本书共12章，从科技发展的历史脉络切入，阐述现代科技的定义、特点及其与社会的关系，再引入批判性思维对学习现代科技的影响；深入讲解现代通信技术和物联网技术，包括5G/6G、无线传感网络等关键技术；全面剖析云计算与大数据技术；聚焦新能源技术；阐述新材料技术的特点、分类、应用领域及前沿新材料的典型案例；解析虚拟现实、增强现实等扩展现实技术以及元宇宙基础与应用场景；深入浅出地介绍人工智能基础、生成式AI与AIGC的核心概念、应用场景及技术实现；介绍健康科技与可穿戴设备；详细解读智能制造与数字孪生的融合技术；分析虚拟经济与数字经济的特征、应用场景及融合趋势；展示跨领域融合应用的多个案例；最后，讨论科技伦理与社会责任，结合正反面案例分析科技伦理的个人与企业责任，引导读者树立科技向善的价值观。

本书既适合高等院校计算机类、信息类专业学生作为教材使用，也适合作为对现代科技领域感兴趣的读者的参考书。书中丰富的理论知识与实际案例相结合，有助于读者深刻理解现代科技的内涵与发展趋势，激发创新思维，为学习与实践奠定坚实基础。

前言

课程教学进度表

第1章现代科技概论

11科技发展的历史脉络

111从农业文明到智能文明的演变

112四次工业革命的历程与影响

12现代科技的定义与特点

121现代科技的定义

122现代科技的特点

123现代科技与传统科技的区别

13科技与社会的关系

131科技对社会的推动作用

132社会对科技的需求与制约

14批判性思维对学习现代科技的影响

141批判性思维的定义

142批判性思维的强弱

143思维公正性的特质

144批判性思维能力

【习题】

第2章现代通信技术和物联网

21现代通信技术

2115G技术的特点与应用场景

2126G技术的展望与发展趋势

213无线传感网络

214光纤通信

215卫星通信

216时间敏感网络（TSN）

22物联网基础

221物联网的概念与架构

222物联网的关键技术

223物联网的应用领域

224工业物联网

23工业互联网技术

231关键技术

232网络体系

233平台体系

234数据体系

235安全体系

236应用场景

237物联网与工业互联网

24案例分析：华为5G技术应用

241案例1：智慧港口

242案例2：智慧矿山

243案例3：智能制造

25课堂讨论：现代通信技术的伦理与法律问题

【习题】

第3章云计算与大数据

31云计算基础

311云计算定义

312服务形式

313部署模式

314关键技术

315应用场景

32边缘计算

321边缘计算的定义

322边缘计算与云计算

33大数据基础

331大数据的定义

332用3V描述大数据特征

333大数据的关键技术

334大数据的应用领域

335大数据思维

34云计算与大数据的融合

341二者的关系与协同作用

342二者融合的技术特点

343二者融合的应用场景

35案例分析：亚马逊电商的智能推荐系统

351云计算与大数据的融合应用

352云计算与大数据融合的作用与成效

【习题】

第4章新能源技术

41新能源概述

411新能源的定义与分类

412新能源的核心优势

413新能源的应用场景

42清洁能源技术

421太阳能技术

422风能技术

423水能技术

424生物能技术

425地热能技术

426海洋能技术

43新能源汽车技术

431基本原理

432核心结构

433应用场景

434发展面临的挑战

44新型电力系统

441智能电网

442微电网

443虚拟电厂

45“双碳”目标与新能源

46案例分析：中国的光伏电站

47课堂讨论：新能源技术的挑战与未来

【习题】

第5章新材料技术

51新材料概述

511新材料的特点

512新材料的分类

513新材料的应用领域

514发展现状与趋势

52前沿新材料

521太阳能电池材料

522储氢合金材料

523可降解医用金属材料

524手性分子材料

525智能压电材料

526气凝胶材料

527纳米材料

528量子是材料吗？

53新材料的应用与挑战

531新材料在各领域的应用案例

532面临的挑战与发展趋势

54新材料的典型案例

55课堂讨论：新材料对创新创业的启发

【习题】

第6章虚拟现实与元宇宙技术

61扩展现实技术的发展

611虚拟现实技术

612增强现实技术

613混合现实技术

614VR、AR、MR的区别

615扩展现实技术

62拟真现实技术

621拟真现实的关键特点

622拟真现实与扩展现实

63扩展现实技术的硬件

631显示器

632位置追踪技术

633输入设备

634无线连接技术

635计算能力

636电池技术

637传感器技术

638头戴式设备

639AI驱动的优化

6310多模态交互

63113D仿真

63123D与4D打印技术

64元宇宙基础

641元宇宙的历史背景

642元宇宙的定义

643扩展现实与元宇宙

644拟真现实与元宇宙

645元宇宙的应用场景

65案例分析：Roblox游戏平台

651技术特点与创新

652应用场景与案例

653社会与经济影响

66课堂讨论：元宇宙对社会的影响

【习题】

第7章人工智能与AIGC

71人工智能基础

711AI的定义

712AI的实现途径

72生成式AI与AIGC

721什么是判别式AI

722生成式AI的定义

723AIGC的定义

724生成式AI与AIGC的关系

73智能内容生成

731内容孪生

732内容编辑

733内容理解

734AIGC的应用场景

74人工智能核心领域

741机器学习和深度学习

742监督学习、无监督学习与强化学习

743计算机视觉

744自然语言处理

745AI与其他技术的融合

75案例分析：DeepSeek及其应用

751技术实现

752应用场景

753意义与影响

76课堂讨论：人工智能的未来与挑战

【习题】

第8章健康科技与可穿戴设备

81健康科技概述

811关于循证医学

812健康科技的关键技术

813什么是基因组学技术

814基因组学技术的分类与应用

82AIGC加速药物发现

821AIGC用于药物发现

822AIGC为流程各阶段增加价值

823AIGC助力药物研究

83AIGC的医疗健康应用

831医学影像诊断系统

832智能病历管理系统

84可穿戴设备与应用

841设备分类

842核心技术

843应用领域

844安全问题

845未来展望

85案例分析：智能眼镜的技术与应用

851技术特点

852应用场景

86课堂讨论：可穿戴设备的隐私与安全问题

【习题】

第9章智能制造与数字孪生

91智能制造基础

911制造系统的概念

912分布式数字控制

913多智能体系统

914综合特征

915智能技术

916测控装置

917运作过程

918AI在制造中的应用

92建筑信息模型

93数字孪生基础

931概念与特点

932核心技术

933动态仿真

934数字孪生的价值

94智能制造融合数字孪生

941数字孪生技术在智能制造中的应用

942智能制造与数字孪生融合的技术特点

943智能制造与数字孪生融合的应用场景

95案例分析：通用电气燃油喷嘴增材制造

96课堂讨论：智能制造的未来与挑战

【习题】

第10章虚拟经济与数字经济

101虚拟经济基础

1011什么是虚拟经济

1012虚拟经济的特征

1013虚拟资产

1014虚拟货币

1015虚拟商品

102虚拟经济与元宇宙

103数字经济基础

1031数字经济的组成

1032核心特征

1033应用场景

104虚拟经济与数字经济的融合

1041融合的内涵

1042数字经济与元宇宙的结合

105案例分析：阿里巴巴、腾讯的数字经济实践

1051阿里巴巴的数字经济实践

1052腾讯的数字经济实践

1053Decentraland虚拟土地交易

106课堂讨论：数字经济的监管与隐私保护

【习题】

第11章跨领域融合应用

111跨领域融合的概念与意义

112跨领域融合的挑战与机遇

1121技术融合的难点与解决方案

1122政策与市场的适应性

1123跨领域融合的机遇

1124跨领域融合面临的挑战

113案例分析：AIGC与内容创作

1131技术实现

1132融合优势

1133案例分析

1134未来展望

114案例分析：低空经济与无人机应用

1141技术实现

1142应用场景与创新点

1143意义与影响

1144未来展望

115案例分析：基于区块链的供应链金融

1151技术实现

1152业务流程和主要参与方

1153安全治理措施

1154优势与创新点

1155典型意义与应用成效

116课堂讨论：跨领域融合的创新思路

【习题】

第12章科技伦理与社会责任

121科技伦理基础

1211科技伦理的四大原则

1212科技伦理的现状与热点问题

122伦理驱动科技向善

1221科技伦理与社会责任的关系

1222科技伦理对社会责任的指导作用

1223社会责任对科技伦理的约束作用

123科技向善的价值观

1231科技向善的核心含义

1232科技向善的具体体现

1233科技向善价值观的实践路径

1234科技向善价值观的现实意义

1235科技伦理的未来展望

124科技伦理案例分析

1241正面案例：维基解密与“吹哨人”行为

1242反面案例：社交媒体平台算法设计

125课堂讨论：科技伦理的个人与企业责任

【习题】

附录习题参考答案

参考文献