 2.阴阳辩证：对立统一的根本法则 它揭示的不是静止的世界，而是阴阳消长、相互转化的动态平衡。 3.时空观念：绝对与相对的统一 体现"天不变道亦不变"的永恒秩序；同时也蕴含着循环时间观，展示 阴阳消长的自然节律。 4.数理逻辑：二进制的古老雏形 体现了古人对宇宙和谐性的数学表达 伏羲八卦留给现代人的智慧，远不止占卜算命，而是一种整体性的 思维方式： 1.辩证思维：在变化中把握平衡 2. 天人合一：尊重整体关联 3. 体用不二：理论与实践的统一 4. 和合思想：包容共生的智慧 5. 观物取象：从现象中抽象规律 伏羲八卦作为历史事件或许难以确证，但作为中华文明的思想基因， 它所蕴含的辩证思维、整体观念与和合智慧，在当代社会依然具有深刻 的启发意义一它教会我们用联系的、变化的、平衡的眼光看待世界。 时代 人物/典 核心物理、自然科学贡献 领先世界的先进性 籍 1.系统论述阴阳消长、刚柔 转化，蕴含力、运动、平衡朴素 全球最早完整动态自 商周 《周易》 认知；2.记录日月运行、节气、然哲学体系，是古代力 天象循环规律；3.形成循环、学、天体认知思想源头 守恒基础科学思维 1.系统记录山川、矿产、动 世界最早综合性地理 先秦（春 《山海 植物、温泉、火山、流水侵蚀等博物典籍，系统记录地 秋战国)经》 地质物理现象；2.记载各类金质物理现象，早于西方 属矿石分布，形成早期矿物认知地理专著 古人的成就 伏截先天八卦图 天乾 泽兑 风巽 周易 山海经 r肝 伏羲八卦：作为中华易学与文明的源头，其阴阳辩证与天人合一的思维模式 奠定了中华民族思想方式的基础。 ·周易：被誉为“群经之首，大道之源”，深刻塑造了中华文明的哲学、思维 与民族精神。 山海经：作为一部包罗万象的先秦百科全书，以其独特的神话、地理等记录 成为东方独树一帜的奇书，深远影响了后世文学与文化。 二、战国古代的科学家 宋应星《天工开物》 沈括《梦溪笔谈》 你还知道哪些中国古代著名科学家吗？ 时代 人物/典 核心物理、自然科学贡献 领先世界的先进性 籍 1.光学：世界最早小孔成像 系统性光学、力学实 战国 子 《墨 实验，完整总结平面镜、凹凸镜验研究领先世界200 成像规律；2，力学：定义力 杠杆平衡、浮力、运动与静止； 余年，人类首部实验物 3.时空、简单机械几何研究 理著作 时代 人物/典 核心物理、自然科学贡献 领先世界的先进性 籍 1.记载120 颗恒星坐标， 甘德、石 世界现存最早恒星观 划分星区； 战国 申《甘石 2.最早观测记录木卫三，早伽 测专著， 星经》 行星卫星观测记录大幅 利略2000年； 领先西方 3.总结日月食周期规律 张衡（78年一139年)，字平子，南阳郡西鄂县（今河 南省南阳市石桥镇)人。东汉时期杰出的天文学家、数学家、 发明家、地理学家、文学家。 张衡精通天文历算，曾创作以水力推动的浑天仪，发明能 够探测震源方向的地动仪以及指南车、独飞木雕等九项科技 发明，发现日食及月食的原因，绘制记录2500颗星体的星 图；提出“宇之表无极，宙之端无穷”的观点，是东汉中期 浑天说的代表人物之一，著有《灵宪》《浑仪图注》等；数 学著作有《算罔论》；文学作品以《二京赋》《归田赋》等 为代表，与司马相如、扬雄、班固并称“汉赋四大家”。由 于他为中国天文学、机械技术、地震学的发展作出了杰出的 贡献，故被后人誉为“木圣”、“科圣”。 由于张衡的贡献突出，国际天文学联合会将月球背面的一 个环形山命名为“张衡环形山”，太阳系中的1802号小行 星命名为“张衡星”。 祖冲之（429年一500年)，字文远，生于丹阳郡建康县 (今江苏南京)，籍贯范阳郡遒县（今河北省保定市涞水县） 南北朝时期数学家、天文学家、科学家。 祖冲之的主要贡献在数学，所撰的《缀术》一书，被收入 《算经十书》，唐代将此书列入国子监教材，后因深奥而未得 传。祖冲之在前人的基础上，经过刻苦钻研，反复演算，将圆 周率推算至小数点后7位数（即3.1415926与3.1415927之 间)，并得出了圆周率分数形式的近似值。在当时世界上最先 进，这一纪录保持了千年，直到15世纪才由阿拉伯数学家卡西 祖冲之 打破。在天文历法方面，祖冲之创制的《大明历》，最早将岁 差引进历法。在机械学方面，其设计制造过水碓磨、铜制机件 传动的指南车、千里船、定时器等。 牡折是报者的进身之所， 萌者的元裹深碑。 一祖神之 沈括（1031年一1095年)，字存中，号梦溪丈人，杭 州钱塘（今浙江省杭州市)人。北宋时期科学家、政治家。 沈括记录了人工磁化的方法，并用人工磁化针来作试验， 对指南针进行深入研究。沈括在世界上最早经实验证明了 文正公像 磁针“能指南，然常微偏东”，即地磁的南北极与地理的 南北极并不完全重合，存在磁偏角。这比哥伦布横渡大西 洋时发现磁偏角现象早了400多年。 1979年，中国科学院紫金山天文台为了纪念沈括，将 1964年发现的一颗小行星2027命名为“沈括星”。 2021年5月24日，国际天文学联合会（IAU)批准中 国提议在嫦娥五号降落地点附近的8个月球地貌的命名申 请，其中一个是沈括(Shen Kuo)。 《梦溪笔谈》，是一部涉及古代中国自然科学、工艺技 术及社会历史现象的综合性笔记体著作。 《梦溪笔谈》一共分30卷，其中《笔谈》26卷，《补 梦溪笔谈 +忙中国古代科技第一百科全书 笔谈》3卷，《续笔谈》1卷。全书有十七目，凡609条。 内容涉及天文、数学、物理、化学、生物等各个门类学科， 其价值非凡。书中的自然科学部分，总结了中国古代、特 别是北宋时期科学成就。 《梦溪笔谈》是百科全书式的著作，尤以其科学技术价 值闻名于世。该书在国际亦受重视，英国科学史家李约 瑟评价为“中国科学史上的里程碑”。《梦溪笔谈》具有 世界性影响。日本早在19世纪中期排印这部名著，20世 纪，法、德、英、美、意等国家都有学者、汉学家对《梦 天才周史品出 溪笔谈》进行系统而又深入的研究，而在这之前，早有英 语、法语、意大利语、德语等各种语言的翻译本。 郭守敬（1231年一1316年)，字若思。邢州邢台县（今 河北省邢台市信都区)人。中国元朝天文学家、数学家、水 利专家、仪器制造家。最核心的成就是主持编制《授时历》、 创制简仪等天文仪器、主持开凿通惠河实现京杭大运河全线 贯通。 天文历法方面 编制《授时历》：测定回归年为365.2425日，与现今公历 仅差26秒，领先欧洲格里高利历300多年，通行360余年。 创制天文仪器：简仪、高表、仰仪、景符等十余种精密仪 器，其中简仪比欧洲类似装置早300多年。 四海测验：在全国设立27个观测点进行大规模天文测量， 为历法提供精确数据。 水利工程方面 开凿通惠河：主持修建从大都到通州的运河，引白浮泉水 解决水源问题，修24座闸坝实现"节水行舟"，使京杭大 运河全线贯通。 修复唐来、汉延等古渠，灌溉农田9万余顷，当地百姓为 其建生祠。年轻时治理家乡河道，挖出埋没30年的石桥。 其他贡献 数学与测量：提出以海平面为基准测量地形高下（海拔概念雏形)，改进计算方法。 著述：整理《推步》《立成》等天文历法著作数十卷。 百科 他官至太史令、昭文馆大学士，世称"郭太史"，被后世誉为"京杭大运河之父"。 郭守敬在天文、历法、水利和数学等方面都取得了卓越的成就，在世界科学技术史上地 位崇高。 1970年，国际天文学会以郭守敬的名字为月球上的一座环形山命名为“郭守敬环形 山” 1977年，国际小行星中心将小行星2012命名为“郭守敬小行星” 中科院国家天文台也将国家重大科技基础设施LAMOST望远镜命名为“郭守敬天文望远 镜”，目前已成功发现超过2万个此前未被记录的光谱多星系统，为天文学家理解恒星系 统的形成与演化提供了宝贵的新样本。 宋应星（1587年一约1661年)，字长庚，江西奉新（今江西 宜春)人，中国明代科学家。他一生致力于农业和手工业技术研 明代科学家 究，代表作《天工开物》被誉为“中国17世纪的工艺百科全 书”。 宋应屋（公元！587-2 内容结构：该书于1637年刊刻，全书分《乃粒》《乃服》 《彰施》《作咸》等共18章，配有123幅插图，系统记录了 农业、手工业等130多项生产技术，堪称中国古代农业、工业 技术百科全书，被视为中国科学史的代表作。 后世纪念：2021年5月24日，国际天文学联合会(IAU)批准中国在嫦娥五号降落 地点附近月球地貌的命名，宋应星（Song Yingxing)为八个地貌地名之一。 观察与思考 1.平行发展vs范式转换： 在16世纪以前，中国科学家（如祖冲之、沈括、郭守敬)在数值计算、历法精度、工 程技术方面经常领先或持平于世界其他文明。 在16世纪以后，西方（伽利略、牛顿等)发生了科学革命，建立了以数学语言、实验 验证、逻辑演绎为核心的现代科学范式。而中国科学家（如沈括、宋应星、徐光启)虽 然仍在整理和总结知识，但未能完成从“经验技术”到“理论科学”的范式转换。 2.侧重点不同： 中国：强于综合、实用、宏观。如《梦溪笔谈》包罗万象，《天工开物》关注生产， 《本草纲目》关注分类。 西方：强于分析、抽象、微观。如牛顿的力学、维萨里的解剖、哥白尼的天体模型， 都试图用简单的数学公式解释复杂现象。 3.社会背景影响： 中国古代科举制度重视儒家经典，自然科学被视为“奇技淫巧”，缺乏制度化的科学 共同体。 西方文艺复兴后，大学、学会（如英国皇家学会）的建立，使得科学研究成为职业， 促进了知识的快速积累和突破。 两种不同的科学发展路径：一种是持续的经验积累和技术优化（中国），另一种是革 命性的理论突破和范式建立（西方）。两者各有辉煌，但现代科学的诞生主要源于西方 的范式转换。 中国现代科学技术成就（特别是改革开放以来，尤其是近十年）呈现出从“跟跑”到 “并跑”，并在部分领域实现“领跑”的态势。这些成就不仅推动了国家经济发展，也 对全球科技进步产生了深远影响。 中国古代最具代表性的科学家及其贡献有哪些？ 08/27/202608:26:19PM 三、中国近代物理学家及其贡献 赵忠尧 钱学森 黄旭华 孙家栋 杨振宁 “两弹一星”元勋 邓稼先 邓稼先 于敏 南仁东 叶企孙 《一生经历许多坎坷，唯一希望的就是祖国繁 荣昌盛，科学发达。” 赵忠尧(1902-1998)不仅在核物理研 究领域取得突出成就，还十分关注 核物理教育工作，为我国核物理科 学事业的发展、为培养核物理科学 人才作出了重要贡献。 08/27/202608:26:【Y 《我的事业在中国， 我的成就在中国，我的归 宿在中国。” 钱学森(1911-2009)即便受到重重阻 挠，仍不改初心，坚持回国效力。 他凭借力学、系统科学、航天技术 等领域的丰富知识，为我国“两弹 一星”事业作出了杰出贡献。 08:26:21PW 《做好了这件事，这一生就过得很有意义， 就 是为它死了也值得！” 邓稼先（1924-1986)为新中国核事业 隐姓埋名28年，带领团队成功研 制了中国第一颗原子弹和第一颗氢 弹，被誉为中国的“两弹元勋”。 “两弹一星”元勋 邓稼先 08/27/202608:26:21PW 《如果天眼有一点瑕疵。 我们对不起国家。” 南仁东(1945-2017)以总工程师的身 份带领团队自主研发，创造设计，精 人类之所以能脱颖而出 进工艺，建成现今世界上最大、最灵 就是因为有一种对未知探索的精神 敏的单口径射电望远镜“中国天眼”。 有东 08/27/2026 《当祖国需要我冲锋陷阵的时俟，： 我就一次流光自己 的血当祖国需要我一滴一滴地流血的时侯。我就一 滴一滴地流！” 黄旭华(1926-2025)成功研制了我国第一 代核潜艇，是我国核潜艇事业的先驱者和 奠基人之一，被誉为“中国核潜艇之父” “花甲痴翁，志探龙宫。惊涛骇浪，乐在 其中。” 08/27/ 《国家鼎要，我就去做。 航天是我的兴趣爱好， 搞一辈子也不会觉得累。 》 我国当代航天技术领域的科学家孙家 栋(1929-)从小立志投身科技事业来报效 祖国，长大后在飞机、导弹、卫星等多个领 域作出贡献，践行科学报国的志向。 @来u山 孙家赫：“共和国勋章”获得者 8:26:22PM 《我为自已的中国血统和背景而感到骄傲。我的身体 里循环普的是父亲的血液，是中华文化的血液。》 杨振宁（1922~2025)，享誉 世界的理论物理学家、诺贝尔物理学奖获 得者，中国科学院院士、清华大学教授， 在粒子物理和场论等领域做出了奠基性贡 献，是20世纪最伟大的物理学家之一 08/27/202608:26:23PW 央视 新间 杨振宁1922年出生于安徽合肥 “科学，只有科学才能拯牧我们的民族！” 叶企孙（1898~1977)，中国近 代物理学奠基人、教育家，中国科学院学部 委员（院士）。他创办清华大学物理系，培 养出包括79位院士和10多位“两弹一 星”元勋在内的大批杰出科学家，被誉为 “大师之师” 08/27/202608:26:23PW “两弹一星元勋”指1999年9月18日被中共中央、国务院、中央军委授予“两 弹一星功勋奖章”的23位科学家，表彰其在核弹（原子弹、氢弹)、导弹及人造卫星 研制中的卓越贡献。 核心概况 定义：“两弹”指核弹和导弹；“一星”指人造地球卫星。 授勋时间：1999年9月18日（新中国成立50周年之际)。 ·人数构成：共23人，其中16人在世时受奖，7人追授（逝世后补授）。 现状：截至2026年8月12日王希季院士逝世，23人中仅孙家栋一人健在。 两弹一星意义 “两弹一星”的成功，打破了当时大国的核垄 断与技术封锁，提升了我国的国际地位，为国家的安 全和发展奠定了坚实基础，也极大地增强了民族自信 心和自豪感。 于敏 王大珩 王希季 朱光亚 孙家栋 任新民 吴自良 陈芳允 陈能宽 杨嘉墀 周光召 钱学森 屠守锷 黄纬禄 程开甲 彭桓武 王淦昌 邓稼先 赵九章 姚桐斌 钱骥 钱三强 郭永怀 从众排行bL北 两弹一星 王希季 孙家栋 生卒年 生卒年 元勋(23人) (1921~) (1929-) 主要成就 主要成就 航天工业部总工程师 卫星计划技术总负责人 卫星和卫星返回技术专家 中国探月工程总设计师 国士无双，致敬我们的民族脊梁 四、探索的高度：我们的探索之路 天问二号 量子纠缠 可控核聚变 2026年7月6日，国家航天 中国科学技术大学潘建伟、包小 2025年1月20日凌晨，东方超 局发布消息，天问二号探测 辉、张强等与济南量子技术研究 环将1亿摄氏度的等离子体以 器历经约400天、10亿干米 院等单位合作，成功实现两个冷 高约束模稳态运行1066秒，充 的漫长星际航行，顺利抵达 原子量子存储器间跨越420公里 分验证了聚变堆高约束模稳态运 小行星2016H03上空20千 光纤的量子纠缠，并在230公里 行的可行性，是聚变研究从基础 米轨道，正式开启近距离伴 以上距离突破无中继量子纠缠分 科学研究迈向工程实践的重大拐 飞探测。 发的理论极限。 点，对聚变堆的建设和运行具有 Fiber distance (km) 重大音) 20 120 220 320 420 PLOB bound 10- 103 This work 105 10 一Previout8 warks 10米 102 104 106 108 Channel transmittance n 科技兴则民族兴，科技强则国家强。近年来，中国科技高水平成果竞相涌现： A!研究与开源模型：在ASPI评估的8个人工智能子领域中，中国拿下7项第 中国自研的开源大模型在Hugging Face社区的下载量占比已达41%，首次超过美国。 人形与四足机器人：中国已具备全产业链制造能力。人形机器人出货量占全球 97%,四足机器人销量占全球近70%。 量子计算："祖冲之三号”处理速度比当前最快超算快干万亿倍，“九章四号”也 刷新了世界纪录。 超级计算机：2026年6月，全国产研制的“灵晟”超级计算机以2.19EF1ops的性 能登顶全球TOP00,时隔九年，我国超算再次排名全球第一。 深空探索：完成了人类首次月背采样返回（嫦娥六号）、建成中国空间站、天问二 号已抵达目标小行星。 卫星互联网：被列为“未来产业十大赛道”之一，正从技术验证迈向商业兑现 二维半导体：中国已首次实现二维金属，并研发出性能超越硅基的二维半导体晶圆。 高端制造：中国在ASP1评估的13个先进材料与制造技术中全线领先。2026年1-5 月，造船新接订单量占全球81.2%。 新能源汽车与光伏：新能源汽车产销量连续11年全球第一，光伏、风电装机容量均 列世界第一。 核聚变能：“人造太阳”EAST装置实现1亿摄氏度1066秒运行，中国环流三号实现 “双亿度”突破。其核心超导磁体已实现100%国产化。 脑机接口：被列为“未来产业十大赛道”，“北脑一号”已完成国际首批柔性高通量 半侵入式脑机系统的人体植入。 生物制造：产业规模已达1.1万亿元，生物发酵产品产量占全球70%以上。 6G通信：中国在6G研发领域保持全球领先地位。 低空装备：被明确列为“未来产业十大赛道”之一。中国无人机产业已形成“民用市 场垄断、军用市场领先”的双重优势格局 全球创新指数：中国首次跻身全球创新指数排名前十；“深圳一香港一广州”创新集 群登顶全球榜首。 中国空间站启动二次扩容升级 2021年，神舟十二号载人飞船将聂海胜、刘伯明、汤洪波送入空间站，开启了中国人在 轨驻留的新篇章。五年来，中国空间站已在轨部署和实施267项科学与应用项目，仅去 年一年，就新增86项在轨实验，上行科学物资约1179公斤，下行实验样品约105公斤， 获取科学数据超过150TB。随着各类科研项目不断取得进展，现有的空间和功能渐渐难 以满足发展需求。 CCTV13 新闻 中国空间站天和核心舱发射入轨五周年 新闻值播间。 空间站将迎来“二次扩容” 星期三16：45爪V新闻未来两天我国南方多地将进入降雨间歇期。 C不V新闻 北斗卫星导航系统 为让中国拥有自己的卫星导航系统，我国科学家秉持核心技术不能受制于人 的信念，攻克160余项技术难关，耗时26年建设北斗卫星导航系统，在覆盖度、 精准度、智能化等方面取得了重大突破。目前，北斗卫星导航系统已全面完成在轨升级。 我国正在规划建设下一代北斗系统。未来，北斗导航服务还将从地球延伸至地月空间。 CCTV.13 CCTV 13 新闻直播间 LIVE NEWS “祖冲之三号”劈波斩浪，问鼎量子计算世界之巅；“本源悟空”日夜 兼程，刷新我国自主量子算力服务规模的历史纪录；“东方超环”烈焰奔 涌，创造“亿度千秒”的极限传奇；“天都”双星携手翱翔，绕月编队精 准起舞一一这，就是今日之中国科技！ 胸怀“国之大者”，肩扛时代重托，我们用一次次“从0到1”的突破， 把“不可能”变成“一定能”；我们用一项项硬核成果，在大国博奔的赛 道上奋起直追、敢为人先，抢占全球竞争的制高点，挺起民族复兴的钢铁 脊梁！ 这澎湃的创新洪流，这滚烫的奋斗答卷，正在告诉世界：中国科技，势不 可挡；中国力量，正攀巅峰！ 五、了解世界科学史 ●●●C 十扣互方斗学龙京忧日寸百可由展卡.tI 物理学发展史 六、身边的榜样 ●●●C ★ 1911 有苇大兽精密仪器系 partment of Precision Instrument,Tsmghoa Tniversny 情益求精止于至善 triving for Excellence.Pursuing for Perectinn 曾经，有这样一位寒门学子 庞众望 王虹 邓煜 (Hong Wang) (Yujie De厚旅游小妙招 你知道一个奖项能让一个国家等多久吗？ 韦东奕，北京大学数学科学学院长聘副教 授。主要研究领域为偏微分方程、几何分 析，在三维纳维一斯托克斯方程正则性 问题和二维不可压缩欧拉方程线性阻尼问 题上取得重要进展。1991年出生于山东 济南，2010年被保送至北京大学，2014 年本科毕业后硕博连读，2017年获博士 学位。2009年、2010年连续两届以满 分获得国际数学奥林匹克竞赛（IMO)金 牌。曾获得阿里巴巴达摩院青橙奖、2025 年度北京市科学技术奖杰出青年中关村奖、 2025年度国家自然科学奖二等奖等荣誉。