2017年小學(xué)教師資格綜合素質(zhì)各章節(jié)講義:中外科技發(fā)展史
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—、中國科技發(fā)展成就
(—)古代科技成就
1.古代四大發(fā)明
◇造紙術(shù)。發(fā)明于西漢前期。公元105年,蔡倫造蔡侯紙。
◇印刷術(shù)。雕版印刷術(shù)發(fā)明于隋唐。868年印刷的《金剛經(jīng)》是世界上現(xiàn)存最早的雕版印刷品。北宋時(shí)期。平民畢昇發(fā)明了活字印刷術(shù)。
◇指南針。指南針前身是“司南”,發(fā)明于戰(zhàn)國時(shí)期。北宋時(shí)指南針用于航海事業(yè)。
◇火藥。發(fā)明于唐朝中期。唐末開始用于軍事,南宋時(shí)制造出世界上最早的管形火器“突火槍”。
2.古代天文歷法
◇《尚書》記載了公元前2137年的—次日食,為人類最早的日食記錄?!笊檀坠俏囊呀?jīng)記載了日食、月食,并且出現(xiàn)了原始?xì)v法——陰陽歷?!蟠呵飸?zhàn)國之際。二十八宿體系已經(jīng)建立。
◇春秋戰(zhàn)國時(shí)采用的是古四分歷,采取周年長度為365又1/4天,采用十九年七閏的方法。
◇《春秋,文公十四年》中記載公元前613年世界上首次關(guān)于哈雷彗星的記錄,比歐洲早600多年。
◇戰(zhàn)國《甘石星經(jīng)》是世界上最早的天文學(xué)著作。石生繪制了人類歷史上第—張星象表。
◇在我國歷法中占有重要地位的二十四節(jié)氣經(jīng)過逐步發(fā)展,到戰(zhàn)國時(shí)已完備?!鬂h武帝時(shí)編制第—部完整歷書——《太初歷》。
◇《漢書,五行志》中有世界最早的太陽黑子記錄。
◇東漢張衡對月食作了最早的科學(xué)解釋,發(fā)明地動(dòng)儀,比歐洲早1700多年。
◇南北朝時(shí)期的祖沖之編制的大民歷取—周年長度為365.24231481天,和近代科學(xué)測定的數(shù)值相差僅50余秒。
◇隋唐時(shí)期著名學(xué)者僧—行進(jìn)行了人類歷史上第—次對子午線長度的測定,創(chuàng)制了用于天體測量的儀器——黃道游儀。他還發(fā)現(xiàn)了恒星位置移動(dòng)現(xiàn)象,比英國人哈雷提出恒星自行早了—千多年?!笤茖W(xué)家郭守敬編制的恒星多達(dá)2500顆。1280年他完成《授時(shí)歷》,以365.2425日為—年,比公歷早300年。
3.古代醫(yī)學(xué)衛(wèi)生成就
◇戰(zhàn)國時(shí)期的名醫(yī)扁鵲,采用“望聞問切”四診法診斷疾病,后世尊為“脈學(xué)之宗”。
◇東漢末年張仲景,后人尊為“醫(yī)圣”,著有《傷寒雜病論》,其確立的辨證論治原則,是中醫(yī)臨床的基本原則,是中醫(yī)的靈魂所在。
◇東漢末年,華佗發(fā)明的麻醉藥劑“麻沸散”,比西方早1600多年,被人譽(yù)為“神醫(yī)”?!筇拼鷮O思邈著有《千金方》。
◇唐高宗時(shí)編《唐本草》,是世界上最早由國家編定和頒布的藥典。◇明代李時(shí)珍編著了中醫(yī)學(xué)巨著《本草綱目》。
◇中國傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)四大經(jīng)典著作:《黃帝內(nèi)經(jīng)》、《難經(jīng)》、《傷寒雜病論》、《神農(nóng)本草經(jīng)》。
4.古代數(shù)學(xué)成就
◇中國古代數(shù)學(xué)成就非常突出。有很多項(xiàng)世界之最。
◇中國是世界上最早采用了十進(jìn)位制的國家,距今4000年左右的陜西、山東、上海的出土文物中除表示個(gè)位的數(shù)字外,已經(jīng)有10、20、30這樣的記號,比古埃及早1000多年。
◇殷商時(shí)已經(jīng)有了四則運(yùn)算,春秋戰(zhàn)國時(shí)正整數(shù)乘法口訣“九九歌”已形成,從此“九九歌”成為普及數(shù)學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)之—,—直延續(xù)至今。
◇在計(jì)算工具方面,殷商時(shí)就發(fā)明了“算籌”,算籌是圓形小竹棍,以后有了骨制、鐵制的。以算籌表示數(shù)目,有縱、橫兩種形式,如“2”可表示為“=”或“Ⅱ”。
◇勾股定理相傳是在商代由商高發(fā)現(xiàn),比畢達(dá)哥拉斯早500多年。
◇公元前1世紀(jì)的《周髀算經(jīng)》和東漢時(shí)期的《九章算術(shù)》是最著名的中國古代數(shù)學(xué)著作。
◇算盤的最早記載是公元190年。明清兩代,算盤成為當(dāng)時(shí)工商業(yè)貿(mào)易中不可缺少的工具。算盤攜帶方便,運(yùn)算準(zhǔn)確迅速,即便是現(xiàn)在,仍發(fā)揮著巨大作用。
◇三國時(shí)期,劉徽運(yùn)用割圓術(shù)求圓周率π=3.1416。
◇南北朝時(shí)期的數(shù)學(xué)家祖沖之又將圓周率進(jìn)—步精確到3.1415926—3.1415927之間。
◇唐代僧—行創(chuàng)立了不等間距二次內(nèi)插法,王孝通過求解三次方程的方法;宋元時(shí)期得到關(guān)于高次方程組的求解法—次同余式解法。這些成果都處于當(dāng)時(shí)的領(lǐng)先地位。
(二)新中國科技成就
1.20世紀(jì)50年代
1956年7月,沈陽飛機(jī)廠試制成功我國第-架噴氣式飛機(jī)。
1958年6月,在前蘇聯(lián)的幫助下,我國建成第-座實(shí)驗(yàn)性原子反應(yīng)堆。
1958年6月,長春第-汽車制造廠試制成功中國第—輛國產(chǎn)高級轎車——紅旗轎車。
1959年9月26日,黑龍江-名為“松基三井”的油井里噴射出的黑色油流改寫了中國石油工業(yè)的歷史,松遼盆地發(fā)現(xiàn)了世界級的特大砂巖油田——大慶油田。
2.20世紀(jì)60年代
1960年,中國第-枚近程導(dǎo)彈研制成功。
1964年,10月16日,我國第—顆原子彈爆炸成功,全世界為之震驚。
1965年,中國科學(xué)家人工合成胰島素,這是世界上第—次人工合成的具有生物活力的結(jié)晶蛋白質(zhì)。1966年,中國陳景潤證明哥德巴赫猜想中的“1+2”。
1966年10月,中國首次發(fā)射導(dǎo)彈核武器實(shí)驗(yàn)成功。
1967年,我國第-顆氫彈爆炸成功。
3.20世紀(jì)70年代
1970年4月24日,我國第-顆人造衛(wèi)星唱著《東方紅》飛出地球,進(jìn)入了太空。
1971年8月,中國自己制造的第-課核潛艇下水。
1972年3月3日,我國又發(fā)射了第二顆科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星。
1973年,被世界稱為“雜交水稻之父”的袁隆平在世界上首次培育成功秈型雜交水稻。
1975年11月16日,中國第-顆返回式遙感衛(wèi)星發(fā)射成功。
4.20世紀(jì)80年代
1980年,中國向太平洋發(fā)射火箭試驗(yàn)成功。
1981年9月20日,我國首次使用-枚大型火箭將3顆不同用途的衛(wèi)星送入地球軌道,成功地實(shí)現(xiàn)了—箭多星的壯舉。
1983年,中國第—臺(tái)億次電子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)銀河計(jì)算機(jī)研制成功。
1983年10月,中國王永民發(fā)明了五筆字型漢字輸入法,計(jì)算機(jī)漢字輸入問題得到根本性解決。
1984年12月30日,中國第-支南極考察隊(duì)登上喬治島,建立中國南極長城站,1985年2月20日落成。1989年9月26日,中國南極中山站在南極大陸落成。
1984年,大亞灣核電站開始動(dòng)工興建。1994年2月1日和5月1日兩臺(tái)機(jī)組分別投入商業(yè)運(yùn)行。這是我國引進(jìn)技術(shù)、設(shè)備和資金建設(shè)的第-座大型商業(yè)用核電站。
1984--1995年。我國科學(xué)家在云南澄江發(fā)現(xiàn)大批寒武紀(jì)動(dòng)物群化石。澄江古生物化石群是目前世界上所發(fā)現(xiàn)的最古老、保存最好的—個(gè)多門類動(dòng)物化石群:為研究地球早期生命起源、演化、生態(tài)等理論提供了珍貴證據(jù)。
1988年10月16日上午5時(shí)56分,中國第-座高能加速器——北京正負(fù)電子對撞機(jī)(BEPC),首次對撞成功。10月22日,大型探測器首次得到了宇宙線徑跡。至此,北京正負(fù)電子對撞機(jī)宣告建成。80年代,我國陸續(xù)建設(shè)了三大高能物理研究裝置——北京正負(fù)電子對撞機(jī)、蘭州重離子加速器和合肥同步輻射裝置。
1989年,化學(xué)所研制丙丙綸級聚丙烯樹脂。在化學(xué)纖維5個(gè)品種滌綸、錦綸、丙綸、腈綸和維綸中,丙綸是中國自行研究開發(fā)成功的。
5.20世紀(jì)90年代
1993年10月,“曙光—號”大型并行計(jì)算機(jī)研制成功,達(dá)到當(dāng)時(shí)世界先進(jìn)水平。1994年。長江三峽實(shí)現(xiàn)大江截流,三峽工程開工建設(shè)。
1999年6月,我國首次赴北極考察。
6.21世紀(jì)初
2000年11月29日。我國獨(dú)立研制的第—臺(tái)具有人類外觀特征、可以模擬人行走與基本操作功能的類人型機(jī)器人,在國防科技大學(xué)首次亮相。類人型機(jī)器人的問世,標(biāo)志著我國機(jī)器人技術(shù)已躋身國際先進(jìn)行列。
2001年,人類基因組計(jì)劃率先在中國取得突破。人類基因組“中國卷”率先繪制完成。
2005年。青藏鐵路格爾木—拉薩段全線鋪通,于2006年7月1日開通運(yùn)營。青藏鐵路工程技術(shù)人員和建設(shè)者按照建設(shè)世界-流高原鐵路的目標(biāo),克服許多難以想象的困難,攻克“多年凍土、高寒缺氧、生態(tài)脆弱”三大世界性難題,優(yōu)質(zhì)高效地完成了青藏鐵路全線鋪通任務(wù)。
2009年,中國第—個(gè)南極內(nèi)陸科學(xué)考察站昆侖站在南極大陸內(nèi)陸正式建成。
2009年。中國科學(xué)家在遼寧發(fā)現(xiàn)世界上最早的帶羽毛恐龍。該化石距今約1,6億年。
2010年11月14日,全球超級計(jì)算機(jī)500強(qiáng)排行榜在美國公布,中國“天河—號”超級計(jì)算機(jī)以每秒2570萬億次的實(shí)測運(yùn)算速度,成為世界運(yùn)算最快的超級計(jì)算機(jī)。這也是中國第—臺(tái)千萬億次超級計(jì)算機(jī)。
二、世界科技史
(—)文藝復(fù)興時(shí)期
1.天文
1543年,波蘭哥白尼發(fā)表《天體運(yùn)行論》,確立日心說,成為近代天文學(xué)的起點(diǎn)。
1609--1610年,意大利伽利略首次用望遠(yuǎn)鏡觀測天象,發(fā)現(xiàn)了木星的四顆衛(wèi)星,為哥白尼學(xué)說找到了確鑿的證據(jù)。
1609--1619年,德國開普勒發(fā)現(xiàn)行星運(yùn)動(dòng)三定律。
1705年,英國哈雷發(fā)表《彗星天文學(xué)論說》,其首先測定彗星軌道,并預(yù)言周期為76年,1759年得到證實(shí),稱為哈雷彗星。
2.物理
1590年,意大利伽利略做自由落體定律實(shí)驗(yàn)。1653年,法國帕斯卡發(fā)現(xiàn)帕斯卡定律。
1654年,德國格里克在德國馬德堡作了著名的馬德堡半球?qū)嶒?yàn),以此證明大氣壓的存在。1666年,英國牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律。1687年,牛頓建立經(jīng)典力學(xué)體系。
3.生物
1543年,比利時(shí)維薩里著《人體結(jié)構(gòu)》,確立近代解剖學(xué)。1628年,英國哈維發(fā)現(xiàn)血液循環(huán),
1665年,英國胡克首次用顯微鏡觀察植物細(xì)胞,提出了細(xì)胞概念。
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1675—1683年,荷蘭列文虎克用顯微鏡首次發(fā)現(xiàn)動(dòng)物細(xì)胞、精子和細(xì)菌。
4.數(shù)學(xué)1614年,英國納皮爾發(fā)明對數(shù),制定對數(shù)表。
1637年,法國笛卡爾創(chuàng)立解析幾何。
1654年,法國帕斯卡和費(fèi)爾馬創(chuàng)立概率論。
1665--1676年,牛頓和萊布尼茨分別創(chuàng)立微積分。
(二)第—次科技革命
1.天文
1781年。英國赫歇爾發(fā)現(xiàn)天王星。
1796年,法國拉普拉斯提出太陽系起源的星云說。1846年,德國加勒發(fā)現(xiàn)海王星。
2.物理、化學(xué)
1705年,英國紐科門制成第-架能實(shí)用的蒸汽機(jī)。
1746年,英國羅巴克建立世界第-座鉛室法制硫酸的工廠。1752年,美國富蘭克林發(fā)明避雷針,揭示雷電本質(zhì)。
1756年,俄國羅蒙諾索夫發(fā)現(xiàn)質(zhì)量守恒定律。
1765年,英國哈格里沃斯發(fā)明珍妮紡織機(jī)。
1765—1787年,英國瓦特改良蒸汽機(jī),并用作紡紗機(jī)的動(dòng)力。
1777年,法國拉瓦錫提出燃燒的氧化學(xué)說,并正式確立質(zhì)量守恒定律。
1800年,意大利伏特發(fā)明伏特電堆。英國赫歇爾發(fā)現(xiàn)紅外線。
1802年,法國費(fèi)歇爾列出第-個(gè)酸堿當(dāng)量表。
1820年,丹麥奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)。
1822年,法國安培發(fā)現(xiàn)安培定律。
1826年,德國歐姆發(fā)現(xiàn)歐姆定律。
1827年,英國布朗觀察到分子的布朗運(yùn)動(dòng)。
1831年,英國法拉第、美國亨利各自發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
1832年,法國皮克西兄弟發(fā)明世界第-臺(tái)磁電式發(fā)電機(jī)。
1834年,英國法拉第提出電解定律。
1840年,英國焦耳發(fā)現(xiàn)電熱定律,開始精確測定熱功當(dāng)量,實(shí)驗(yàn)確立能量守恒定律。德國邁爾第-個(gè)發(fā)表能量守恒定律。
1841年,德國本生發(fā)明鋅碳電池。
1842年,奧地利多普勒發(fā)現(xiàn)多普勒效應(yīng)。
1848年,英國開爾文建立絕對溫標(biāo)。
1865年,英國麥克斯韋推斷電磁波的存在,斷定光是-種電磁波。
3.生物
1759年,德國沃爾弗創(chuàng)立胚胎發(fā)育的后成說。
1828年,德國維勒最早用無機(jī)物合成有機(jī)物尿素。
1829年,法國蓋,呂薩克首次將淀粉轉(zhuǎn)化為葡萄糖。
1835--1839年,德國摩爾記載了細(xì)胞的有絲分裂過程。
1838--1839年,德國施旺、施萊登提出細(xì)胞學(xué)說。
1859年,英國達(dá)爾文發(fā)表《物種起源》,奠定了達(dá)爾文進(jìn)化論的基礎(chǔ)。
1864年,德國薩克斯發(fā)現(xiàn)葉綠體在光合作用中產(chǎn)生淀粉。
1863年,俄國謝切諾夫列出-切意識(shí)活動(dòng)都是神經(jīng)的反射活動(dòng)。
1865年,奧地利孟德爾提出遺傳學(xué)兩大基本定律。
(三)第二次科技革命
1.航空
1903年,美國萊特兄弟駕駛著自己設(shè)計(jì)制造的飛機(jī)沖向天空,這是人類航空史上首次自主操縱飛行。
1924年4—9月,美國DWC飛機(jī)編隊(duì)完成人類首次環(huán)球飛行。
2.物理、化學(xué)、信息技術(shù)
1866年,德國西門子發(fā)明自激發(fā)電機(jī),標(biāo)志著電力時(shí)代的到來。
1869年,俄國門捷列夫提出化學(xué)元素周期律。1876年,美國貝爾發(fā)明有線電話。1877年,愛迪生發(fā)明留聲機(jī)。
1880年,美國愛迪生發(fā)明白熾燈泡。
1900年,德國物理學(xué)家普朗克提出量子論,導(dǎo)致了20世紀(jì)物理學(xué)的-場革命。
1901年,發(fā)現(xiàn)了X射線的德國物理學(xué)家倫琴成為首屆諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主。
1904年,世界上第-只電子管在英國物理學(xué)家弗萊明的手下誕生,標(biāo)志著人類從此進(jìn)入電子時(shí)代。
1905年6月,年僅26歲的愛因斯坦發(fā)表了-篇論文,闡述了狹義相對論,帶來了物理學(xué)的巨大變革。
1925年,德國科學(xué)家海森堡和其他科學(xué)家-起創(chuàng)立了著名的矩陣力學(xué)理論,即量子力學(xué)第-定律。1931年,世界上第-條微波通信線路在英國多佛和法國加萊之間建起。
1932年,德國科學(xué)家諾爾和魯斯卡制成世界上第-臺(tái)電子顯微鏡。
1935年,第-個(gè)實(shí)用雷達(dá)裝置發(fā)明成功。
1936年,年僅24歲的圖靈發(fā)表了奠定計(jì)算機(jī)和人工智能基礎(chǔ)的論文;圖靈被稱為計(jì)算機(jī)科學(xué)之父、人工智能之父。
3.生物
1868年,瑞士米歇爾發(fā)現(xiàn)核酸。
1879--1910年,法國法布爾出版《昆蟲記》。1881年。法國巴斯德開創(chuàng)免疫學(xué)。
1882年,德國科赫發(fā)現(xiàn)結(jié)核桿菌。
1887年,德國費(fèi)歇爾研制出人工合成葡萄糖。
1928年,青霉素問世。開創(chuàng)醫(yī)學(xué)新紀(jì)元。
4.其他
1900年,弗洛伊德《夢的解析》出版,掀起心理學(xué)的革命。
1915年,魏格納寫成《海陸的起源》-書,提出了大陸漂移說。
1932年,世界上第-條高速公路在德國出現(xiàn)。
(四)第三次科技革命1.天文
1957年10月4日,蘇聯(lián)發(fā)射了世界上第-顆人造地球衛(wèi)星,人類進(jìn)入太空時(shí)代。
1960年4月1日,美國發(fā)射世界上第-顆試驗(yàn)性氣象衛(wèi)星。
2005年1月15日,歐洲航天局“惠更斯”號成功登陸土衛(wèi)六——被認(rèn)為具備生命條件的泰坦星。創(chuàng)造了人類探測器登陸其他天體最遠(yuǎn)距離的新紀(jì)錄。
2005年7月29日,美國天文學(xué)家宣布發(fā)現(xiàn)了太陽系內(nèi)第十大行星(2003UB313)。這顆行星位于阿拉伯帶,體積比冥王星大27%。其與太陽的平均距離是冥王星的3倍。在2006年8月第26屆國際天文學(xué)大會(huì)上,它同冥王星-樣被劃入矮行星的行列。2007年這顆星的中文名稱被命名為霓神星。
2.物理、化學(xué)、信息技術(shù)
1942年,在意大利科學(xué)家費(fèi)米領(lǐng)導(dǎo)下設(shè)計(jì)和建造的第-座核反應(yīng)堆在美國成功運(yùn)行,這標(biāo)志著原子能時(shí)代的開始。
1945年,世界上第-顆原子彈在美國新墨西哥爆炸。
1946年2月15日,美國賓夕法尼亞大學(xué)的科學(xué)家建造了世界上第-臺(tái)電子計(jì)算機(jī),標(biāo)志著電腦時(shí)代的開始。
1947年,第-個(gè)半導(dǎo)體電子增幅器——晶體管問世,成為人類微電子革命的先聲。
1947年,美國芝加哥大學(xué)化學(xué)家弗蘭克,利比首次用反射性同位素碳14.準(zhǔn)確測定了曾經(jīng)有過生命的有機(jī)體的年代,碳14測年法廣泛應(yīng)用于考古學(xué)、古生物學(xué)、海洋學(xué)和地球科學(xué)。
1952年,美國在太平洋上的馬紹爾群島成功試爆了世界上第-顆氫彈。
1954年,美國設(shè)計(jì)制造的世界上第-艘核動(dòng)力潛艇“鸚鵡螺”號進(jìn)行處女航,宣告了核潛艇時(shí)代的到來。
1954年,蘇聯(lián)建成并正式啟用世界上第-座核電站,這是人類和平利用核能的開始。
1964年,美國物理學(xué)家首次提出夸克模型,并預(yù)言這種非凡的粒子不僅存在,而且正是這種粒子構(gòu)成了其他-切粒子。
1964年,美國IBM公司研制成功世界上第-個(gè)采用集成電路的第三代計(jì)算機(jī)。美國貝爾公司推出電視電話。
1969年,美國五角大樓首創(chuàng)因特網(wǎng)。
1971年,世界上第-個(gè)通用微處理器問世,被稱為第-代微處理器,第-臺(tái)微型電子計(jì)算機(jī)誕生。
1972年,CT掃描儀在英國問世,這是繼倫琴發(fā)現(xiàn)X射線以來,在醫(yī)學(xué)診斷領(lǐng)域的又-次重大突破。
1973年,世界上第-個(gè)光纖通信實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)在美國貝爾實(shí)驗(yàn)室建成,為信息高速公路奠定了基石。
1984年,美國蘋果公司推出世界上第-臺(tái)多媒體電腦。
1991年,建立在因特網(wǎng)基礎(chǔ)上的環(huán)球網(wǎng)(萬維網(wǎng))正式露面,從此以后。因特網(wǎng)以驚人的速度在全球范圍內(nèi)發(fā)展,人類進(jìn)入信息時(shí)代。
3.生物
1943年,荷蘭醫(yī)生科爾夫制成了第-個(gè)人工腎臟,首次以機(jī)器代替人體的重要器官。
1953年,生物學(xué)家沃森和克里克發(fā)現(xiàn)了生命遺傳的基因物質(zhì)——DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。1967年,南非開普敦成功進(jìn)行了第-例心臟移植手術(shù)。
1978年7月25日,-位名叫路易斯?布朗的嬰兒在英國呱呱墜地,成為第-個(gè)試管嬰兒。1990年,人類基因組計(jì)劃開始實(shí)施,標(biāo)志著人體“生命之書”掀開第-頁。
1993年,在與世隔絕的“生物圈2號”中生活了兩年之久的8位科學(xué)家,平安地走出這-人造小世界,標(biāo)志著美國“生物圈2號”計(jì)劃首次試驗(yàn)結(jié)束。
1997年2月24日,克隆羊多利問世。
2003年4月15日,中、美、日、英、法、德六國科學(xué)家聯(lián)合宣布:人類基因組序列圖完成。
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