三 技术的未来教案板书设计

【教材版本】

【设计理念】

技术与设计1

第一章

走进技术世界

第三节

技术的未来

第三节

技术的未来

通用技术必修1《技术与设计1》（江苏教育出版社）

以案例分析的形式,让学生思考技术的未来对生活前景的影响；通过辩论, 自主思考、合作讨论等方法理性对待技术的未来发展。

【教材分析】

“技术的未来”是“走进技术世界”的第三节，第一章的最后一课，旨在引导学生展望技术的未来。本节课以一个个“案例分析”、“阅读材料”和“讨论”为主线，从学生感兴趣的现实生活中的实例出发展开教学，引导学生由简到繁、由易到难地参与讨论和分析；对第一章进行小结，使学生认识技术的过去、现在和未来，认识技术与人，技术与科学、艺术等的关系。

在这一节里通过对技术的未来发展的教学使学生形成积极的情感和理性的态度；以案例的形式,思考技术的未来对生活前景的影响；通过辩论,学会理性对待技术的未来发展。

1课时。

【学情分析】

高中学生鉴别力还不很强，缺乏技术的伦理思想，易受社会、生活不良思想的影响，在课堂教学过程中，要通过辩论、研究、分析等多种教学组织形式，创设学生主动参与的教育环境，引导学生从现实生活的经历与体验出发，积极主动地学习，使学生养成主动深入地用科学的眼光去观察生活，去思考问题，理性的看待问题，了解技术对社会发展的影响，构建与社会发展相适应的价值观和责任感。

【教学目标】

1.知识与技能

（1）通过案例分析，了解技术的未来发展趋势。

（2）通过案例分析、辩论等多种学习组织形式，形成对技术的理性态度。

（3）通过案例分析和辩论培养小组合作、交流表达及科学探究的能力，创新思维的能力和想象的能力。

2.

过程与方法：

通过案例分析、辩论等多种学习组织形式，了解技术的未来发展趋势，培养小组合作、交流表达及科学探究的能力，创新思维能力和想象能力，形成对技术的积极情感和理性态度，形成与技术相联系的经济意识、环保意识、伦理意识等。

3. 情感目标：

通过案例分析、辩论等多种学习组织形式，形成对技术的积极情感和理性态度。

【教学重点】

通过案例分析、辩论等多种学习组织形式，形成对技术的积极情感和理性态度。

【教学难点】

通过案例分析、辩论等多种学习组织形式，形成对技术的积极情感和理性态度。

【教学策略】

长安一中

蒋建波

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- 1 -

【教学过程】

过程

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第一章

走进技术世界

第三节

技术的未来

本节课的内容以案例阅读分析为主，本课的教学要充分体现学生的主体地位和老师的主导作用，在教学过程中，采用师生互动探究式教学方法。直观图片和教具、详实的技术资料的使用，激发学生的学习兴趣，充分调动学生学习的积极性和主动性，降低知识难度，加快节奏，增大课时容量，以达到提高教学质量和效率的目的。

学生活动

听讲并思考。

导课

教师配套活动

课程精神落实

在日新月异的21世纪，导入新课，创设情境让学人类社会将继续发生重大变生思考。

化。技术将日益成为引导社会变化、塑造社会变化、应对社会变化的重要因素。面对技术对人类、对社会所产生的重大影响，人们常常会问：未来的技术将走向何处? 板书：第一章

走进技术世界

了解技术的未来发展趋观看欣赏并思考。

投影播放：“家庭网络”。

投影：法国人：“500年后势，形成对技术的积极情感。

地球人的生活”

太空旅游

水上住宅

海上度假乐园、

十大超越人类极限的未来技

新课

术

培养学生表达能力，创新教学

阅读和思考，推举投影：

思维能力和想象能力；形成对两队进行辩论。

《告后人书》【辩论】

有人认为，技术的进一技术的积极情感和理性的态

步发展可以解决当前技术自度；形成与技术相联系的经济

身引发的一系列问题，我们意识、环保意识、伦理意识等。

要相信技术，依赖技术。

有人则认为，技术的进

一步发展固然可以消除它所

带来的一切已知的危害，但

是谁能保证，它不会给我们

带来新的更为严重的灾难

呢

?请就上述两种观点展开

辩论。

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- 2 - 三

技术的未来

学生思考听要求。

投影：【案例分析】

“无线家庭

”一天的

“无线生活

”

请你根据自己所知道的

技术，

并结合案例，大胆设

续编文莉一家晚上想，续编文莉一家晚上的生的生活。

活

。

了解技术的未来发展趋势，培养学生表达能力，创新思维能力和想象能力；形成对技术的积极情感和理性的态度。

考。

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第三节

技术的未来

观看辩论，并思思考并听讲。

引导学生展开辩论。

总结：

要从人类根本的、共同的、长远的利益出发，理性地看待技术，要更为负责、更有远见、更具道德的方式使用技术。

技术的未来既充满希望，也隐含威胁。理性地看待技术的未来，才不至于迷失在技术的世界里。

使学生形成对技术的积极情感和理性的态度；形成与技术相联系的经济意识、环保意识、伦理意识等。

对“技术的未来”，既不需要旷世悲怆(chuàng)，也不需要盲目乐观。我们要从人类根本的、共同的、长远的利益出发，理性地看待技术，要更为负责、更有远见、更具道德的方式使用技术，才不至于迷失在技术的世界里。应当从人类的根本利益出发，更加理性地看待技术，以更为负责、更有远见、更具道德的方式使用技术、探究技术，并共小结

同建构协调的未来的技术世界。

能够正确、全面地认识技术的作用和地位，将有助于我们今后能正确地理解、使用、管理和评价技术，从而能更好地适应未来迅速发展的社会需要。而正确地理解、使用、管理和评价技术的能力的强弱程度恰恰就代表了一个人技术素养的水平高低。

“提高学生技术素养”正是通用技术课程的基本目标之一！（粤教）

1.（1）预测10年后会有哪些新技术出现？

（2）预测30年后，会有哪些新技术出现？对你有何影响？对社会有何影响？对自然有何影响？

课堂

练习

（3）设计一款未来的技术产品。

2.结合日常生活中某项技术的应用所带来的正反两方面的影响，谈谈你对恩格斯下面这段话的理解。

早在100多年前，恩格斯就曾警告人类，“不要过分陶醉于人类对自然界的胜利”，“人类每一次对自然界的胜利都必然要受到大自然的报复”。

3.谈谈你对“割骨增高术”的看法，就“如何理性地选择技术”这一问题展开讨论。

进一步讨论：管小姐是三个月前施行的手术，我们需不需要去看望管小姐？或者通过某种途径与管小姐取得联系。假设管小姐现已出院，并参加了广东省的体育比赛，获得了大奖，“割骨增高术”取得了成功，你如何看待这项技术？

技术的发展日新月异。高新技术已经成为社会发展、文明进步、经济增长的主要动力。电子信息、生物制药、新材料、新能源、航空航天、现代农业、医疗、光机电一体化和环保等多个领域的最新技术成果层出不穷。请同学们选取任一个领域，然后上网查询：该领域有哪些最新的技术成果和最新的技术进展？这些成果和进展对社会的发展起到了什么作用？

收集资料，制作ppt发老师邮箱：491576874@qq.Com。将会选择长安一中

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- 3 - 课外探究（粤教）

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合适时机全班或者全级展示。

人类的需求和愿望是技术发明与创新的动力，而技术的发展，为人类解放和发展自身提供了支撑，为人类改变工作和生活方式提供了平台。技术在保护人、解放人、发展人的同时，促进了社会经济的发展、综合国力的增强，推动了社会发展和文明进步。人类掌握的技术越广泛，对自然的利用和改造就越深入。人类和自然应该成为朋友，人类在利用自然、合理地改造自然的同时，应与自然和谐发展。

技术以满足人类的需求和愿望为目的，目的性贯穿技术活动的始终；创新性是技术的灵魂所在，任何技术的发展都需要发明和革新；技术具有跨学科的性质，需要综合运用多门学科的多方面知识，技术与科学、艺术的关系尤为密切；技术既有实用性又有功利性，由此引发的技术伦理问题尤其值得人们关注和思考；技术是创造性劳动的成果，具有专利性，专利保护的权利需要依法取得。

技术的未来既充满希望，也隐含威胁。理性地看待技术的未来，才不至于迷失在技术的世界里。

1.借助网络视频、图片、动画，激发学生学习兴趣。本节课，借助“家庭网络”，

“500年后地球人的生活”等视频图片，开拓学生视野，营造轻松、自由、快乐的学习氛围，激发学生学习兴趣，使学生对技术未来充满希望和幻想，这也必将成为学生技术学习不竭的动力。

2.借助粤教版教材学生探究活动，提高学生技术素养。本节课笔者特意借助粤教版教材，在后面安排了学生探究活动，想通过本实践活动，培养学生文献资料的收集与整理、概括与总结能力，增加学生对社会各领域最新技术发展了解的机会，从而激发学生对技术学习的兴趣和强烈愿望，培养职业选择素养和投身技术工作和研究的责任感，树立学生自信心。

本章小结

教学反思

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附：辩论赛流程

1、辩方陈词立论阶段：

（1）正、反方一辩发言

先由正反双方主辩发出陈述本方主要观点贴。必须在1分钟内完成，10字左右。

（2）正、反方二辩发言

正方二辩、反方二辩以简洁文字重点从理论上论证己方观点；必须在1分钟内完成。

（3）正、反方三辩发言

由正方三辩、反方三辩分别以简洁文字进行实证分析，为本方观点提供论据支持。必须在1分钟内完成。

2、自由辩论阶段

由正方首先发言，然后反方发言，正反方依次轮流发言。

（每个队员不超过1分30秒）

3、总结阶段

（1）反方四辩总结陈词（1分30秒）

（2）正方四辩总结陈词（1分30秒）

4.教师总结和点评。

附：辩论赛规则

1、每位队员必须在规定的时间内完成，超过时间按照弃权处理。

2、自由辩论规则

自由辩论发言必须在两队之间交替进行，首先由正方一名队员发言，然后由反方一名队员发言，双方轮流，直到时间用完为止。

3、表达要求

(1)论点明晰，论据充足，引证恰当，分析透彻。

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(2)迅速抓住对方观点及失误，驳论精到，切中要害。\ (3)反映敏捷，应对能力强。

(4)表达清晰、层次清楚，逻辑严密。

4. 所用语言和辩论风格讲究文明礼貌。不得对对方辩友和网友进行人身攻击。

知识拓展

十大超越人类极限的未来技术(组图) 2007年07月18日消息，一家国外博客网站最近公布了十项被认为是超越人类极限的未来技术，依次是人工智能、意识上传、超大型工程、分子制造技术、自我复制的机器人、电子人、太空移民、基因疗法/核糖核酸干预、虚拟现实、人体冷冻。

据该博客网站报道，所谓超越人类极限指的是通过先进技术提高人类的能力，这里说的技术当然不是iPod 、iPhone、Playstation 这些目前最流行的电子玩意儿所采用的技术，而是为消灭疾病、向世界上最穷的人提供廉价而又质量的产品、改善生活质量、社会交流以及其他事项所采用的一种重大的战略性技术。我们是不会注意到技术的，因为它混合在世界的架构中，但如果技术变得可以获取了，我们会立即注意到它的存在。而且技术无所谓昂贵与否，如果一项技术真的有效，那么它会创造出相当于自身价值许多倍的价值。

所以，超越人类极限的粉丝们在技术进步这个问题上看得更加长远，他们所展望的未来技术不是5年或10年，而是20年，30年甚至更远。我们都知道，我们展望得越远，预测便越不确定，但有一件事是非常肯定的：如果一项技术在物理上说是可能的，看上去也确实有用的话，人类(或超人类)的创造性会将它视为最终可以获得的技术。随着我们对物质原子结构的控制能力越来越强大，我们的技术目标也变得越来越雄心勃勃，从中获得的回报也越来越大。有时候新技术让我们的生活在很长一段时间里变得更加快乐，互联网就是一个很好的例子。

以下就是这十项超越人类极限的未来技术：

1.人工智能

未来学派认为这是可能的。如果真是这样，强有力的人工智能真的可行，思维、感知、想象、发现、交流、都可实现人工合成的智慧。而串行运算之充分，并行运算之必需，也都在技术范围能达到之内。现在电脑的运算速度已接近了人脑的运行速度。

世界将被即将到来的人工智能风潮冲击，但谁也无法说明其中的细节。如果象沙子一样的物质也能被制作成电脑芯片并具有一定的智能性，最终太阳系中的绝大多数物质都会变成智能化的，其结果将是“智力复兴期”：智能化的不断扩展超出了人们的想象；相反，如果没有感情因素在其中，人工智能会将人类带向末日。因此我们必须设立最基本的条件，否刚必将自食恶果，后悔莫及。

2.意识上传

意识可以廉依附于一种载体，也就有可能依附在另一种载体上。意识上传，有时是指非生物学智慧，即围绕着认知处理过程可以通过本源培养而不是现有的神经元来实现。考虑到神经生理学几十年来的成功经验，和近期世界上首次脑修复术-人工合成海马体-这些似乎真的可行。

看起来，我们的意识更多由其表达的信息模式，而不是其特有的硬件配置决定的。虽然很多哲学家早已认识到了这一点，但要使公众在更广泛的范围内接受似乎还有待时日：人们并不愿意承认自己只是个在生物学神经元上安装了自动计算功能的长安一中

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3.超大型工程

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数据处理装置，但是很难想到另一点：一旦我们否认了非实质性灵魂的存在，我们必须承认精神也是安装在肉体之上的一种物质形式，但是如果除了现有神经元之外的物质能完成这一功能，那么为什么不能说智慧和意识也能通过其它形式存在。

人们大多熟知那些超大型工程，因为象《死亡之星》之类的科幻作品中到处可见，比如，典型的大型工程指那些至少长达1000公里的巨物，如太空电梯、戴森球体等等。如果采用上述所说的自我复制机器人技术，这么大规模的建筑就可以大部分通过自动控制系统完成，我们这些智慧生命只需负责其中最高端的功能与设计部分即可。考虑到人类进入太空还需较长时间，目前太空中也并没有适合人类居住和使用的建筑物，我们要做的东西还有很多很多，如果真能建成这些巨型建筑，那又何乐而不为呢？

4.分子制造技术

如果自我复制是机器人技术的圣杯，那么分子纳米技术就是制造业的圣杯。分子纳米技术最初由自我复制技术产生而来，其应用范围十分广泛，能够以原子的精度生产绝大多数产品，这一概念又被叫做“纳诺工厂”。

从实用角度来讲，纳诺工厂的出现意味着几乎每种产品都可能由钻石造成，发动机会变得如此强劲，只需小小的一立方厘米就足以驱动一辆汽车，纳诺医疗设备可用来愈合伤口并在不动手术的前提下修复患者的有病器官，气悬浮纳诺设备(“效用雾”)在实践中可用来模仿所需的物品；另外，它还用于制造可有效载荷足以杀死上千人毒药的微型机器人，或者用来生产一种可以用极快速度从U-238中分离出U-235的只有笔记本电脑大小的设备，或者自我复制人工合成海藻。这些大量使用的干净应用方法会直接将以往肮脏的应用方法淘汰出局。

自我复制的机器人

5.自我复制的机器人

当机器人能为我们完成一切工作之后，人类自己要干些什么呢？自我复制被认为是机器人技术中的圣杯。据美国航空航天局(NASA)以“航天飞行中先进的自动控制技术”为题进行了里程碑式的研究，结果表明机器人的自我复制只是机械问题，并不需要进行重大的基础性理论突破。该研究计划将重达100吨的东西送往月球，并给它一年的自我复制时间，让其进行自我复制直至达到预期水准。

该计划细节详实，其构想来自工厂内常见的行驶在铁轨上的电子车，使用这种叫做“paving machinesa”的东西能传导太阳光，并融化月球表面的风化层，机器人矿工负责收集原材料，装备一个太阳能电池为其提供全部 能源。十年之后，月球工厂的生产量就可达到10万吨

，并且是全自动化。如果人类移民月球成功，也可重新掌控工厂的生产管理，并利用它生产家居用品，提供足量的太阳能。

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如果地球上也能建成类似的自我复制系统，那么几乎可以足量提供所有人类所需的物质。自我复制工厂可以通过从海洋抽水将澳大利亚广袤空荡的荒地变成繁华似锦的大花园，它们可以融化北冰洋的冰雪并建成一座适合人类居住的巨大的透明屋顶，它们可以通过自动控制的潜水装置深入无生命生存的大洋底部，挖掘那里的沉沙为人类移民兴建新的居住地。如果真能这样在地球表面开辟如此大面积的新大陆，人们起码暂时不会再担心人口膨胀等问题了；而当今后人类真的又觉得地球过于拥护之时，还可以选择移居月球、火星、甚至小行星带，只需使用自我复制的机器人技术为上万亿人类太空移民选择适宜居住的场所就可以了。

6.电子人

你能发现这幅图中的电子人吗？没错，你正看的就是他！他叫迈克尔.考罗斯特，出生时几乎全聋，现在通过耳蜗植入技术已经具备了一定听力。在科幻作品中，电子人往往都是千人一面--要么是维护公平的超人、要么是电子杀手，要么是超级警察。其样，这一趋年代投入市造器官，甚

电子人文·沃里克也因此被称停止自己的是机器。”

沃里克“看”东通过超声波聋的人“听”到声音。他甚至担心，如果人不与机器合二为一的话，人类可能会在未来变成一种较低等的生命。所以，应该从现在开始做一件事情，防止这一结果的出现。

7.太空移民

如果我们能够向整个宇宙扩张，为什么要担心地球上有太多的人？早期欧洲通过将其过剩人口运往新大陆而解决了它的人口问题，为什么我们不能继续这一进程？人类的太空计划已经指出了道路。

在未来学派的哲学体系里，太空移民是超越人类科技极限的重要部分；同样，由于超越人类科技的发展，才使太空移民成为可能，因为人类天依靠天生条件是不可能在太空中生存的，从生理学上讲就会有诸多不可能之处，如肌肉萎缩、肠胃胀气等。如果人类来到金星，会因高温而融化掉；如果来到火星，则会被冻僵。最行之有效的解决办法是升级人类身体的能力，也就是说不是把宇宙地球化，而是将人类宇宙化。

8.基因疗法/核糖核酸干预

简单地说，基因疗法就是用好的基因替换掉不好的基因，而核糖核酸(RNA)干预则可以有选择地将不好的基因剔除掉。两项技术结合起来，我们人类就有了一种前所未有的控制我们的基因代码的能力。

现代医学正在重新定义“老年”，可能用不了多久，人类就可以轻松活过目前的寿命上限—120岁，这便归功于基因疗法。剑桥大学的生物医学老年医学专家奥布雷·格雷对人类寿长安一中

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- 8 - 预言，如果控制论进一步发展下去，那么它将用红外雷达帮助盲人西，让耳实电子人已经出现在我们的生活之中了，他们看起来与正常人一模一势还将持续下去，一些升级换代的电子人会在本世纪二十年代或三十场，如助听器、助视器、新陈代谢促进器、人造骨骼、人造肌肉、人至会有不易被人发现的在皮下植入的电子脑。

是人与机器的结合。这不是一个科幻概念，英国著名控制论专家凯早在几年前就开始了相关试验。由于他大胆地将电脑芯片植入身体，为“世界上第一个电子人”。沃里克的研究招来骂声一片，但他并未研究，而且断言：“我们人类可以进化成电子人——部分是人，部分

被推迟。

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命的预测更加乐观。他相信，人能够活到1000岁。他对与会的人员说，利用干细胞、基因疗法和其他技术对身体定期进行维修，可能最终会完全制止人体的衰老。如果每一种维护方法可以将寿命延长30年或40年，那么随着科学的发展，死亡可

基因是“生命的设计图”，所以当基因因为突变、缺失、转移或是不正常的扩增而“出错”时，细胞制造出来的蛋白质数量或是形态就会出现问题，人体也就生病了。所以要治疗这种疾病最根本的方法，就是找出基因发生“错误”的地方和原因，把它矫正回来，疾病自然就会痊愈了。

基因疗法即是通过基因水平的操作来治疗疾病的方法。目前的基因疗法是先从患者身上取出一些细胞(如造血干细胞、纤维干细胞、肝细胞、癌细胞等)，然后利用对人体无害的逆转录病毒当载体，把正常的基因嫁接到病毒上，再用这些病毒去感染取出的人体细胞，让它们把正常基因插进细胞的染色体中，使人体细胞就可以“获得”正常的基因，以取代原有的异常基因；接着把这些修复好的细胞培养、繁殖到一定的数量后，送回患者体内，这些细胞就会发挥“医生”的功能，把疾病治好了。

9. 虚拟现实

这张图片看上去可能像一张照片，但实际上它是游戏《Crysis》的一个屏幕截图，这个第一人称的射 击游戏将于今年底推出。从这张截图上你你会看出，电脑制图技术已经逼近真实。到2020年代，虚拟现实的画面的清晰度将会高得让你难辨真假，到那个时候，虚拟环境将成为你喜欢工作和娱乐的场所。

用不了多久，虚拟现实就不仅仅是视觉上的逼真了，还会有逼真的触觉，它会让你的感觉相信触觉技术正在传递真实的事情。到那个时候，哪是现实，哪是虚拟现实，就更加难以区分了。

10. 人体冷冻

人体冷冻是一门新兴的科学，主要研究体温对寿命的影响。降低体温的实验已经取得了良好效果。如果将人的体温降低两度，那么一个人便可以多活120到150年。果真如此，我们就能像《圣经》里说的那样，活到700甚至800岁。但是，实验刚刚开始，所以现在向世人宣称我们已征服了死亡还为时尚早。

科学家们经常谈论人体冷冻术，设想将人体冰冻起来，再让他在未来某个时候苏醒。这种想法已经广泛被科幻小说所采用，但现在它有可能变为现实。人体冷冻可以被视为葬礼的一个变种。在美国，富人可以选择被埋在地里或被冻起来直到人类发明了重生的技术。但在自然死亡前被冰冻起来会怎样呢？冰晶体不会损坏细胞，它们只是将其一分为二。你现在不可能让冰箱里的鱼再活过来，但它也不会变成其他的东西，因为它只是被简单地冻了起来。当然，让细胞不死，科学家们还需要创造更多的条件。

为了研究人体冷冻，科学家们需要建一些特殊用途的“农场”，里面安上生产液态氮的装置。人体冷冻这项服务对大多数人来说或许是很经济的：冷冻一个人体的价格大约为2000美元。经过这样处理的人实际上便停止了死亡。这种想法在20年后也许真的会变成现实。

人体冷冻术也面临着道德方面的问题。一个经冷冻处理的人能适应100或200年后的全新生活吗？这不排除一个“复活”的人会对新生活感到绝望、发疯的可能性。在不朽人群出现之前，人们的确需要先考虑好这些问题。

天梯的设想

近年来，科学家提出的有关天梯的设想，以其诱人的前景和较现实的可行性，吸引了整个航天界。因为，天梯一旦建成，它就像高速公路一样可以24小时运转，将航天器和旅游者带到太空去。由于天梯的运输费用将比火箭小两个量级，从而，人类将进入真正的“太空时代”。

从幻想到现实

这种大胆的设想首先是俄罗斯著名的航天科学家齐奥尔科夫斯基在1895年提出来的，他被巴黎的艾菲尔铁塔所激动，提出建造一个塔通向太空。他设想在一个纺锤形的缆绳的终端放置一个太空城堡，这个城堡在地球静止轨道上围绕地球旋转。 长安一中

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爱德华兹博士在过去数年里一直都在潜心研究

“天梯计划”。他介绍说，第一步，把一个携带天梯半成品的飞船发射到地球静止轨道的卫星上，使其和地球同步飞行；第二步，把这个半成品的天梯从飞船上放下来，落到位于赤道海面的一个平台上，这个平台类似一般的海上发射卫星的平台；第三步，把半成品的天梯锚定在平台上；第四步，用一个由激光束提供能量的爬升器在这个天梯的半成品上上下移动，并把更多碳纳米合成纤维缆绳拧在天梯半成品上，进一步完成天梯。整个制造过程大约要用两年半的时间。另外，根据专家设想，天梯也可由电磁能驱动。电磁能驱动技术目前已在日本和欧洲的高速列车上得到应用。建成后这个爬升器就可以沿着天梯把物资和成吨重的卫星甚至人，缓缓运送到离地面约36000千米的地球静止轨道上，时间大约需要7天半左右，回来也大约需要这么长的时间。

对爱德华兹来说，建造天梯最大的技术挑战，就是找到制造缆绳的材料。它必须异常坚硬又要异常轻巧，还要能抵抗任何腐蚀。为了这个曾被称为“无法得到”的材料，科学家们足足等待了几十年。 1991年，日本科学家发明了碳纳米管，这种材料比钢轻6倍，而韧度要比钢高出几百倍。但这种材料的生产成本太高。美国休斯敦赖斯大学的史密斯和他的同事们正在研究一种专利——碳纳米钢索材料，据说，他们可以将碳纳米钢索的生产成本降到每克1美元以下。

目前航天飞机运送每千克物品需要2万美元的成本，而天梯一旦建成，可将运送每千克物品的成本降到10美元。可以相信，由于天梯的出现，天地往返运输费用将会大大降低，太空探索也变得简单很多，从而，能够把人类对太空的探索，跨越式地向前推进。

英国“捕获彩虹”技术有望让光线停止

据国外媒体报道，英国科学家近日称，他们最近设计出一种新型的人造电磁-光学材料，有望能够将光线停滞于其中。在2007年11月15日出版的《自然》杂志上，英国萨里大学的物理学家欧特温-赫斯与其同事公布了他们的这项最新成果。

将运行速度为3×108m/s的光截住绝对是一件壮举，科学家们为此已经进行了数年的研究。为了应对这个挑战，欧特温-赫斯与其同事一道设计出了一个理论方法，使用一种属性由结构而非成份决定的“超材料”将光截留住。目前，赫斯的设计还只停留在理论阶段，要真正实现光的截留，科学家们就必须努力研发并使用纳米材质的“超材料”。尽管这样一种材料听起来有些“科幻”，但奇异的“超材料”发现都是从一些看似不可思议的理论诞生出来的。比如，负折射率材料从提出到发现仅用了短短6个月的时间。欧特温-赫斯表示，一旦光可以被截留住，就将掀起数据流和数据储存领域的革命。根据赫斯的理论，可以通过给光子设置限速，使某些频率的数据传输减速，以便其它数据通过。这样一来，就可以提高数据处理效率，使因特网具有更大的数据容量。由于光学装置天生就具有难以置信的高带宽，因此，截留光的方法使得光子可以被储存，从而芯片上可以储存海量数据。慢化光速无论是从理论上还是从实际应用上均是意义非凡。使光子停止，操纵光子以便把信息输入光子，然后根据需要再将光子发往某地以及某时再发。这种可能性使人们看到了新一代计算机——量子计算机的曙光，可以预见它比目前计算机的功能要强大几千倍。此外，利用它可开发将不可见的红外线转换为肉眼可识别的可见光的技术、减少通信系统中的噪音以及研制性能更好的视频显示和夜视装置等。

爱因斯坦（1879～1955）

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理论的革命。

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德裔美国科学家

。1879 年3月14日生于德国乌耳姆镇的一个小业主家庭，自幼喜爱音乐。爱因斯坦在量子论、分子运动论、相对论等物理学的三个不同领域取得了历史性成就，特别是狭义相对论的建立和光量子论的提出，推动了物理学1939年，爱因斯坦获悉铀核裂变及其链式反应的发现，在匈牙利物理学家利奥·西拉德推动下，上书罗斯福总统，建议研制原子弹，以防德国占先。第二次世界大战结束前夕，美国在日本广岛和长崎两个城市上空投掷原子弹，爱因斯坦对此强烈不满。战后，他为开展反对核战争的和平运动和反对美国国内法西斯危险，进行了不懈的斗争。1955年4月，弥留之际的爱因斯坦签署了《罗素——爱因斯坦宣言》

，呼吁人们团结起来，防止新的世界大战爆发。爱因斯坦不仅是一位伟大的科学家，还是一位和平主义者。他目睹了两次世界大战中对人类文明的摧残，认为和平是人类的首要问题。

阅读：“月球城市”

中国科学院院士欧阳自远在新近出版的《院士展望二十一世纪》一书中撰文认为，人类将于2005年在月球建立装备加压舱、发电设备、生活必需品和月球表面活动车等，使月球成为一个庞大、稳固而功能齐全的“天然空间站”；2010年将建立设备齐全的永久性居住地，研究人员可在月球表面滞留几星期，以开展生命科学实验和天文观测；2015年将在月球建立小型的永久居住的月球基地；2020年将在月球兴建实验工厂、农场等，使月球的“地球村”自给自足，逐步建立“月球城市”。

21世纪，人类有可能在“月球城市

”中建立全球性、并联式的太阳能发电厂，并且通过传输为地球提供长期、稳固的能源。同时，人类还将从月球土壤和月球岩石中提取金属、氧和其他气体资源、甚至水，利用月球上的弱重力、高真空和超纯净的条件，研制和生产地球上极难获得的新型材料等。

中国探月计划

一、阶段

中国探月工程首席科学家、中国科学院院士欧阳自远介绍“嫦娥一号”是我国发射的最远距离的卫星，距地球的平均距离是38万公里，而在这之前，我国发射的最远距离的卫星离地面4万公里。

经过10年的酝酿，最终确定我国整个探月工程分为“绕”、“落”、“回”3个阶段。

1）

第一期绕月工程在2007年10月24日发射探月卫星“嫦娥一号”，对月球表面环境、地貌、地形、地质构造与物理场进行探测。

2）

第二期工程时间定为2007年至2010年，目标是研制和发射航天器，以软着陆的方式降落在月球上进行探测。具体方案是用安全降落在月面上的巡视车、自动机器人探测着陆区岩石与矿物成分，测定着陆点的热流和周围环境，进行高分辨率摄影和月岩的现场探测或采样分析，为以后建立月球基地的选址提供月面的化学与物理参数。

3）

第三期工程时间定在2011至2020年，目标是月面巡视勘察与采样返回。其中前期主要是研制和发射新型软着陆月球巡视车，对着陆区进行巡视勘察。后期即2015年以后，研制和发射小型采样返回舱、月表钻岩机、月表采样器、机器人操作臂等，采集关键性样品返回地球，对着陆区进行考察，为下一步载人登月探测、建立月球前哨站的选址提供数据资料。此段工程的结束将使我国航天技术迈上一个新的台阶。

二、目标

绕月探测工程将完成以下四大科学目标：

一、获取月球表面三维立体影像，精细划分月球表面的基本构造和地貌单元，进行月球表面撞击坑形态、大小、分布、密度等的研究，为类地行星表面年龄的划分和早期演化历史研究提供基本数据，并为月面软着陆区选址和月球基地位置优选提供基础资料等。

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资源的开发利用前景等。

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第一章

走进技术世界

第三节

技术的未来

二、分析月球表面有用元素含量和物质类型的分布特点，主要是勘察月球表面有开发利用价值的钛、铁等14种元素的含量和分布，绘制各元素的全月球分布图，月球岩石、矿物和地质学专题图等，发现各元素在月表的富集区，评估月球矿产三、探测月壤厚度，即利用微波辐射技术，获取月球表面月壤的厚度数据，从而得到月球表面年龄及其分布，并在此基础上，估算核聚变发电燃料氦-3的含量、资源分布及资源量等。

四、探测地球至月球的空间环境。月球与地球平均距离为38万公里，处于地球磁场空间的远磁尾区域，卫星在此区域可探测太阳宇宙线高能粒子和太阳风等离子体，研究太阳风和月球以及地球磁场磁尾与月球的相互作用。

世界其他国家的探月工程情况

（1）美国重返月球

1972年12月，美国的“阿波罗”17号飞船对月球进行了最后一次考察，此后登月竞赛的狂热便骤然降温。耗资巨大的“阿波罗”计划完成后，月球探测陷入低迷状态。直到1994年，美国宇航局(NASA)发射了“克莱门汀号”环月探测器，除了测绘月球地貌，还对月面元素的分布与含量进行探测，并发现在月球南极可能存在水。1998年1月，美国又发射了“月球勘探者”，它同样发现在月球两极的盆地底部可能蕴涵固态水。由于水的存在意味着人类在月球上生存的基本条件已经具备，伴随这一发现而来的是美国重返月球计划。

2004年1月，美国总统布什发表讲话，提议最早2015年，最晚不超过2020年让美国宇航员重返月球，并开始在月球建立科研基地，为下一步将人送上火星甚至更远星球做准备。布什不忘提及，月球上的资源丰富，其土壤含有各种元素，这可以被用于制造飞船燃料和维持人类的地外生存。

2006年12月，美国宇航局公布了“全球探索战略”和“月球基地计划”的初步构想。将于2014年开始实施的“月球探索战略”列举了月球探索的各种理由，其中包括需要维持人类在月球的生存，该战略同时要求促进国际合作及为探索火星和其他星球做准备。

在2007年3月发布的探索战略框架计划书中，美国宇航局指出，月球不仅是我们最近的“天然空间站”，还是人类探索火星以及更远宇宙的理想前哨。在月球表面的极端环境下，运输工具、维持生命所需的居住系统和高级机器人技术都能得到实战检验，这将为日后人类登陆更遥远天体提供丰富的经验。

2008年10月，美国宇航局将用同一枚运载火箭同时发射两颗月球探测卫星———“月球勘察轨道飞行器”和“月球弧坑观测与测向卫星”。它们将前往月球的两极寻找适合建造月球基地的位置。

完成初步观测后，美国宇航局还将在2010年派遣类似火星漫步者的机器人，在初步选定的位置着陆，实地进行勘测。通过勘测两极，科学家需要确定月球上的氢元素储备，是否可以从月球土壤中提取生命所需的氧，以及陨石坑里的水。2016年之前，还将有多个无人驾驶月球探测飞船连续升空，其目的都是为宇航员重返月球打基础。

美国宇航局计划，如果所有的前期准备工作就绪，在2020年开始月球基地的建造工作。

首先派遣一支由4人组成的小队登月，每次任务一周左右，直到维持生命所需的基本设施安装齐全。整个初级建造阶段持续4年，到2024年将建成一个具有基本功能的基地，让科学家轮换驻扎在月球。每次的时间可长达6个月。到2027年，宇航员就能乘坐带有氧气舱的月球车离开基地，前往月球表面更远的地方探险。

（2）俄罗斯要载人登月

1959年9月14日，前苏联的无人登月器“月球2号”成为第一个到达月球的人造物体。进入21世纪后，俄罗斯重新开启探月旅程，宣布在2025年前将宇航员送上月球。

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（3）日本月亮女神

算顺利升空，飞向月球。

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第三节

技术的未来

在缪斯A坠毁月球、“月球-A”计划胎死腹中后，2007年9月中旬，比原定计划推延了5年的日本月亮女神探月器总

（4）印度有争议中的探月计划

在进行了7年的规划和准备后，印度将在2008发射首个月球探测器，成为继俄罗斯、美国、日本和中国后第5个进行月球探索的国家。

（5）欧洲欲在月球建基因库

欧洲希望在月球上建立一个“诺亚方舟”，将地球物种的基因存储起来，当地球遭遇核战争危机或小行星撞击时，人类的生命可以得到延续。

粤教版教材借鉴：

计算机与因特网技术对社会发展的影响

●计算机与因特网技术的发展回顾

自古以来，人们为了了解社会、生产、生活中的实际问题，常常需要应用计算技术。随着社会的发展，计算问题越来越复杂，于是人们发明了各种计算工具。我们的祖先早在春秋战国时期，就发明了“算筹”，即用投置小木棍的办法来做加减计算。唐朝末年，我国民间又出现了算盘（图1-9），用小木棍将珠子串起来，作为进行加、减、乘、除四则运算的工具，这是一种采用十进制的先进计算工具，轻便灵巧，流传极广。

随着生产和商业的飞速发展，手工计算已无法满足人们的需要，这种需要成为推动人们创制新的计算机器的动力。1671年，德国著名数学家莱布尼茨（Gottfried Wilhelm von Leibniz）设计出可以进行加、减、乘、除运算的计算机。除此之外，他还最早提出系统的二进制法则。1822年，英国数学家巴贝奇（Charles Babbage）从法国的穿孔提花机中得到启v ，把提花机的程序自动控制原理和演算器结合起来，设计了用穿卡来自动控制程序的计算机，为现代计算机程序设计奠定了基础。100年之后，随着人们日益频繁的交流信息需要，电话、电报、雷达等通信技术迅速发展起来，这些技术与计算机技术、自动化技术互相渗透融合，构成了巴贝奇理想中的计算机。第二次世界大战期间，第一台电子数字计算机ENIAC（图1-10）在美国问世了。随着计算机技术和通信技术的发展，出现了能在计算机之间进行国际交流和资源共享的新技术——因特网技术。因特网的出现大大扩充了我们生活的空间，它使全世界的计算机能够互相连接，进行通信或信息资源共享。

●计算机与因特网技术对个人生活的影响

只要拥有计算机并连上了因特网，你只需要操纵鼠标，就可以方便地到世界的各个角落去“遨游”；有了网上的远程教学系统，就有了集图形、动画、声音诸要素为一体的生动活泼的教学方式。其双向性和交互对话的功能，使学生自主参与、自主选择的机会更多，也方便教师了解学生的思想。这样，我们就可以坐在家中参加学校的学习了。因特网还为我们开启了另一扇人际交往的窗口：你可以约一位网友，在聊天室时聊天；你还可以记下他的电子邮箱地址，和他交流信息，一封电子邮件只需一眨眼的工夫就可传递到千里之外；每逢重大、喜庆的节日，还可以给亲朋好友发送带有动画、音乐的电子贺卡，充分表达你的一片真情。使用这种联络方式还能节省大量的纸张和油墨，对保护大自然极为有利。

●计算机与因特网技术对经济发展的影响

计算机与因特网技术，在商业应用领域中更起到了不可比拟的作用。由于电子商务的出现，工业文明时代的商业被重新“洗牌”，全球商业进入了一场具有划时代意义的变革之中。最近几年，网上商务活动日趋频繁，以因特网为基本架构的电子商务正席卷全球。这一商业形式成为全球经济交流的一个重要方式，并在组织架构、商品管理、市场信息、产品营销等诸多方面与传统商业展开竞争。因特网技术在商业领域里的应用主要分布在两个方面，即在线交易和远程管理。目前，这种基于Web技术的交易已逐渐扩展到了零售、批发、旅游和证券业等领域，其涉及的商品和服务，包括汽车、图书、百货、运输及股票交易等。此外，Web技术在商业领域的应用，还从根本上解决了企业信息资源的共享问题，使企业的信息资源配置趋于合理，最大限度地发挥效用。

●计算机与因特网技术对社会生活的影响

计算机与因特网技术对社会生活的影响也是巨大的。如现代化的政府办公系统已经逐渐实现网络化；许多政府公告、措施都通过因特网发布，公民可以上网直接查询，还可以把对政府的建议、意见通过网上传递，直接与各部门相关人员交流、沟通。因特网还使得远程医疗专家诊治，只需要连接计算机上的探测仪器，通过因特网将记录病情的数据传给医生，马上就能得到详尽的治疗文字，从而争取了时间，保障了身体的健康。

例2

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空间技术的影响

空间技术也对我们生活的各个方面产生了重大影响。各种人造卫星、载人航天飞船、空间站、行星探测仪等的应用，产生了巨大的效益。一颗人造卫星（图1-11）的通信能力可达几万条话路，可以同时转发几十套电视节目；遥感卫星可对地球表面进行拍照，获取气象、海洋、环境、资源、军事目标等信息，为经济建设、科学研究和军事活动服务。空间技术还带动了其他相关技术的发展，如电子技术、遥感技术、喷气技术、自动控制技术等。此餐，空间技术对基础科学的发展也有很大的失去作用。例如，在生命科学、宇宙的形成和发展等领域的研究都有重要的新发现；空间技术还促使了许多边缘学科的产生，如空间工艺学、空间材料学、空间生物学、卫星测地学、卫星气象学和卫星海洋学等。

例3

杂交水稻技术对社会和经济的影响

由世界“杂交水稻之父”袁隆平（图1-12）培育并推广的杂交水稻技术，给全人类带来了福音。现为中国工程院院士的袁隆平，从20世纪60年代开始致力于杂交水稻技术的研究。他经过多年的努力，在世界上首次成功地实现了杂交水稻的三系配套，并培育出大批的“三系杂交水稻组合”。该技术在生产上大面积推广应用，被誉为“第二次绿色革命”。近年来，他又提出“超级杂交水稻”育种目标，并已培育出2产量潜力达到120t/hm以上、品质好、抗病性强的超级杂交水稻。如今，我国许多地区的农田普遍种上了杂交水稻。从1976年至1998年累计增产粮食3.5亿t。杂交水稻的大面积推广应用，为解决中国人的吃饭（粮食）这个最大的国计民生问题迈出了坚实的一步。

袁隆平的杂交水稻引起了世界的关注，许多国家的专家到中国来取经，印度、越南等20多个国家和地区还引种了杂交水稻。杂交水稻技术为解决世界粮食短缺问题作出了巨大贡献。

例4

电冰箱的诞生对人类生活的影响

对于生活在当今的人们来说，电冰箱（图1-13）已经普遍使用。可是你可曾想过，在电冰箱还没出现的年代，炎炎夏日要想求得一方清凉的冰，是何其的困难。虽然古代有凿地储冰的方法，但那毕竟是非常奢侈且不方便的，不是一般人家所能享用的。因此，在电冰箱出现以前，我们一直在为食品存放时间一久会变得不再新鲜甚至腐败而烦恼。

古典式冰箱出现在人类历史上的时间现在已经无法确切知道。可以确实的是，人们很早就制作出了冰箱。古代的冰箱当然不是现在的冰箱，不用电，也不是金属的，它实际上是储藏天然冰块的木质箱子。冬天人们把冰块埋在地下，或者藏在专门的冰窖里，等到夏天时就把冰块放入木箱成为冰箱。在中国清朝时也称其为冰桶，模样虽然简陋，设计得却很科学，还可以作为空调来调节室温。

1834年，工程师雅各布帕金斯发明了世界上第一台压缩式制冷装置，这是现代压缩式制冷系统的雏形。同年，雅各布帕金斯获得英国颁布的第一个冷冻器专利。

1913年，美国芝加哥研制了世界上最早的家用电冰箱。这种电冰箱外壳是木质的，里面安装了压缩制冷系统，但使用效果并不理想。

1918年，美国科伯兰特工程师设计制造了世界上第一台机械制冷式的家用自动电冰箱。这种电冰箱粗陋笨重，外壳是木质的，绝缘材料用的是海藻和木屑的混合物，压缩机采用水冷，噪声很大。但是，它的诞生宣告了家用电冰箱的发展进入了新阶段。

今天，电冰箱在家庭生活、医疗、科学研究、运输业等等各行各业中都发挥了不可替代的作用。

技术给我们带来的益处是显而易见的，但是任何一项技术如果使用不当，都会带来负面的影响。以因特网为例，有的学生因终日沉迷于网络游戏之中而不能自拔，严重影响身心健康；有的人利用网络传播计算机病毒、垃圾邮件和各种不良信息，或入侵、干扰甚至攻击他人的信息系统，造成网络系统瘫痪等不良后果。

农药的使用也是个很典型的例子。农药技术的发展曾经使得有机氯、有机磷、氨基甲酸酯类杀虫剂、杀菌剂和除草剂等大量新型产品出现，极大地促进了农业的发展，降低了劳动强度，可以说是对农业劳动力的一次大解放。人们当时甚至认为，病虫害从此将不再是一个问题。

但是，农药的使用也带来了负面的影响。长期大量使用化学农药，会对环境造成严重污染，并对人、畜构成危害。例如，人吃了带有农药的蔬菜会导致中毒，长期接触有机磷杀虫剂可导致人体神经系统失调等。此外，长期使用农药还会导致病虫抗药能力的增强，增加防治难度。因此，开发更安全的化学农药，大力发展与环境相融性良好、高效、安全、经济的生物农药，基因农药成了现代农药技术发展的趋势。

技术极大地改善了我们的生活，也是社会发展的主要动力之一。一项新技术的采用，会给人们带来良好的经济效益和社会效益。一项新技术的出现也会对其他相关的技术产生推动作用。如计算机技术的出现促进了通信技术的飞速发展，激光技术的出现促使了激光医疗技术的产生……但同时，技术使用不当也可能给人类造成伤害。应该说，技术本身并没有好坏之分！以原子能技术来看：用于原子能发电时，就是正面的作用；而用原子弹或激光制导导弹来摧毁人类时，发挥的就是负面的作用。要消除技术的一些负面影响，要通过技术本身的不断发展、完善来实现，更有赖于掌握和使用技术的人的综合素质的全面提高。所以，如何正确地使用技术也是我们学习这门课程必须关注的问题。

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- 14 - 技术与设计1

第一章

走进技术世界

第三节

技术的未来

能够正确、全面地认识技术的作用和地位，将有助于我们今后能正确地理解、使用、管理和评价技术，从而能更好地适应未来迅速发展的社会需要。而正确地理解、使用、管理和评价技术的能力的强弱程度恰恰就代表了一个人技术素养的水平高低。

“提高学生技术素养”正是通用技术课程的基本目标之一！

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第三节

技术的未来

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