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。
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。
引导学生通过“无线家庭”的“无线生活”、“月球城市”、太空旅游、水上住宅、海上度假乐园、海底隧道、进行概括:技术的未来充满希望。
技术的未来是光明的还是黑暗的?如何看待技术的未来?
(三)自主学习:当确定了要探究的问题以后,不是告诉学生如何去解答这些问题,而是让学生自己阅读课本,让学生自己去探索,通过发挥自己的想象力,运用自己的创新思维,获取信息,从而了解技术的未来发展趋势,形成对技术的积极情感和理性态度。
阅读:爱因斯坦《告后人书》
爱因斯坦《告后人书》告诉我们什么?
问题提出:为什么爱因斯坦在《告后人书》中写到:“一想到未来,大家都忧心忡忡。”
讨论:互联网技术、基因食品等高科技未来的发展给人们的生活带来怎样的影响?
(四)协作学习:学生分组阅读课本,解决原先确定的探究问题以后,互相讨论、交流,在此基础上选派一位代表发言,共享讨论、交流后的结论。
注:小组成员搜集的材料进行归纳、总结,然后拿出一份有代表性的方案作总结性的发言。
(五)课堂活动:分组展开辨论,在这过程中,不仅提高学生语言表达能力,还可以培养学生应变能力,加深巩固知识,在一定程度上,使学生不仅能扩展自己对知识的理解,而且能提高质疑、推理和批判性地思考科学现象的能力。
辩论:技术的进一步发展是给人类社会带来进步还是带来灾难?
正方:技术的进一步发展是给人类带来进步。
反方:技术的进一步发展是给人类带来灾难。
(如学生辩论时有困难,引导学生从克隆、核能等方面进行辩论)
辩论引导:
对“技术的未来”,既不需要旷世悲怆,也不需要盲目乐观。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,并共同建构协调的未来的技术世界。
(六)课堂小结:人类的需求和愿望是技术发明与创新的动力,而技术的发展解放和发展了人类,改变了人类的工作和生活方式。对技术的未来既充满希望,同时也隐含威胁;我们应理性对待技术的未来发展。
九、知识结构
技术的未来:
1、充满希望
2、隐含威胁
3、理性看待技术
十、作业设计
1.查阅资料,分析互联网、克隆技术、转基因食品等高新技术未来的发展将给我们的生活带来怎样的影响。
引导:注意从正反两个方面分析。
2.综合实践活动指导:
课本P021.3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:管小姐是六个月前施行的手术,我们需不需要去看望她?或者通过某种途径与她取得联系。假设她现已出院,“割骨增高术”取得了成功,你如何看待这项技术?
十一、问题和讨论
1、未来的手机:
以小组为单位,完成“未来的手机”设计作业:
要求:设计过程中所出现的科学技术尽可能符合现有的科技水平,不要过于科幻的科技概念;作品为5—10年后大众化的手机。
讨论:
(1)手机的不断改进说明了什么问题?
(2)未来的手机及使用可能会造成什么样的负面影响?
2、撰写“科学技术与未来”小论文一篇。
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