《技術的未來》教學設計
在日新月異的21世紀,人類社會將繼續發生重要變化,技術將日益成為引導社會變化、塑造社會變化、應對社會變化的重要因素。面對技術對人類、對社會所產生的重大影響,人們常常會問:未來的技術將走向何處?出示本節課的學習內容及學習目標(幻燈片)
(二)提出問題:
(1)結合日常生活中自己所知道的某項技術,大膽設想該項技術的未來。
(2) 平時我們所說無線技術是什么?:
【案例分析】
“無線家庭”的“無線生活”:
就“無線家庭一天的無線生活”,根據自已所知道的技術,,口頭續編文莉一家晚上的生活
“月球城市”:(采用兩人對話:)
甲:月球城市”有多大?
乙:那時,你會到“月球城市”去嗎?
甲:你乘什么上月球?
乙:宇宙飛船
甲:聽說:乘“天梯”更好呢?
乙:“天梯”是什么呀?
甲:通往太空,連接空間站和地球的鐵路、纜繩,將航天器和旅游者帶到太空去。
乙:奧,這么神奇呀。那我們什么時候可以乘上“天梯”呢?
甲:科學研究所愛德華茲說:“2019年”。天梯研發報告稱:“建成少則xx年,多則50年后”。(不過得是在資金到位的情況下)。
背景資料:
近年來,科學家提出的有關天梯的設想,以其誘人的前景和較現實的可行性,吸引了整個航天界。因為,天梯一旦建成,它就像高速公路一樣可以24小時運轉,將航天器和旅游者帶到太空去。由于天梯的運輸費用將比火箭小兩個量級,從而,人類將進入真正的“太空時代”。
從幻想到現實
這種大膽的設想首先是俄羅斯著名的航天科學家齊奧爾科夫斯基在1895年提出來的,他被巴黎的艾菲爾鐵塔所激動,提出建造一個塔通向太空。他設想在一個紡錘形的纜繩的終端放置一個太空城堡,這個城堡在地球靜止軌道上圍繞地球旋轉。
愛德華茲博士在過去數年里一直都在潛心研究 “天梯計劃”。他介紹說,第一步,把一個攜帶天梯半成品的飛船發射到地球靜止軌道的衛星上,使其和地球同步飛行;第二步,把這個半成品的天梯從飛船上放下來,落到位于赤道海面的一個平臺上,這個平臺類似一般的海上發射衛星的平臺;第三步,把半成品的天梯錨定在平臺上;第四步,用一個由激光束提供能量的爬升器在這個天梯的半成品上上下移動,并把更多碳納米合成纖維纜繩擰在天梯半成品上,進一步完成天梯。整個制造過程大約要用兩年半的時間。另外,根據專家設想,天梯也可由電磁能驅動。電磁能驅動技術目前已在日本和歐洲的高速列車上得到應用。建成后這個爬升器就可以沿著天梯把物資和成噸重的衛星甚至人,緩緩運送到離地面約36000千米的地球靜止軌道上,時間大約需要7天半左右,回來也大約需要這么長的時間。
對愛德華茲來說,建造天梯最大的技術挑戰,就是找到制造纜繩的材料。它必須異常堅硬又要異常輕巧,還要能抵抗任何腐蝕。為了這個曾被稱為“無法得到”的材料,科學家們足足等待了幾十年。 1991年,日本科學家發明了碳納米管,這種材料比鋼輕6倍,而韌度要比鋼高出幾百倍。但這種材料的生產成本太高。美國休斯敦賴斯大學的史密斯和他的同事們正在研究一種專利——碳納米鋼索材料,據說,他們可以將碳納米鋼索的生產成本降到每克1美元以下。