2019-2020年高中歷史 第3課信息時代教案 上科版.doc
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2019-2020年高中歷史 第3課信息時代教案 上科版 一、教學目標 從20世紀中葉開始的信息革命浪潮是人類歷史上生產技術變革的第三次浪潮,對人類的生產、生活、社會和思想等產生了重大影響。本課教學目標為: 1.知識與技能 通過概括課文內容,識記信息革命發(fā)生的大致年代和中心地區(qū)、知道信息革命最早發(fā)生主要國家。 通過比較信息生產與工業(yè)生產的差異,理解信息革命的內涵,理解人類與自然關系的變化。 從信息革命開始以后美國職業(yè)群體的結構性變化和的社會矛盾,理解由工業(yè)社會向信息社會過渡過渡時期出現(xiàn)的各種矛盾沖突。 2.能力與方法 根據(jù)課文內容,教師可以繼續(xù)訓練學生以下能力和方法: 歸納和運用知識的能力。將三次浪潮發(fā)生的年代、特征、地區(qū)、人與自然關系、生活方式、政治與文化及歷史局限性分別作一比較,以使學生能對生產技術的變革對于人類歷史發(fā)展影響的深度與廣度有一個概括的全面性的把握。 3.情感、態(tài)度與價值觀 通過學習人類生產力變革的第三次浪潮的特征,樹立先進的生產方式具有強大的生命力,必將取代舊的落后的生產方式的歷史唯物主義觀點,對人類的前途和命運充滿信心。掌握信息技術,用信息化帶動工業(yè)化,是我國經濟發(fā)展的根本性戰(zhàn)略,也是我們年輕一代的歷史使命。 二、教材分析 本課導言 本課導言指出了信息革命發(fā)生的兩個標志性事件,即第一部電子計算機的制造和人造衛(wèi)星的上天,形成了第三次浪潮。 子目內容 信息革命。本目的教學重點是信息革命開始的標志,難點是人造衛(wèi)星何以成為標志之一。第一段敘述信息革命發(fā)生時間為20世紀中葉,標志是電子計算機的發(fā)明和人造衛(wèi)星上天。第二段敘述信息革命的內容包括信息處理和信息傳輸兩個方面,使人類運用知識和信息的能力有了很大的提高。第三段敘述信息革命的特點是采用智能化的機器處理信息和生產人類所需要的知識。 為什幺說人造衛(wèi)星上天也是信息革命的標志之一呢?《大趨勢》的作者奈斯比特認為,1956年和1957年是信息革命發(fā)展的重要年代。1956年,美國歷史上第一次出現(xiàn)從事技術、管理和事務工作的白領工人數(shù)字超過了藍領工人,說明人類將要出現(xiàn)大多數(shù)人去處理信息而不是生產產品的情況。第二年蘇聯(lián)第一顆人造地球衛(wèi)星的發(fā)射,開啟了全球衛(wèi)星通訊的時代,標志著全球性的信息革命的開始。也就是說,電腦、因特網構成一套信息處理和傳輸系統(tǒng);以通訊衛(wèi)星為媒介,電視、廣播、電話整合為一套信息傳輸系統(tǒng),并與電腦-因特網系統(tǒng)相聯(lián)接,實現(xiàn)了全球信息的高效溝通。 [更正] 美國ENIAC電子計算機于1945年12月試制成功,1946年正式宣布。導言中稱1945年美國試制成功世界上第一臺電子計算機,正文第二段小字于1944年2月美國大型電磁式計算機試制成功后,說“兩年以后,第一臺電子真空管計算機也在美國誕生了”。這樣,導言中采用的是制成時間,正文中采用的是正式宣布的時間,現(xiàn)統(tǒng)一以1945年制成時間為準。正文小字中“兩年以后”改為“次年12月”。 信息時代。本目的教學難點是對信息時代的理解和過渡時期的矛盾。第一段主要敘述信息社會的特點:一、在經濟結構上,以服務性行業(yè)為主,即第三產業(yè)的產值超過農業(yè)、工業(yè)的產值;二、專業(yè)和技術階層逐漸成為職業(yè)主體;三、知識創(chuàng)新成為社會發(fā)展的主要動力;四、在信息社會中,人們更加關注社會未來的發(fā)展趨勢。 第二段敘述信息革命所追求的人類與自然和諧相處,以達到可持續(xù)發(fā)展的目標與工業(yè)化浪潮過度開發(fā)地球資源、造成生態(tài)環(huán)境惡化的矛盾。在工業(yè)社會向信息社會過渡中,人類還會面臨許多矛盾沖突。 三、教學資料 1、歷史事實簡介 信息 關于什幺是信息的問題,學術界至今沒有統(tǒng)一定義。中國學者沙蓮香先生從世界基本結構或分布出發(fā),認為“信息是物質和能量在時間、空間上具有一定意義的圖象集合或符號序列”。維納則認為,“信息這個名稱的內容就是我們對外界進行調節(jié)并使我們的調節(jié)為外界所了解時而與外界交換來的東西”,亦即人與外界溝通的產物。施拉姆更簡單地認為,“信息是傳播的材料”。此外,還有許許多多關于信息的定義,如:信息是使人們促進知識更新和認識事務的客觀存在;信息是維系事物內部結構和外部聯(lián)系,感知、表達并反映其屬性和差異的狀態(tài)和方式;信息是指應用文字、數(shù)據(jù)或信號等形式通過一定的傳遞和處理,來表現(xiàn)各種相互聯(lián)系的客觀事務在運動變化中所具有特征性內容的總稱;信息是減少不確定性的一種客觀存在和能動過程,等等。 圖林 阿蘭圖林(AlanM.Turing,1912-1954)出生于英國倫敦。圖林很早就表現(xiàn)出科學的探究精神,有一種天才的直覺。有一年,中學考試剛結束,一位主管考試的官員急匆匆趕到圖林就讀的學校,請校長把幾位老師叫到他的辦公室。“你們看看這幾份考卷,”官員鄭重地講,“所有的答案完全正確,可沒有任何中間步驟。這個叫圖林的學生是否真有這種非凡能力?”老師們相互交換了意見,然后分頭為這些試題補上中間過程,耗費了九牛二虎之力。一位熟悉阿蘭的教師告訴校長:“這孩子是有些奇怪的思想。有天我出了個有關房間照明的數(shù)學難題,圖林不假思索地一口氣道出了正確答案??墒钱斘蚁蛩嬎愎綍r,他卻說現(xiàn)在不知道,必須過幾天才能證明。我故意等了他兩天,看著他在稿紙上算啊算啊,果然把公式給推導出來了,可他居然就能在不知道公式時悟出答案。說句笑話,阿蘭的頭腦可以像袋鼠般地跳躍。” 1931年圖林考入劍橋皇家學院。大學畢業(yè)后留校任教,不到一年功夫,他就發(fā)表了幾篇很有份量的數(shù)學論文,被選為皇家學院的研究員,年僅22歲。為此,他的母校宣布放假半天以示慶賀,連當代數(shù)學泰斗羅素也來函邀請他講學。 1937年,倫敦權威的數(shù)學雜志又收到圖林一篇論文《論可計算數(shù)及其在判定問題中的應用》。這篇論文是闡明現(xiàn)代電腦原理的開山之作。圖林想象的機器說起來很簡單:該計算機使用一條無限長度的紙帶,紙帶被劃分成許多方格,有的方格被畫上斜線,代表“1”;有的沒有畫任何線條,代表“0”。該計算機有一個讀寫頭部件,可以從帶子上讀出信息,也可以往空方格里寫下信息。該計算機僅有的功能:把紙帶向右移動一格,然后把“1”變成“0”,或者相反把“0”變成“1”。圖林把證明數(shù)學題的推導過程,轉變成為一臺自動機器的運行過程后,不僅證明了這一數(shù)學難題,而且用“萬能計算機”的設想,從理論上證明了制造出通用計算機的可能性。他的“萬能計算機”就是現(xiàn)代通用計算機的一種模型,這種機器只要為它編好程序,就可以承擔其它機器能做的任何工作。第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)后,圖林曾應征入伍,加入到戰(zhàn)時英國情報中心“布雷契萊莊園”,從事破譯德軍密碼的工作。他與戰(zhàn)友們一起成功地制作了第一臺密碼破譯機“羅賓遜”。1945年,脫下軍裝的圖林被錄用為泰丁頓國家物理研究所的高級研究員。他提交了一份“自動計算機”的設計方案,領導一批優(yōu)秀的電子工程師,著手制造一種名叫ACE的新型電腦。1950年ACE電腦的樣機公開表演,被認為是世界上最快最強有力的電子計算機之一。它大約用了800個電子管,成本約為4萬英鎊。1950年,圖林來到曼徹斯特大學任教,并被指定為該大學自動計算機項目的負責人。就在這一年的10月,他的又一篇劃時代論文《計算機與智能》發(fā)表。在這篇人工智能的“宣言書”里,圖林首次從行為主義的角度給出了人工智能的定義,為人工智能確定了奮斗的目標,并指明了前進的方向。1951年春天,圖林成為英國皇家學會會員。1954年6月8日清晨,圖林猝死于家中。由于圖林對于計算機科學的重大貢獻,目前,計算機界仍有個一年一度“圖林獎”,由美國計算機學會(ACM)頒發(fā)給世界上最優(yōu)秀的電腦科學家,是電腦領域最高榮譽。 馮諾依曼 美籍匈牙利裔學者約翰馮諾依曼(JohnVonNeumann,1903-1957)既有“電子計算機之父”的美譽,也是偉大的數(shù)學家、物理學家和經濟學家。他的父親是位銀行家,他自幼聰慧過人,3歲就能背誦父親帳本上的所有數(shù)字,6歲能夠心算8位數(shù)除8位數(shù)的復雜算術題,8歲學會了微積分。他到正規(guī)學校就讀以后不到一個學期,他班上的數(shù)學老師就建議他父親讓孩子深造。于是馮諾依曼一面在學校跟班讀書,一面由布達佩斯大學教授為他“開小灶”。幾年后,這位勤奮好學的中學生很快又超過了大學教授,把學習的觸角伸進了當時最新數(shù)學分支——集合論和泛函分析,同時還閱讀了大量歷史和文學方面的書籍,并且學會了七種外語。畢業(yè)前夕,馮諾依曼與數(shù)學教授聯(lián)名發(fā)表了他第一篇數(shù)學論文,那一年,他還不到17歲。22歲時,他獲瑞士蘇黎士聯(lián)邦工業(yè)大學化學工程師文憑。一年之后,獲布達佩斯大學數(shù)學博士學位。他又轉而攻向物理學,為量子力學研究數(shù)學模型,又使自己在理論物理學領域占據(jù)了突出的地位。1928年,美國數(shù)學泰斗、普林斯頓高級研究院維伯倫教授(O.Veblen)聘請他去美國講授“量子力學理論課”,他欣然同意赴美國任教。1930年,27歲的馮諾依曼被提升為教授;1933年,他又與愛因斯坦一起,被聘為普林斯頓高等研究院第一批終身教授,而且是6名大師中最年輕的一名。 馮諾依曼對科學做出的最大貢獻當然是在計算機領域。1944年仲夏的一個傍晚,戈德斯坦來到阿貝丁車站,等候去費城的火車,突然看見前面不遠處,有個熟悉的身影向他走過來。來者正是聞名世界的大數(shù)學家馮諾依曼。天賜良機,戈德斯坦感到絕不能放過這次偶然的邂逅,他把早已埋藏在心中的幾個數(shù)學難題,一古腦兒倒出來,向數(shù)學大師討教。數(shù)學家和藹可親,沒有一點架子,耐心地為戈德斯坦排憂解難。聽著聽著,馮諾依曼不覺流露出吃驚的神色,敏銳地從數(shù)學問題里,感到眼前這位青年身邊正發(fā)生著什幺不尋常的事情。他開始反過來向戈德斯坦發(fā)問,直問得年輕人“好象又經歷了一次博士論文答辯”。最后,戈德斯坦毫不隱瞞地告訴他莫爾學院的電子計算機課題和目前的研究進展。馮諾依曼立即戈德斯坦表示,希望親自到莫爾學院看一看那臺尚未出世的機器。8月,馮諾依曼風塵仆仆地趕到了莫爾學院的試驗基地,馬不停蹄約見攻關小組成員。從此,馮諾依曼成為莫爾學院電子計算機攻關小組的實際顧問,與小組成員頻繁地交換意見。馮諾依曼以其厚實的科技功底、極強的綜合能力與青年們結合,極大提高了莫爾小組的整體水平,使莫爾小組成為“人才放大器”,至今依然是科學界敬慕的科研組織典范。 人們后來把“電子計算機之父”的桂冠戴在馮諾依曼頭上,而不是第一臺電腦的兩位實際研制者,這并不是沒有根據(jù)的。莫契利和??颂匮兄频腅NIAC計算機獲得巨大的成功,但它最致命的缺點是程序與計算兩分離。指揮近2萬電子管“開關”工作的程序指令,被存放在機器的外部電路里。需要計算某個題目前,??颂乇仨毰扇税褦?shù)百條線路用手接通,像電話接線員那樣工作幾小時甚至好幾天,才能進行幾分鐘運算。 在ENIAC尚未投入運行前,馮諾依曼就已開始準備對這臺電子計算機進行脫胎換的改造。在短短10個月里,馮諾依曼迅速把概念變成了方案。新機器方案命名為“離散變量自動電子計算機”,英文縮寫EDVAC。1945年6月,馮諾依曼與戈德斯坦等人,聯(lián)名發(fā)表了一篇長達101頁紙洋洋萬言的報告,即計算機史上著名的“101頁報告”。這份報告奠定了現(xiàn)代電腦體系結構堅實的根基,直到今天,仍然被認為是現(xiàn)代電腦科學發(fā)展里程碑式文獻。 第二次世界大戰(zhàn)結束后,由于種種原因,ENIAC研制小組發(fā)生令人痛惜的分裂,“內存程序”的機器無法被立即研制。馮諾依曼、戈德斯坦和勃克斯三人返回了新澤西州普林斯頓大學。1946年,他們?yōu)槠樟炙诡D高級研究院先期研制出新的IAS計算機(IAS即高級研究院英文縮寫)。普林斯頓高級研究院一時間成為美國電子計算機的研究中心。馮諾依曼乘熱打鐵,著手將他那101頁計算機方案付諸實施。1951年,這臺凝聚著他多年心血的EDSAC計算機終于面世,程序儲存在機器內部后,效率比ENIAC提高數(shù)百倍,只用了3563個電子管和1萬只晶體二極管,以1024個水銀延遲線來儲存程序和數(shù)據(jù),消耗電力和占地面積亦只有ENIAC的三分之一。 在馮諾依曼研制ISA電腦的期間,美國涌現(xiàn)了一批按照普林斯頓大學提供的ISA照片結構復制的計算機。例如,洛斯阿拉莫斯國家實驗室研制的MANIAC,伊利諾斯大學制造的ILLAC。雷明頓蘭德公司科學家沃爾(W.Ware)甚至不顧馮諾依曼的反對,把他研制的機器命名為JOHNIAC(“約翰尼克”,“約翰”即馮諾依曼的名字)。馮諾依曼的大名已經成為現(xiàn)代電腦的代名詞。 在普林斯頓,馮諾依曼還利用計算機去解決各個科學領域中的問題。他提出了一項用計算機預報天氣的研究計劃,構成了今天系統(tǒng)的氣象數(shù)值預報的基礎;他受聘擔任IBM公司的科學顧問,幫助該公司催生出第一臺存儲程序的電腦IBM701;他對電腦與人腦的相似性懷著濃厚的興趣,準備從計算機的角度研究人類的思維;他雖然沒有參加達特默斯首次人工智能會議,但他開創(chuàng)了人工智能研究領域的數(shù)學學派;他甚至是提出計算機程序可以復制的第一人,在半個世紀前就預言了電腦病毒的出現(xiàn)…… 1957年2月8日,馮諾依曼身患骨癌,甚至沒來得及寫完那篇關于用電腦模擬人類語言的講稿,就在美國德里醫(yī)院與世長辭,只生活了54個春秋。他一生獲得了數(shù)不清的獎項,包括兩次獲得美國總統(tǒng)獎,1994年還被追授予美國國家基礎科學獎。他是電腦發(fā)展史上最有影響的一代偉人。 101頁報告 指1945年6月馮諾依曼等人聯(lián)名發(fā)表的關于“離散變量自動電子計算機”(EDVAC)的設計報告,因長達101頁而得名。在EDVAC報告中,馮諾依曼總結了以往計算機設計的經驗與教訓,明確規(guī)定出計算機的五大部件:運算器CA、邏輯控制器CC、存儲器M、輸入裝置I和輸出裝置O,并描述了五大部件的功能和相互關系。與第一臺電子計算機ENIAC相比,EDVAC的改進首先在于馮諾依曼巧妙地想出“存儲程序”的辦法,程序也被他當作數(shù)據(jù)存進了機器內部,以便電腦能自動一條接著一條地依次執(zhí)行指令,再也不必去接通什幺線路。其次,他明確提出這種機器必須采用二進制數(shù)制,以充分發(fā)揮電子器件的工作特點,使結構緊湊且更通用化。人們后來把按這一方案思想設計的機器統(tǒng)稱為“諾依曼機”。 自馮諾依曼設計的EDVAC計算機始,直到今天我們用“奔騰”芯片制作的多媒體計算機為止,電腦一代又一代的“傳人”,大大小小千千萬萬臺計算機,都沒能夠跳出“諾依曼機”的掌心。馮諾依曼為現(xiàn)代計算機的發(fā)展指明了方向,從這個意義上講,他是當之無愧的“電子計算機之父”。當然,隨著人工智能和神經網絡計算機的發(fā)展,“諾依曼機”一統(tǒng)天下的格局已經被打破,但馮諾依曼對于發(fā)展電腦做出的巨大功績,永遠也不會因此而泯滅其光輝! 《京都議定書》 為了21世紀的地球免受氣候變暖的威脅,1997年12月,149個國家和地區(qū)的代表在日本東京召開《聯(lián)合國氣候變化框架公約》締約方第三次會議,經過緊張而艱難的談判,會議通過了旨在限制發(fā)達國家溫室氣體排放量以抑制全球變暖的《京都議定書》。雖然議定書規(guī)定發(fā)達國家削減溫室氣體的目標距發(fā)展中國家的要求還很遠,但最終能以法律約束的形式限制發(fā)達國家溫室氣體排放量,這在歷史上還是第一次。 《京都議定書》規(guī)定,到xx年,所有發(fā)達國家排放的二氧化碳等6種溫室氣體的數(shù)量,要比1990年減少5.2%,發(fā)展中國家沒有減排義務。具體說來,各發(fā)達國家從xx年到xx年必須完成的削減目標是:與1990年相比,歐盟削減8%、美國削減7%、日本削減6%、加拿大削減6%、東歐各國削減5%~8%。新西蘭、俄羅斯和烏克蘭可將排放量穩(wěn)定在1990年水平上。議定書同時允許愛爾蘭、澳大利亞和挪威的排放量分別比1990年增加10%、8%、1%。 為了促進各國完成溫室氣體減排目標,議定書允許采取以下四種減排方式: 一、兩個發(fā)達國家之間可以進行排放額度買賣的“排放權交易”,即難以完成削減任務的國家,可以花錢從超額完成任務的國家買進超出的額度。 二、以“凈排放量”計算溫室氣體排放量,即從本國實際排放量中扣除森林所吸收的二氧化碳的數(shù)量。 三、可以采用綠色開發(fā)機制,促使發(fā)達國家和發(fā)展中國家共同減排溫室氣體。 四、可以采用“集團方式”,即歐盟內部的許多國家可視為一個整體,采取有的國家削減、有的國家增加的方法,在總體上完成減排任務。 《京都議定書》需要在占全球溫室氣體排放量55%的至少55個國家批準之后才具有國際法效力。xx年3月,歐盟環(huán)境部長會議批準了《京都議定書》。6月,日本政府也批準了《京都議定書》。至此,批準議定書的國家已超過55個,但批準國家的溫室氣體排放量僅為全球溫室氣體排放總量的36%,尚不足以使《京都議定書》生效。 美國人口僅占全球人口的3%至4%,而美國所排放的二氧化碳卻占全球排放量的25%。美國曾于xx年11月簽署了《京都議定書》。但是,xx年3月,新上臺的布什政府以“減少溫室氣體排放將會影響美國經濟發(fā)展”和“發(fā)展中國家也應該承擔減排和限排溫室氣體的義務”為借口,宣布拒絕執(zhí)行《京都議定書》。 中國于1998年5月29日簽署了《京都議定書》。2002年8月30日,中國常駐聯(lián)合國代表王英凡大使向聯(lián)合國秘書長安南交存了中國政府核準《〈聯(lián)合國氣候變化框架公約〉京都議定書》的核準書。 2、圖片史料說明 略。- 配套講稿:
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