教师科学素养

1、 一、科学一、科学 Science，日本人翻译为，日本人翻译为“科学科学”，19世纪世纪末传到中国。日本人认为西方的学问完全不同于末传到中国。日本人认为西方的学问完全不同于中国。西方的学问是分科研究的：数、理、化、中国。西方的学问是分科研究的：数、理、化、天、地、生；中国的学问是综合的，文史哲不分天、地、生；中国的学问是综合的，文史哲不分家。日本人心目中的家。日本人心目中的“科学科学”，就是要同中国传，就是要同中国传统文化划清界限。统文化划清界限。“五四五四”提出科学、民主，也提出科学、民主，也是要同传统文化思想划清界限。是要同传统文化思想划清界限。 科学是个难以界定的名词，人们对它有多种科学

2、是个难以界定的名词，人们对它有多种解释，想给科学下一个永恒不变的定义是难以做解释，想给科学下一个永恒不变的定义是难以做到的，我们沿着历史的轨迹，把众多的科学定义、到的，我们沿着历史的轨迹，把众多的科学定义、解释加以概括，提出一个具有代表性的概念，加解释加以概括，提出一个具有代表性的概念，加深我们对深我们对“科学科学”的理解和认识。的理解和认识。 1、科学是人对客观世界的认识，是反映客观、科学是人对客观世界的认识，是反映客观事实和规律的知识。事实和规律的知识。 实践出真知。人们在生产实践，生活实践科学实验中实践出真知。人们在生产实践，生活实践科学实验中得到知识，如果所得到的知识能反映客观事实和规

3、律，它得到知识，如果所得到的知识能反映客观事实和规律，它就是真知，就是科学。就是真知，就是科学。1888年，首创进化论学说的生物学年，首创进化论学说的生物学家达尔文经过对遍游四大洲三大洋收集到的大量事实的分家达尔文经过对遍游四大洲三大洋收集到的大量事实的分类比较研究，给科学定义类比较研究，给科学定义“科学就是整理事实，以便从中科学就是整理事实，以便从中得出普遍的规律或结论。得出普遍的规律或结论。” 事实可以是历史事实，社会事实，自然界的事实和其事实可以是历史事实，社会事实，自然界的事实和其他事实。科学就是发现人们未知的事实，如化学家发现新他事实。科学就是发现人们未知的事实，如化学家发现新元素。

4、发现这些人所知的事实的人，就是科学家。英国科元素。发现这些人所知的事实的人，就是科学家。英国科学家学家H戴维用电解技术分离出钾和钠，使人们看到了钾和戴维用电解技术分离出钾和钠，使人们看到了钾和钠存在的事实，居里夫人发现了镭和钋，使人们看到了这钠存在的事实，居里夫人发现了镭和钋，使人们看到了这些天然放射性元素存在的事实。这种以事实为依据，实事些天然放射性元素存在的事实。这种以事实为依据，实事求是，一切从事实出发，用实践来检验理论的行为准则就求是，一切从事实出发，用实践来检验理论的行为准则就是科学态度，科学精神。是科学态度，科学精神。 事实可以是历史事实，社会事实，自然界的事实可以是历史事实，社会

5、事实，自然界的事实和其他事实。科学就是发现人们未知的事实，事实和其他事实。科学就是发现人们未知的事实，如化学家发现新元素。发现这些人所知的事实的如化学家发现新元素。发现这些人所知的事实的人，就是科学家。英国科学家人，就是科学家。英国科学家H戴维用电解技术戴维用电解技术分离出钾和钠，使人们看到了钾和钠存在的事实，分离出钾和钠，使人们看到了钾和钠存在的事实，居里夫人发现了镭和钋，使人们看到了这些天然居里夫人发现了镭和钋，使人们看到了这些天然放射性元素存在的事实。这种以事实为依据，实放射性元素存在的事实。这种以事实为依据，实事求是，一切从事实出发，用实践来检验理论的事求是，一切从事实出发，用实践来检

6、验理论的行为准则就是科学态度，科学精神。行为准则就是科学态度，科学精神。 人类在生产生活中发现事物之间有千丝万缕的人类在生产生活中发现事物之间有千丝万缕的内在的联系，这种联系就是规律。如内在的联系，这种联系就是规律。如“月晕而风，月晕而风，础润而雨础润而雨”，人们发觉了，人们发觉了“月晕月晕”就将要刮风，就将要刮风，“础润础润”就将要下雨这些联系。这种反映客观事就将要下雨这些联系。这种反映客观事实之间的联系的准确判断就是发现了客观规律。实之间的联系的准确判断就是发现了客观规律。这种规律，就是知识，就是学问，也就是科学了。这种规律，就是知识，就是学问，也就是科学了。 只要深刻认识了只要深刻认识了

7、“事实事实”和和“规律规律”，我们就，我们就是认识了科学。是认识了科学。 2、科学是反映客观事实和规律的知识、科学是反映客观事实和规律的知识体系。体系。 20世纪初，人们认识到科学是由很多知识门世纪初，人们认识到科学是由很多知识门类交织组成的知识体系。科学不是事实或规律的知类交织组成的知识体系。科学不是事实或规律的知识单元，而是由这些知识单元组成学科，学科又组识单元，而是由这些知识单元组成学科，学科又组成学科群，形成一个多层次组成的体系。成学科群，形成一个多层次组成的体系。 科学家是系统掌握某一方面知识并能利用这些科学家是系统掌握某一方面知识并能利用这些知识对诸多现象作出解释的人，科学家不仅是

8、知识知识对诸多现象作出解释的人，科学家不仅是知识的发现者，更重要的还是知识的综合者，古今中外的发现者，更重要的还是知识的综合者，古今中外的大学问家，都是在综合知识中创造，在发现知识的大学问家，都是在综合知识中创造，在发现知识中综合才成为科学家的。在综合化过程中，按照内中综合才成为科学家的。在综合化过程中，按照内在的逻辑关系把已知知识（或定理）条理化、系统在的逻辑关系把已知知识（或定理）条理化、系统化，发现矛盾或空白，再作观察，试验论证，得出化，发现矛盾或空白，再作观察，试验论证，得出新的原理，补充和完善了知识体系，这是一种科学新的原理，补充和完善了知识体系，这是一种科学过程。过程。 3、科学是

9、一项反映事实和规律的、科学是一项反映事实和规律的知识体系相关活动的事业。知识体系相关活动的事业。 第二次世界大战后，人们的科学概念发第二次世界大战后，人们的科学概念发生了巨大的变化。那种把科学概念仍停留在生了巨大的变化。那种把科学概念仍停留在上世纪初，认为只是反映客观事实和规律的上世纪初，认为只是反映客观事实和规律的普通客观真理的知识体系的认识已经不够了。普通客观真理的知识体系的认识已经不够了。现在，人们认为现在，人们认为“科学是一种建制科学是一种建制”，即科，即科学已成为一项国家事业。又由于不同国籍的学已成为一项国家事业。又由于不同国籍的科学家之间实现合作，科学成为一项国际事科学家之间实现合

10、作，科学成为一项国际事业或产业，被称为业或产业，被称为“第四产业第四产业”。 科学作为一项事业，在社会总体活动中的地科学作为一项事业，在社会总体活动中的地位和功能的表现有两方面：一方面在精神文明方位和功能的表现有两方面：一方面在精神文明方面，即认识世界是科学的认识功能；二是在物质面，即认识世界是科学的认识功能；二是在物质文明方面，即改造世界，是科学的生产力功能。文明方面，即改造世界，是科学的生产力功能。历史证明，全民族重视发扬科学精神之日，就是历史证明，全民族重视发扬科学精神之日，就是经济与社会兴旺发达之时。人民群众的科学意识、经济与社会兴旺发达之时。人民群众的科学意识、科学素质形成高位势能，

11、是今日国家高速发展走科学素质形成高位势能，是今日国家高速发展走在世界前列的重大动力。在世界前列的重大动力。 科学的一般定义是：科学的一般定义是：科学是关于现实本质科学是关于现实本质联系的客观真知的动态体系，这些客观真知是由联系的客观真知的动态体系，这些客观真知是由于特殊的社会活动而获得和发展起来的，并且由于特殊的社会活动而获得和发展起来的，并且由于其应用而转化为社会的直接实践力量。于其应用而转化为社会的直接实践力量。 科学是从观察星空、努力拓展人的精科学是从观察星空、努力拓展人的精神能量开始的。爱因斯坦说：神能量开始的。爱因斯坦说：“对宇宙的宗对宇宙的宗教感情是科学研究最强大、最高尚的动教感情

12、是科学研究最强大、最高尚的动力。力。”“”“宇宙最不可理解之处，就在于它居宇宙最不可理解之处，就在于它居然是可以被理解的然是可以被理解的”。 科学需要求真的审美眼光。科学需要求真的审美眼光。 科学需要诚实的的研究态度。科学需要诚实的的研究态度。 科学体现进取的创新品格。科学体现进取的创新品格。 科学蕴含实践的现实力量。科学蕴含实践的现实力量。 关于技术的概念，人类自古至今在不断地对它进行考关于技术的概念，人类自古至今在不断地对它进行考察研究。古希腊时，亚里士多德曾把技术看作是制作的智察研究。古希腊时，亚里士多德曾把技术看作是制作的智慧。在罗马时代，人们不但看到技术的慧。在罗马时代，人们不但看到

13、技术的“制作制作”这一事实这一事实的方面，还看到了它的的方面，还看到了它的“知识形态知识形态”的虚的方面。的虚的方面。17世纪，世纪，英国培根（英国培根（1561-1626）曾提出把技术作为操作性学问来）曾提出把技术作为操作性学问来研究。尔后人们提出了研究。尔后人们提出了“技术论技术论”。至。至18世纪末，法国科世纪末，法国科学家狄德罗（学家狄德罗（17131784）在他主编的）在他主编的百科全书百科全书“技技术术”条目中提出：条目中提出：“技术是为某一目的共同协作组成的各技术是为某一目的共同协作组成的各种工具和规则体系。种工具和规则体系。”这个定义提出这个定义提出5个要点：个要点：把技术与把

14、技术与科学区别开，技术是科学区别开，技术是“有目的有目的”的；的；强调技术的实现是强调技术的实现是通过广泛通过广泛“社会协作社会协作”完成的；完成的；指明技术的首要表现是指明技术的首要表现是生产生产“工具工具”，是设备，是硬件；，是设备，是硬件；指出技术的另一表现指出技术的另一表现形式形式“规则规则”，即生产使用的工艺、方法、制度等知识，即生产使用的工艺、方法、制度等知识，这就是软件；这就是软件；和科学一样，把定义的落脚点放在和科学一样，把定义的落脚点放在“知识知识体系体系”上，即技术是成套的知识系统。上，即技术是成套的知识系统。 直到现在，许多辞书上的技术定义，基本上没有超出直到现在，许多辞

15、书上的技术定义，基本上没有超出狄德罗的技术概念范围，认为技术是有关生产劳动的经验狄德罗的技术概念范围，认为技术是有关生产劳动的经验和知识，也泛指其他操作方面的技巧。和知识，也泛指其他操作方面的技巧。 科学和技术是辩证统一的整体，科学中有技术，科学和技术是辩证统一的整体，科学中有技术，如物理中有实验技术；技术中也有科学，如杠杆、如物理中有实验技术；技术中也有科学，如杠杆、滑轮等也有力学。技术产生科学，如射电望远镜的滑轮等也有力学。技术产生科学，如射电望远镜的发明与使用，产生了射电天文学；科学也产生技术，发明与使用，产生了射电天文学；科学也产生技术，著名例证如下：著名例证如下： 1831年发现电机

16、原理，年发现电机原理，1882年生产出发电机；年生产出发电机； 1862年发现内燃机原理，年发现内燃机原理，1876年生产出内燃机；年生产出内燃机； 1925年发现雷达原理，年发现雷达原理，1935年制造出雷达；年制造出雷达； 1928年发现青霉素，年发现青霉素，1943年生产出青霉素；年生产出青霉素； 1938年发现核裂变，年发现核裂变，1945年制造出原子弹；年制造出原子弹； 1948年发现半导体，年发现半导体，1954年生产出半导体收音年生产出半导体收音机。机。 科学回答的科学回答的“是什么是什么”、“为什么为什么”，技术，技术回答的是回答的是“做什么做什么”、“怎样做怎样做”；科学提供

17、物；科学提供物化的可能，技术提供物化的现实；科学是发现，化的可能，技术提供物化的现实；科学是发现，技术是发明；科学是创造知识的研究，技术是综技术是发明；科学是创造知识的研究，技术是综合利用知识于需要的研究。合利用知识于需要的研究。 区别科学与技术的目的，不是将它们分开而区别科学与技术的目的，不是将它们分开而是辩证统一地加以理解。注重技术时要想到科学，是辩证统一地加以理解。注重技术时要想到科学，注重科学时要想到技术。对于科学来说，技术是注重科学时要想到技术。对于科学来说，技术是科学的延伸；对于技术来说，科学是技术的升华。科学的延伸；对于技术来说，科学是技术的升华。 “科学技术是生产力科学技术是生

18、产力”是马克思主义的一个是马克思主义的一个基本原理。现代科技的发展，使得它在经济和社基本原理。现代科技的发展，使得它在经济和社会发展中的作用越来越大。上世纪会发展中的作用越来越大。上世纪80年代，邓小年代，邓小平同志审时度势，高瞻远瞩，进一步作出平同志审时度势，高瞻远瞩，进一步作出“科学科学技术是第一生产力技术是第一生产力”的科学论断，为我国经济和的科学论断，为我国经济和社会发展提供了强大驱动力。这一科学论断，已社会发展提供了强大驱动力。这一科学论断，已经有力地加速了我国的社会主义现代化建设，并经有力地加速了我国的社会主义现代化建设，并且必将更加有力地促进我国经济和社会不断向前且必将更加有力地

19、促进我国经济和社会不断向前发展。发展。“科学技术是第一生产力科学技术是第一生产力”的战略思想，的战略思想，具有重大的现实意义和深远的历史意义。具有重大的现实意义和深远的历史意义。 （1）产品科技含量高密化）产品科技含量高密化 自上世纪自上世纪80年代以来，产品、商品中的科技年代以来，产品、商品中的科技含量达到高度密集的程度。统计资料表明，第二次含量达到高度密集的程度。统计资料表明，第二次世界大战后产品的科技含量每隔世界大战后产品的科技含量每隔10年增长年增长10倍。倍。50年代钢材1元/公斤60年代汽车、洗衣机、电冰箱30元、60元、90元/公斤70年代微机1000元/公斤80年代软件重量极轻

20、，科技含量高极高，价格极昂贵90年代及以后高精尖端产品价值无限 发明发明 应用应用 19世纪电动机世纪电动机65年无线电通讯年无线电通讯35年电年电 话话56年真空管年真空管31年年20世纪雷达世纪雷达15年喷气发年喷气发动机动机14年电视年电视12年尼龙年尼龙11年核裂变年核裂变4年集成年集成电路电路2年激光器年激光器1年电子计算机技术、通讯年电子计算机技术、通讯技术等变革速度更快，有目共睹。技术等变革速度更快，有目共睹。 发明发明 应用应用19世纪世纪电动机电动机65年年无线电通无线电通讯讯35年年电 话56年真空管31年20世纪雷达15年喷气发动机14年电视12年尼龙11年核裂变4年集成

21、电路2年激光器1年 高科技及其产业可以促进劳动生产率的高科技及其产业可以促进劳动生产率的大幅度提高。大幅度提高。 据统计，中国人均年产值（约数）据统计，中国人均年产值（约数） 手工业手工业 0.2万元万元 传统工业传统工业 2万元万元 高科技高科技 20万元万元 1982年，美国使用电子计算机完成的年，美国使用电子计算机完成的工作量，相当于工作量，相当于4000亿脑力劳动者亿脑力劳动者1年的工年的工作量。作量。 高科技领域里的每次突破，都会带动高科技领域里的每次突破，都会带动一大批新产业的建立。如激光技术不仅可一大批新产业的建立。如激光技术不仅可以用于军事工业，而且在激光加工、激光以用于军事工

22、业，而且在激光加工、激光测量，医用激光等方面得到广泛应用。测量，医用激光等方面得到广泛应用。 高科技及产业的发展，深刻改变了传高科技及产业的发展，深刻改变了传统产业的技术面貌。半导体、集成电路的统产业的技术面貌。半导体、集成电路的迅速发展取代了电子管，提高了工业产品迅速发展取代了电子管，提高了工业产品的产量、质量，降低了成本，提高了竞争的产量、质量，降低了成本，提高了竞争力；生物技术正在为古老农业的发展带来力；生物技术正在为古老农业的发展带来勃勃生机。勃勃生机。 自上世纪自上世纪80年代以来，发展高科技及其产业已经成为年代以来，发展高科技及其产业已经成为一股世界性潮流。现在参加到高科技及其产业

23、竞争行列的一股世界性潮流。现在参加到高科技及其产业竞争行列的国家愈来愈多，不仅发达国家，甚至许多发展中国家都十国家愈来愈多，不仅发达国家，甚至许多发展中国家都十分重视高科技及其产业的发展。高科技的作用，从经济发分重视高科技及其产业的发展。高科技的作用，从经济发展来说是生产力，从军事角度来说是威慑力，从政治上来展来说是生产力，从军事角度来说是威慑力，从政治上来说是影响力，从社会发展而论是推动力。因此高科技的发说是影响力，从社会发展而论是推动力。因此高科技的发展水平已成为一个国家综合国力的主要因素，成为衡量一展水平已成为一个国家综合国力的主要因素，成为衡量一个国家发达与否的重要标志。据统计，在发达

24、国家科学技个国家发达与否的重要标志。据统计，在发达国家科学技术对国民经济总产值增长速度的贡献，上世纪初为术对国民经济总产值增长速度的贡献，上世纪初为5%-20%，上世纪中叶上升到，上世纪中叶上升到50%，上世纪，上世纪80年代上升到年代上升到60%-80%。邓小平提出：。邓小平提出：“社会生产力有这样巨大的发展，社会生产力有这样巨大的发展，劳动生产率有这样大幅度的提高，靠的是什么？最主要的劳动生产率有这样大幅度的提高，靠的是什么？最主要的是靠科学的力量，技术的力量。科学技术历史上对经济发是靠科学的力量，技术的力量。科学技术历史上对经济发展就有重大影响，而现代科学技术已成为影响经济增长的展就有重

25、大影响，而现代科学技术已成为影响经济增长的决定性因素。决定性因素。 蒙昧时代（蒙昧时代（8-10万年）万年）农业时代（农业时代（1万万年）年）工业时代（工业时代（200年）年）信息时代（信息时代（30-40年）年）高科技综合大发展时代（海洋时代、高科技综合大发展时代（海洋时代、空间时代、太阳能时代、遗传工程时代、纳米技空间时代、太阳能时代、遗传工程时代、纳米技术时代等）。术时代等）。 人类已有几百万年的历史了，但人类文化生人类已有几百万年的历史了，但人类文化生活也只有六七千年。在这期间，人们对科学技术活也只有六七千年。在这期间，人们对科学技术应用，从应用，从“必然王国必然王国”到到“自由王国自

26、由王国”，越来越，越来越自觉地将科学技术应用到生产、生活上，而每一自觉地将科学技术应用到生产、生活上，而每一次科技革命，都会引起社会变革性的发展。次科技革命，都会引起社会变革性的发展。 1、“第一发明第一发明”弓箭使用，使人类由狩猎时代进入弓箭使用，使人类由狩猎时代进入畜牧时代。畜牧时代。 生产效率提高生产效率提高猎物有剩猎物有剩豢养（出现家畜）。豢养（出现家畜）。 2、第一次技术革命、第一次技术革命钻木取火，极大地提高、改善钻木取火，极大地提高、改善了人类生活水平。了人类生活水平。 照明、取暖、熟食、照明、取暖、熟食、“制陶技术制陶技术”生活方式根本性生活方式根本性的变化，人的寿命延长。的变

27、化，人的寿命延长。 “钻木取火钻木取火”是人类第一次伟大发明，是最早的一次技术是人类第一次伟大发明，是最早的一次技术革命。革命。 3、金属的使用，使人类由游牧生活进入农业社会。、金属的使用，使人类由游牧生活进入农业社会。 金属农具为代表的整套农业技术的推广使用，形成人类金属农具为代表的整套农业技术的推广使用，形成人类史上的史上的“第一次浪潮第一次浪潮”（公元前（公元前8000年年公元公元1750年）。年）。 4、“四大发明四大发明”使世界发生第一次生产力高峰（中使世界发生第一次生产力高峰（中国）。国）。 造纸术、火药、指南针、印刷术合称中国古代造纸术、火药、指南针、印刷术合称中国古代“四大发四

28、大发明明”。 5、“产业革命产业革命”使世界出现第二次生产力高峰（英使世界出现第二次生产力高峰（英国）。国）。 中国的中国的“四大发明四大发明”对欧洲的历史进程带来巨大的影对欧洲的历史进程带来巨大的影响：响： 第一第一、产生了、产生了“文艺复兴文艺复兴”的思想解放运动；的思想解放运动； 第二第二、使人类进入、使人类进入“科学实验时代科学实验时代”； 第三第三、产生了、产生了“科学方法论科学方法论”； 第四第四、蒸气机改变了世界。、蒸气机改变了世界。 6、化工技术革命，使世界发生第三次生产力高峰（德、化工技术革命，使世界发生第三次生产力高峰（德国）。国）。 科研走在生产前面，这个不可抗拒的客观规

29、律在德国科研走在生产前面，这个不可抗拒的客观规律在德国工业发展史上得到充分体现。工业发展史上得到充分体现。 7、电力技术革命，引发世界第四次生产力高峰（美、电力技术革命，引发世界第四次生产力高峰（美国）。国）。 电力技术的成功使人类迎来了电力技术的成功使人类迎来了“电气化时代电气化时代”，美国的，美国的产业技术革命带来了空前的经济繁荣，完成和完善了欧洲的产业技术革命带来了空前的经济繁荣，完成和完善了欧洲的钢铁、化工和电力这生产文明的三大技术，同时也完成和发钢铁、化工和电力这生产文明的三大技术，同时也完成和发展了汽车、飞机和无线电这些的谓生活文明的三大技术。展了汽车、飞机和无线电这些的谓生活文明

30、的三大技术。 1876年，美国人贝尔发明了电话，年，美国人贝尔发明了电话，1885年就年就在欧洲普及。在欧洲普及。 1880年美国在欧洲钢铁技术的基础上建成自己年美国在欧洲钢铁技术的基础上建成自己的钢铁生产技术，大大加快钢铁工业发展，的钢铁生产技术，大大加快钢铁工业发展，1870年，年，钢产量只有钢产量只有7万吨，万吨，1889年达到年达到400万吨，占世界第万吨，占世界第一位。一位。 1903年莱特兄弟发明飞机，发展到现在美国的年莱特兄弟发明飞机，发展到现在美国的波音航空公司是世界上最大的航空工业公司。波音航空公司是世界上最大的航空工业公司。 1906年美国人德福雷斯特发明了无线电关键部年美

31、国人德福雷斯特发明了无线电关键部件三极真空管；件三极真空管；1910年美国建立成第一个广播电台，年美国建立成第一个广播电台，收音机进入家庭，收音机进入家庭，1926年建成全国广播网。年建成全国广播网。 1927年汽车总产量占世界的年汽车总产量占世界的80%，仅福特汽车，仅福特汽车厂年销售量达厂年销售量达1500万辆，是世界最大的汽车厂，美万辆，是世界最大的汽车厂，美国也成为国也成为“汽车王国汽车王国”。 1927年年1934年，美国的石油化工工业迅年，美国的石油化工工业迅猛发展，纤维、塑料和橡胶三大石油化工合成工猛发展，纤维、塑料和橡胶三大石油化工合成工业产值业产值8年中增加年中增加19倍，使

32、美国成为倍，使美国成为“石油化工石油化工技术王国技术王国”。 1929年，美国发明彩色电视机。年，美国发明彩色电视机。 1947年，美国利用微波通讯，实现电视电年，美国利用微波通讯，实现电视电话的中继与多路传送。话的中继与多路传送。 1948年，美国人发明半导体收音机。年，美国人发明半导体收音机。 1953年美国用油量超过了用煤量（年美国用油量超过了用煤量（1859年年打出第一口油井），实现了煤与油燃料转换，打出第一口油井），实现了煤与油燃料转换，1960年石油消费量占世界年石油消费量占世界60%。 1960年，美国人使激光技术得到应用，迎来年，美国人使激光技术得到应用，迎来激光通讯时代。激光

33、通讯时代。 当时美国还处在殖民地的经济落后状态。经当时美国还处在殖民地的经济落后状态。经过过30年，通过工业技术革命、创新，使产值上升年，通过工业技术革命、创新，使产值上升9倍，跃居世界第一经济大国，名副其实成为世倍，跃居世界第一经济大国，名副其实成为世界科技中心。界科技中心。 8、技术综合创新的高科技，使世界形成第、技术综合创新的高科技，使世界形成第五次生产力高峰（日本）。五次生产力高峰（日本）。 办法：引进办法：引进消化消化吸收吸收发展发展 指导思想：综合就是创造指导思想：综合就是创造 技术体系：三分欧洲七分美国（新技术综合）技术体系：三分欧洲七分美国（新技术综合） 日本教育特点：强化全民

34、教育日本教育特点：强化全民教育科技知识科技知识（学校），道德习惯（家庭），敬业精神、忠于（学校），道德习惯（家庭），敬业精神、忠于职守（部门），竞争意识（社会）。职守（部门），竞争意识（社会）。 19世纪的三大发现：进化论（宏观）、细世纪的三大发现：进化论（宏观）、细胞学说（微观）、能量守恒和转化定律。胞学说（微观）、能量守恒和转化定律。 一、科学发展新趋势一、科学发展新趋势 极小的领域进军极小的领域进军 发展方向发展方向 较大的领域进军较大的领域进军 比较复杂的交叉科学进军比较复杂的交叉科学进军 20世纪是科学的世纪世纪是科学的世纪 1905年和年和1906年，爱因斯坦先后创立了狭义相年，爱

35、因斯坦先后创立了狭义相对论和广义相对论。对论和广义相对论。 1903年发明第一架飞机。年发明第一架飞机。 1908年开始大量生产汽车。年开始大量生产汽车。 1919年至年至1938年发现原子核裂变年发现原子核裂变“链式反链式反应应”。 1923年至年至1926年间创立了物质波理论，建立了年间创立了物质波理论，建立了完整的量子力学（波动力学）体系，完成了物理学完整的量子力学（波动力学）体系，完成了物理学上的第五次大综合。量子力学加速了原子和分子物上的第五次大综合。量子力学加速了原子和分子物理学发展，架起了物理学通向化学和生物学的桥梁。理学发展，架起了物理学通向化学和生物学的桥梁。 40年代到年代

36、到50年代末，遗传学从细胞水年代末，遗传学从细胞水平发展到分子水平，平发展到分子水平，DNA技术、遗传工程技术、遗传工程得到重大发展得到重大发展 。 1946年第一台电子计算机问世。年第一台电子计算机问世。 1948年生产出第一台电视机。年生产出第一台电视机。 20世纪末，全球掀起的一场新的技术世纪末，全球掀起的一场新的技术革命革命信息革命，使世界经济从工业化信息革命，使世界经济从工业化阶段进入信息阶段。多媒体技术、信息网阶段进入信息阶段。多媒体技术、信息网络建设（国外称为络建设（国外称为“信息高速公路信息高速公路”）是）是20世纪最伟大的通信技术奇迹的一部分。世纪最伟大的通信技术奇迹的一部分

37、。 1、扫描隧道显微镜（、扫描隧道显微镜（STM）与纳米技）与纳米技术术 实现实现“按人的意志摆布原子按人的意志摆布原子”的幻想。的幻想。 1纳米纳米=10-9米米 纳米技术是一种在微观环境下工作的新纳米技术是一种在微观环境下工作的新技术，它将人类认识自然和改造自然的能力技术，它将人类认识自然和改造自然的能力直接伸展到分子和原子领域，实现一场新的直接伸展到分子和原子领域，实现一场新的技术革命。纳米科学具有不可估量的发展前技术革命。纳米科学具有不可估量的发展前景，世界各国都在积极地进行研究，纳米时景，世界各国都在积极地进行研究，纳米时代即将到来。代即将到来。 2、碳、碳60的开发利用的开发利用

38、金刚石和石墨，由于具有一些独特性质和应用，金刚石和石墨，由于具有一些独特性质和应用，我们对它们都比较熟悉。多少年来，人们一直认为我们对它们都比较熟悉。多少年来，人们一直认为碳只有这两种同素异形体。碳只有这两种同素异形体。1985年美国休斯敦大年美国休斯敦大学研究人员用激光束轰击石墨表面时，意外地发现学研究人员用激光束轰击石墨表面时，意外地发现了碳的另一种结构状态，即碳了碳的另一种结构状态，即碳60。自此，关于碳。自此，关于碳60的研究便愈演愈烈。由于这种的研究便愈演愈烈。由于这种“足球分子足球分子”的各的各种奇特性能和非常大的应用前景，而被世界科学家种奇特性能和非常大的应用前景，而被世界科学家

39、公认为是公认为是“1991年世界明星分子年世界明星分子”和和“21世纪材世纪材料革命的主角料革命的主角”。科学家们被卷入了一场超级。科学家们被卷入了一场超级“分分子足球赛子足球赛”，竞赛场地遍及航天航空新燃料、医学，竞赛场地遍及航天航空新燃料、医学抗癌新药、抗癌新药、21世纪塑料、超微机械滚动轴承、微型世纪塑料、超微机械滚动轴承、微型电池以及新一代高速运算计算机的芯片等领域。它电池以及新一代高速运算计算机的芯片等领域。它还在化学工业、医学、电器工业、人造钻石等方面还在化学工业、医学、电器工业、人造钻石等方面有广泛应用，顷刻之间，碳有广泛应用，顷刻之间，碳60竟成了无所不能的竟成了无所不能的“魔

40、球魔球”了。了。 新物质、新材料是科技的先导，新物质、新材料是科技的先导，“人类文明往人类文明往往以材料的发展为标志往以材料的发展为标志”。 3、信息高速公路、信息高速公路 “信息高速公路信息高速公路”就是利用有线电视、电话、电脑系统就是利用有线电视、电话、电脑系统的联线，将各大学、研究机构、企业以至普通家庭联结起来的联线，将各大学、研究机构、企业以至普通家庭联结起来的信息网络，它是以信息交流为目的基础设施。我们可以把的信息网络，它是以信息交流为目的基础设施。我们可以把现在大家比较熟悉的现在大家比较熟悉的Internet看作是信息高速公路的雏形。看作是信息高速公路的雏形。 应用：时空概念彻底打

41、破，真正体验应用：时空概念彻底打破，真正体验“地球村地球村”的含义，的含义，非常方便地获取所需要的各种信息，缓解对能源、交通、环非常方便地获取所需要的各种信息，缓解对能源、交通、环境的压力。境的压力。 4、生物工程技术、生物工程技术 现代生物技术是运用现代生物科学，工程学和其它基础现代生物技术是运用现代生物科学，工程学和其它基础学科的知识，按照预先设计、对生物进行控制和改造或模拟学科的知识，按照预先设计、对生物进行控制和改造或模拟生物及其功能，用于发展、加工人类所需要的各种产品的现生物及其功能，用于发展、加工人类所需要的各种产品的现代新型跨学科高技术。代新型跨学科高技术。 生物技术已转变为新兴

42、的高技术，为解决人类面临的粮生物技术已转变为新兴的高技术，为解决人类面临的粮食、能源、环境和健康等重大问题开辟了一条新的通道。食、能源、环境和健康等重大问题开辟了一条新的通道。 基因工程和蛋白工程将成为此技术的核心。基因工程和蛋白工程将成为此技术的核心。 5、空间技术、空间技术 空间开发空间开发21世纪的最大产业。包括空间探世纪的最大产业。包括空间探测、空间工业、航天运输、空间军事等。有专家声测、空间工业、航天运输、空间军事等。有专家声称，人类对空间的探索时代已经结束，空间开发将称，人类对空间的探索时代已经结束，空间开发将是是21世纪初期世界上最大的工业。世纪初期世界上最大的工业。 目前的各种

43、卫星，如通讯卫星、气象卫星、地目前的各种卫星，如通讯卫星、气象卫星、地球资源卫星、导航卫星、侦察卫星等都已进入较成球资源卫星、导航卫星、侦察卫星等都已进入较成熟的实用阶段。熟的实用阶段。 继登月球之后，人类对火星、金星、土星、水继登月球之后，人类对火星、金星、土星、水星、天王星、海王星进行了探测；向宇宙深处发出星、天王星、海王星进行了探测；向宇宙深处发出了联络信息，以期能够寻找到第二个了联络信息，以期能够寻找到第二个“人类文明人类文明”。 先进的天文技术，将准确地预测其它天体对地先进的天文技术，将准确地预测其它天体对地球的球的“骚扰骚扰”，先进的航天技术能改变，先进的航天技术能改变“流星流星”

44、的的运行轨道，避免可能发生的地球毁灭性悲剧。运行轨道，避免可能发生的地球毁灭性悲剧。 在在21世纪，人类所进行的空间开发活动，犹如世纪，人类所进行的空间开发活动，犹如同人类在同人类在20世纪中所建造的公路、铁路网一样重要。世纪中所建造的公路、铁路网一样重要。 6、新能源的利用、新能源的利用 常规能源：煤、石油、天然气常规能源：煤、石油、天然气 新能源：太阳能、氢能、核能、地热新能源：太阳能、氢能、核能、地热能能 能源技术的不断创新，新能源的不断能源技术的不断创新，新能源的不断开发利用，到开发利用，到21世纪世界将进入世纪世界将进入“复合能复合能源时代源时代”，各国的能源结构都将向着多样，各国的

45、能源结构都将向着多样化、优质化和更加合理化的方向发展。化、优质化和更加合理化的方向发展。 7、新材料的开发应用、新材料的开发应用 材料是人类生存和发展的物质基础，人类文材料是人类生存和发展的物质基础，人类文明往往以材料的发展为标志。明往往以材料的发展为标志。 科学是人类对自然的认识，技术是在这种认科学是人类对自然的认识，技术是在这种认识基础上的再创造，而材料的发展则保证了科学识基础上的再创造，而材料的发展则保证了科学技术的实现。材料是科学技术的先导。技术的实现。材料是科学技术的先导。 超导材料是当代材料科学技术的前沿之一，超导材料是当代材料科学技术的前沿之一，代表着材料技术发展的新方向。电力输

46、送、超导代表着材料技术发展的新方向。电力输送、超导悬浮列车、超导电子计算机、超导通讯悬浮列车、超导电子计算机、超导通讯 智能材料是指能够模仿生命系统感知和驱动智能材料是指能够模仿生命系统感知和驱动双重功能的材料。形状记忆合金、感温材料双重功能的材料。形状记忆合金、感温材料 8、激光技术、激光技术 性能：方向性强、亮度高、颜色极纯、相性能：方向性强、亮度高、颜色极纯、相干性好、闪光时间极短干性好、闪光时间极短 应用：加工、医疗、农业、武器、激光视应用：加工、医疗、农业、武器、激光视盘和唱盘、全息照相、测距盘和唱盘、全息照相、测距 9、海洋的开发、海洋的开发 海洋被称为生命的摇篮，风雨的故里、五海

47、洋被称为生命的摇篮，风雨的故里、五洲的通道、资源的宝库洲的通道、资源的宝库 海洋开发迅猛，世界关注热点海洋开发迅猛，世界关注热点 有科学家称：有科学家称：21世纪应该是海洋的世纪世纪应该是海洋的世纪 海洋油气业、海水养殖业、海洋旅游娱乐海洋油气业、海水养殖业、海洋旅游娱乐业构成的现代产业成为新兴的海洋支柱产业。业构成的现代产业成为新兴的海洋支柱产业。 一、科学的世界观一、科学的世界观 1、世界是可以被认识的；、世界是可以被认识的； 这种认识是永无止境的过程，是不断修改更新的这种认识是永无止境的过程，是不断修改更新的过程。过程。 2、科学理念是会变化的；、科学理念是会变化的； 3、科学知识的持久

48、性；、科学知识的持久性； 科学进步或革命并非否定原有知识，而是使之更科学进步或革命并非否定原有知识，而是使之更为精确或更明确其适用范围。为精确或更明确其适用范围。 4、科学不能为所有问题提供完整答案，科学技、科学不能为所有问题提供完整答案，科学技术不能解决人类社会一切问题。术不能解决人类社会一切问题。 5、科学探索；、科学探索； 即使是最好的知识，也是由可错和可以纠正即使是最好的知识，也是由可错和可以纠正的人造理论构成的，我们总是期待着用更好的理的人造理论构成的，我们总是期待着用更好的理论取而代之。人类的知识之所以是可错的，恰恰论取而代之。人类的知识之所以是可错的，恰恰是因为它是属于人类的。知

49、识不再像以往被认为是因为它是属于人类的。知识不再像以往被认为的那样，是由铁的定律和永恒的确定性构成。无的那样，是由铁的定律和永恒的确定性构成。无穷无尽的探索追问引领人类不断走向自由王国的穷无尽的探索追问引领人类不断走向自由王国的澄明之境。澄明之境。 6、科学需要证据；、科学需要证据； 7、科学是实验、逻辑和想象的融合；、科学是实验、逻辑和想象的融合； 8、科学解释和预见，科学的本质是通过观、科学解释和预见，科学的本质是通过观察获得验证，科学的力量在于预见。察获得验证，科学的力量在于预见。 9、科学要努力鉴别，避免偏见；、科学要努力鉴别，避免偏见； 10、科学不仰仗权威；、科学不仰仗权威； 科学

50、研究中有世界普遍接受的道德规范。科学研究中有世界普遍接受的道德规范。 二、什么是科学素养二、什么是科学素养 科学素养包括数学、技术、自然科学和社会科学等许科学素养包括数学、技术、自然科学和社会科学等许多方面，这些方面包括：熟悉自然界、尊重自然界的统一多方面，这些方面包括：熟悉自然界、尊重自然界的统一性；懂得科学、数学和技术相互依赖的一些重要方法；了性；懂得科学、数学和技术相互依赖的一些重要方法；了解科学的一些重大概念和原理；有科学思维的能力；认识解科学的一些重大概念和原理；有科学思维的能力；认识到科学、数学和技术是人类共同的事业，认识它们的长处到科学、数学和技术是人类共同的事业，认识它们的长处

51、和局限性。同时，还应该能够运用科学知识和思维方法处和局限性。同时，还应该能够运用科学知识和思维方法处理个人和社会问题。理个人和社会问题。 科学素养主要指必要的科学知识、科学的思维方式、科学素养主要指必要的科学知识、科学的思维方式、对科学的理解、科学的态度与价值观，以及运用科学知识对科学的理解、科学的态度与价值观，以及运用科学知识和方法解决问题的意识和能力。科学素养的形成是长期的，和方法解决问题的意识和能力。科学素养的形成是长期的，早期的科学教育将对一个人的科学素养的形成具有决定性早期的科学教育将对一个人的科学素养的形成具有决定性的作用。的作用。 科学素养就是个人对决策、参与公共和文化事业以及科

52、学素养就是个人对决策、参与公共和文化事业以及经济生产所需的科学概念和过程的知识和理解。具有科学经济生产所需的科学概念和过程的知识和理解。具有科学素养的人能够提出、发现和解答与日常体验有关的问题，素养的人能够提出、发现和解答与日常体验有关的问题，他们能够描述、解释和预言自然现象。他们能够描述、解释和预言自然现象。 科学素养，至少应包括科学精神、科学科学素养，至少应包括科学精神、科学态度和科学知识与技能。态度和科学知识与技能。 一切从实际出发，实事求是的科学态度。一切从实际出发，实事求是的科学态度。 脚踏实地，默默无闻，勇于探索的科学脚踏实地，默默无闻，勇于探索的科学精神。精神。 广博的知识。广博

53、的知识。 独立思考，富有主见和创见，不人云亦独立思考，富有主见和创见，不人云亦云，不迷信权威。云，不迷信权威。 三、科学素养的五大要素三、科学素养的五大要素 科学素养由科学知识、科学能力、科学方法、科学素养由科学知识、科学能力、科学方法、科学意识、科学品质五大要素构成，这五大要素构科学意识、科学品质五大要素构成，这五大要素构成一个相互联系、相互影响的有机整体。成一个相互联系、相互影响的有机整体。 在这五大要素中，科学知识起着基础性的作用，在这五大要素中，科学知识起着基础性的作用，是培养和形成其他要素的载体；科学能力是核心，是培养和形成其他要素的载体；科学能力是核心，包括各种科学思维能力和科学实

54、践能力等内容；科包括各种科学思维能力和科学实践能力等内容；科学方法是科学素养的重要组成要素，是科学的认识学方法是科学素养的重要组成要素，是科学的认识方法；科学意识和科学品质是科学素养的重要表现方法；科学意识和科学品质是科学素养的重要表现形式，其中科学意识包含科学的世界观、在社会生形式，其中科学意识包含科学的世界观、在社会生产和生活中有理解和应用科学的意识等内容，科学产和生活中有理解和应用科学的意识等内容，科学品质主要指科学态度、精神以及对科学的兴趣、情品质主要指科学态度、精神以及对科学的兴趣、情感、动机等内容。科学态度的精髓是：实事求是，感、动机等内容。科学态度的精髓是：实事求是，有批判意识。

55、有批判意识。 四、科学素养的必要性四、科学素养的必要性 1、我国公民的科学素养现状（见后面、我国公民的科学素养现状（见后面附页）附页） 2、必要性、必要性 公元公元1400年前，影响世界的年前，影响世界的100项发项发明中国占明中国占70%，现代影响世界的前，现代影响世界的前500项发项发明中国没有，中国科技的停滞不前，成为世明中国没有，中国科技的停滞不前，成为世界科技史上的一大秘密。界科技史上的一大秘密。 五、有关的几种素养五、有关的几种素养 1、人文素养、人文素养 就教师的人文素质来说将主要是指教师所具有就教师的人文素质来说将主要是指教师所具有的人文精神以及反映在教师思想道德、心理素养、的

56、人文精神以及反映在教师思想道德、心理素养、思维模式、性格情感和人际交往等方面的气质和修思维模式、性格情感和人际交往等方面的气质和修养。教师人文素质的核心是价值观，它是人格成功养。教师人文素质的核心是价值观，它是人格成功的前提；人文素质的基础是教师的人文精神和科学的前提；人文素质的基础是教师的人文精神和科学精神；人文素质的水平取决于教师的艺术修养和审精神；人文素质的水平取决于教师的艺术修养和审美能力，取决于教师驾驭人际关系特别是师生关系美能力，取决于教师驾驭人际关系特别是师生关系的能力。人文的本义是创造完美的人性，教师的人的能力。人文的本义是创造完美的人性，教师的人文素质对于实现学生的可持续发展

57、，起到重要作用。文素质对于实现学生的可持续发展，起到重要作用。我们的教师要以身作则成为学生的榜样，任何速成我们的教师要以身作则成为学生的榜样，任何速成班、无土栽培或者疯狂学习都无法替代教师在这方班、无土栽培或者疯狂学习都无法替代教师在这方面的重要作用。面的重要作用。 教育中人文精神永远是主旋律。教育中人文精神永远是主旋律。 2、数学素养、数学素养 数学是科学的大脑，技术是科学的手脚。数学是科学的大脑，技术是科学的手脚。 数学素养是一种个人能力，人们能确定并理解数学在数学素养是一种个人能力，人们能确定并理解数学在社会所起的作用，得出有充分根据的数学判断和能够有效社会所起的作用，得出有充分根据的数

58、学判断和能够有效的运用数学。这是作为一个有创新精神、关心他人和有思的运用数学。这是作为一个有创新精神、关心他人和有思想的公民，适应当前及未来生活所必须的数学能力。想的公民，适应当前及未来生活所必须的数学能力。 在上述的界定中有以下几个方面需要做进一步的阐述在上述的界定中有以下几个方面需要做进一步的阐述和说明，以便我们更好的理解其内涵。和说明，以便我们更好的理解其内涵。 “社会社会”它包括自然、社会、个体生活的文化背景。它包括自然、社会、个体生活的文化背景。 “从事从事”它并不仅仅指狭义上的身体的或社会的行它并不仅仅指狭义上的身体的或社会的行为，而是包括传递、联系、评价甚至欣赏陶醉于数学知识。为

59、，而是包括传递、联系、评价甚至欣赏陶醉于数学知识。 “当前及将来的生活当前及将来的生活”它包含有个体的私人生活、它包含有个体的私人生活、职业生活，与朋友、亲友的社会生活，以及作为社区公民职业生活，与朋友、亲友的社会生活，以及作为社区公民的生活。的生活。 3、语文素养、语文素养 语文素养是一种以语文能力为核心的综合素养。它包语文素养是一种以语文能力为核心的综合素养。它包括人的语文能力、语言积累、语文知识、学习方法和习惯括人的语文能力、语言积累、语文知识、学习方法和习惯以及认识能力、人文素养等。以及认识能力、人文素养等。 4、创新素养、创新素养 具有前瞻性的理论素养，是创新教育的前提；具有前瞻性的

60、理论素养，是创新教育的前提； 具有灵活性的实践素养，是创新教育的关键；具有灵活性的实践素养，是创新教育的关键； 具有严肃性的人格素养，是创新教育的保障。具有严肃性的人格素养，是创新教育的保障。 中国人民银行行长助理易纲中国人民银行行长助理易纲什么是创新之本什么是创新之本中：中：为什么中国能创新的人比较少？因为创新者需要有独立的为什么中国能创新的人比较少？因为创新者需要有独立的人格，而不是对权威的惟命是从；他要有独立的思考能力人格，而不是对权威的惟命是从；他要有独立的思考能力和判断能力，而不是人云亦云；他要有平常心，而不是患和判断能力，而不是人云亦云；他要有平常心，而不是患得患失；他是一个安宁、