自然科学-第一章绪论

1、自然科学概论自然科学概论王媛媛王媛媛 了解自然科学的发展过程中的重大事件、重要人了解自然科学的发展过程中的重大事件、重要人物和科学思想、科学精神物和科学思想、科学精神。 了解各自然科学学科的发展前沿及热点问题；了解各自然科学学科的发展前沿及热点问题； 培养学生科学的思维方式和行为方式，培养学生科学的思维方式和行为方式，提高学生提高学生的科学素养。的科学素养。 能够更多地关注科学和文化的关系，树立对科学能够更多地关注科学和文化的关系，树立对科学的崇敬和对人的关怀。的崇敬和对人的关怀。 考核：考核：考试成绩考试成绩50%+平时成绩平时成绩50% 平时成绩包括平时成绩包括考勤、课堂表现、作业（任务）

2、完考勤、课堂表现、作业（任务）完成情况成情况等综合评定等综合评定 1.1.喻伯军编，喻伯军编，“浙江省中小学学科教学建议浙江省中小学学科教学建议”案案例解读，出版社：浙江教育出版社例解读，出版社：浙江教育出版社 2.2.美兰本达美兰本达 P.E.P.E.布莱克伍德布莱克伍德 P.F.P.F.布兰德布兰德温著，陈德彰温著，陈德彰 张泰金张泰金 译，出版社：人民教育出译，出版社：人民教育出版社版社 3.3.英温英温哈伦编著，韦钰哈伦编著，韦钰 译译 以大概念理以大概念理念进行科学教育，出版社：科学普及出版社念进行科学教育，出版社：科学普及出版社 4.4.英温英温哈伦编著，韦钰哈伦编著，韦钰 译译

3、科学教育的科学教育的原则和大概念科学普及出版原则和大概念科学普及出版一、自然科学一、自然科学概念概念 科学科学是反映自然、社会、思维等客观规律的知是反映自然、社会、思维等客观规律的知识体系。它包括自然科学、社会科学、思维科学识体系。它包括自然科学、社会科学、思维科学等。等。 自然科学自然科学作为科学体系中的一个组成部分，是研作为科学体系中的一个组成部分，是研究自然界各种物质和现象的科学，是人类在认识究自然界各种物质和现象的科学，是人类在认识自然、改造自然的过程中所获得的关于自然界各自然、改造自然的过程中所获得的关于自然界各种事物的现象和规律的知识体系。种事物的现象和规律的知识体系。一、自然科学

4、一、自然科学概念概念 自然科学自然科学包括包括数学、物理学、化学、天文学、气数学、物理学、化学、天文学、气象学、海洋学、地质学、生物学等象学、海洋学、地质学、生物学等基础科学基础科学，以，以及材料科学、能源科学、空间科学、农业科学、及材料科学、能源科学、空间科学、农业科学、医学科学等医学科学等应用技术科学应用技术科学。是人类改造自然的实。是人类改造自然的实践经验，即生产斗争经验的总结。践经验，即生产斗争经验的总结。 二、自然科学的二、自然科学的研究对象研究对象 自然科学研究的对象是自然科学研究的对象是客观自然界客观自然界，即自然，即自然界中各种物质的现象及其运动规律。主要包括如界中各种物质的现

5、象及其运动规律。主要包括如下方面：下方面： 1人们认识自然、改造自然这些科学技术活人们认识自然、改造自然这些科学技术活动的过程和结果，即知识体系。动的过程和结果，即知识体系。 2人们认识自然、改造自然这些科学技术活人们认识自然、改造自然这些科学技术活动的条件和结果。动的条件和结果。 3人们进行认识自然、改造自然科学技术活人们进行认识自然、改造自然科学技术活动的思想和方法。动的思想和方法。 上述三个方面也构成了本门课程的基本内容。上述三个方面也构成了本门课程的基本内容。 三、科学的三、科学的特点特点 第一，具有重复性、再现性和可比性。第一，具有重复性、再现性和可比性。 第二，既具有连续性，又具有

6、创造性。第二，既具有连续性，又具有创造性。 第三，具有开放性。第三，具有开放性。 四、技术的定义四、技术的定义 比较流行的比较流行的“技术技术”的定义是：技术是根据科学原的定义是：技术是根据科学原理和实践经验而发展起来的各种工艺理和实践经验而发展起来的各种工艺操作方法和操作方法和技能体系。技能体系。 六、六、科学与技术的科学与技术的区别区别 主要从主要从所属的范畴、主要任务、所用方法、所属的范畴、主要任务、所用方法、评价标准、与经济的关系、主体人员评价标准、与经济的关系、主体人员几个几个方面来比较，见表方面来比较，见表1-1 七、七、科学与技术的科学与技术的联系联系 请同学自己阅读并概括请同学

7、自己阅读并概括互为因果，循环共进互为因果，循环共进 八、八、科学与技术之间的科学与技术之间的相互转化相互转化 包括科学向技术的转化和技术向科学的转包括科学向技术的转化和技术向科学的转化化 一、一、科学技术是社会发展中的一种历史现象科学技术是社会发展中的一种历史现象 自然科学的发展历史大致可分为三个阶段自然科学的发展历史大致可分为三个阶段 十六世纪以前：十六世纪以前：古代自然科学古代自然科学 十六世纪到十九世纪：十六世纪到十九世纪：近代自然科学近代自然科学 二十世纪到现在：二十世纪到现在：现代自然科学现代自然科学. 古代，一般指从人类社会诞生直到公元古代，一般指从人类社会诞生直到公元1515世纪

8、。世纪。大致可分为上古、中古、下古三个历史阶段，它大致可分为上古、中古、下古三个历史阶段，它们分别对应于原始社会、奴隶社会和封建社会。们分别对应于原始社会、奴隶社会和封建社会。（一）原始社会的自然科学（一）原始社会的自然科学1 1、原始时代的技术与经验态的自然知识原始时代的技术与经验态的自然知识（1 1）最初的技术是在一百乃至二百万年以前产）最初的技术是在一百乃至二百万年以前产生的用生的用“以石击石以石击石”的方法制造石器的技术的方法制造石器的技术（2 2）人类学会的第二个技术是用火和人工取）人类学会的第二个技术是用火和人工取火火（3 3）人类学会的第三种技术是植物栽培技术和动）人类学会的第三

9、种技术是植物栽培技术和动物驯养技术。物驯养技术。（4 4）人类学会的第四方面的技术是制陶技术、）人类学会的第四方面的技术是制陶技术、纺织技术、建筑技术和运输技术。纺织技术、建筑技术和运输技术。（5 5）人类学会的第五种技术是文字的发明。）人类学会的第五种技术是文字的发明。随着这些技术的产生和发展，人类也就积随着这些技术的产生和发展，人类也就积累着越来越多的经验形态的自然知识。累着越来越多的经验形态的自然知识。第二节第二节 自然科学的自然科学的功能与作用功能与作用一、科学技术是社会发展中的一种历史现象一、科学技术是社会发展中的一种历史现象重要事件：重要事件：1543 年，哥白尼的年，哥白尼的天体

10、运行论天体运行论一书的出一书的出版，宣告科学版，宣告科学“从神学中解放出来从神学中解放出来”， 走上独走上独立发展的道路。立发展的道路。18 世纪发生在英国的技术革命（世纪发生在英国的技术革命（瓦特蒸汽机瓦特蒸汽机的发明的发明，1768 年）及随后的产业革命（蒸汽年）及随后的产业革命（蒸汽动力的大规模应用，动力的大规模应用，1784 年）引起整个社会年）引起整个社会对科学技术的力量刮目相看。对科学技术的力量刮目相看。第二节第二节 自然科学的自然科学的功能与作用功能与作用一、科学技术是社会发展中的一种历史现象一、科学技术是社会发展中的一种历史现象第一次工业革命前，交通出行极不方便，人第一次工业革

11、命前，交通出行极不方便，人们只能以马代步或靠双腿行走。们只能以马代步或靠双腿行走。第二节第二节 自然科学的自然科学的功能与作用功能与作用第二次工业革命前，当夜晚来临时，人们只第二次工业革命前，当夜晚来临时，人们只能忍受黑暗带来的痛苦和无奈，工业革命中能忍受黑暗带来的痛苦和无奈，工业革命中爱迪生发明了耐用电灯泡，给人类带来光明，爱迪生发明了耐用电灯泡，给人类带来光明，大大延长了工作、娱乐时间。以前没有电，大大延长了工作、娱乐时间。以前没有电，每天晚上觉得时间好漫长。每天晚上觉得时间好漫长。第二节第二节 自然科学的自然科学的功能与作用功能与作用第二次工业革命前，远距离的人们互相联络第二次工业革命前

12、，远距离的人们互相联络费时、费力，很不方便，而工业革命中发明费时、费力，很不方便，而工业革命中发明了有线电报、有线电话和无线电报，解决了了有线电报、有线电话和无线电报，解决了远距离通信的问题。远距离通信的问题。第二节第二节 自然科学的自然科学的功能与作用功能与作用二、科学技术既是一种二、科学技术既是一种物质力量物质力量，又是一种，又是一种精神精神力量力量1.科学技术的生产力功能。科学技术的生产力功能。科学技术在当今时代科学技术在当今时代已成为第一生产力。已成为第一生产力。2.科学技术的文化功能。科学技术的文化功能。科学精神：（科学精神：（1） 实事求是。（实事求是。（2） 崇尚理性。崇尚理性。

13、（3） 不畏不畏“权势权势”。 （4） 团结协作。团结协作。第二节第二节 自然科学的自然科学的功能与作用功能与作用二、二、科学技术是推动历史发展的科学技术是推动历史发展的革命力量革命力量生产力是历史发展最终的决定力量。科学技术是生产力是历史发展最终的决定力量。科学技术是第一生产力。因此，第一生产力。因此，科学技术必然成为一种推动科学技术必然成为一种推动历史发展的革命力量历史发展的革命力量。第三节第三节 自然科学的自然科学的体系机构与发展趋势体系机构与发展趋势三、科学和技术的形成与发展三、科学和技术的形成与发展科学技术的发展经历了古代、近代、现代科学技术的发展经历了古代、近代、现代三大阶段三大阶

14、段第三节第三节 自然科学的自然科学的体系机构与发展趋势体系机构与发展趋势四、现代自然科学的四、现代自然科学的体系结构体系结构现代自然科学的体系结构，一般认为是由现代自然科学的体系结构，一般认为是由基础科学、技术科学和工程技术科学基础科学、技术科学和工程技术科学（专（专业技术科学）所构成。业技术科学）所构成。第三节第三节 自然科学的自然科学的体系机构与发展趋势体系机构与发展趋势四、现代自然科学的四、现代自然科学的体系结构体系结构基础科学基础科学是是以自然界各种物质形态及其运以自然界各种物质形态及其运动形式作为研究对象动形式作为研究对象的。基础科学的目的的。基础科学的目的在于不断地探索和揭示自然界

15、的新现象和在于不断地探索和揭示自然界的新现象和新规律，建立科学体系。基础科学新规律，建立科学体系。基础科学主要包主要包括力学、天文学、地学、物理学、化学、括力学、天文学、地学、物理学、化学、生物学和数学等学科。生物学和数学等学科。第三节第三节 自然科学的自然科学的体系机构与发展趋势体系机构与发展趋势四、现代自然科学的四、现代自然科学的体系结构体系结构技术科学技术科学是在基础科学理论的指导下，研是在基础科学理论的指导下，研究其应用，并解决工程技术中带有普遍性究其应用，并解决工程技术中带有普遍性问题的科学。问题的科学。第三节第三节 自然科学的自然科学的体系机构与发展趋势体系机构与发展趋势四、现代自

16、然科学的四、现代自然科学的体系结构体系结构工程技术科学工程技术科学也称为专业技术科学，是应也称为专业技术科学，是应用技术科学来解决各种专业生产中的技术、用技术科学来解决各种专业生产中的技术、工艺等问题，进而推广到生产中去的科学。工艺等问题，进而推广到生产中去的科学。前者是理论科学，后者属应用科学，前者是理论科学，后者属应用科学，但但技技术科学和工程技术科学术科学和工程技术科学的界限则不十分明的界限则不十分明显，因此，显，因此， 有的学科把它们二者统有的学科把它们二者统称为称为“技术技术”。这也就是把自然科学看成是由。这也就是把自然科学看成是由“科科学学”和和“技术技术”两大部分组成，并称为两大

17、部分组成，并称为“科学科学技术技术”的原因的原因第三节第三节 自然科学的自然科学的体系机构与发展趋势体系机构与发展趋势五、现代科学和技术的发展趋势五、现代科学和技术的发展趋势1.科学技术发展的科学技术发展的高速多元化高速多元化2.科学技术发展的科学技术发展的快速普及化快速普及化3.科学技术发展的科学技术发展的国际合作化国际合作化4.科学技术发展的科学技术发展的综合系统化综合系统化第四节第四节 科学结构的革命科学结构的革命自然科学自然科学与人文社会科学走向统一与人文社会科学走向统一一、自然科学与人文社会科学的不同特点一、自然科学与人文社会科学的不同特点自然科学以自然界中各种形态的物质运动自然科学

18、以自然界中各种形态的物质运动（机械运动、物理运动、化学运动、生物（机械运动、物理运动、化学运动、生物运动、地球运动和天体运动等）运动、地球运动和天体运动等）为研究对为研究对象象，自然界的物质运动不受人的意志或意，自然界的物质运动不受人的意志或意识的影响，是一种客观的运动。自然科学识的影响，是一种客观的运动。自然科学仅反映自然界的物质运动的客观规律，不仅反映自然界的物质运动的客观规律，不能也能也不应该掺杂人的主观要求或价值观不应该掺杂人的主观要求或价值观念念第四节第四节 科学结构的革命科学结构的革命自然科学自然科学与人文社会科学走向统一与人文社会科学走向统一一、自然科学与人文社会科学的不同特点一

19、、自然科学与人文社会科学的不同特点人文科学人文科学，或人文社会科学，或人文社会科学以人及由人群以人及由人群组成的社会为研究对象组成的社会为研究对象，这种研究对象本，这种研究对象本身就包括个人、团体、阶级或国家的利益、身就包括个人、团体、阶级或国家的利益、价值取向和信仰，同时，又受研究者本人价值取向和信仰，同时，又受研究者本人的观念、信仰及所处的社会环境的影响。的观念、信仰及所处的社会环境的影响。因而人文社会科学不像自然科学那样客观，因而人文社会科学不像自然科学那样客观，而是比较强烈地受到个人、团体、阶级和而是比较强烈地受到个人、团体、阶级和国家的意志或意识的影响，也就是通常所国家的意志或意识的

20、影响，也就是通常所说的，人文社会科学说的，人文社会科学具有一定的、甚至鲜具有一定的、甚至鲜明的阶级性明的阶级性。第四节第四节 科学结构的革命科学结构的革命自然科学自然科学与人文社会科学走向统一与人文社会科学走向统一二、二、自然科学与人文社会科学自然科学与人文社会科学分离分离自然科学家与人文社会科学家自然科学家与人文社会科学家缺乏必要的缺乏必要的沟通与合作则沟通与合作则是无可争辩的事实。是无可争辩的事实。在很长的一段时间内，自然科学与人文社在很长的一段时间内，自然科学与人文社会科学各自独立地发展，再加上会科学各自独立地发展，再加上各自特点各自特点的不同的不同（如上所述），（如上所述）， 使得自然

21、科学家与使得自然科学家与社会科学家社会科学家难以充分地互相理解与信任难以充分地互相理解与信任，于是自然科学与人文社会科学就表现出一于是自然科学与人文社会科学就表现出一种分离状态。种分离状态。第四节第四节 科学结构的革命科学结构的革命自然科学自然科学与人文社会科学走向统一与人文社会科学走向统一三、三、 自然科学与人文社会科学自然科学与人文社会科学统一的基础统一的基础1.1.无论是自然科学还是人文社会科学，它无论是自然科学还是人文社会科学，它们们揭示的都是客观规律揭示的都是客观规律2.2.自然科学与人文社会科学具自然科学与人文社会科学具有某些共同有某些共同规律规律第四节第四节 科学结构的革命科学结

22、构的革命自然科学自然科学与人文社会科学走向统一与人文社会科学走向统一四、四、对自然科学及人文社会科学对自然科学及人文社会科学统一的理统一的理解解1.遵守共同的科学规范遵守共同的科学规范遵守共同的科学规范：遵守共同的科学规范： 实事求是，从客实事求是，从客观事实出发，而不是从先验设定出发建构观事实出发，而不是从先验设定出发建构自己的理论体系；自己的理论体系； 理论体系应该是逻辑理论体系应该是逻辑一致的、自洽的；一致的、自洽的； 接受实践的检验，在接受实践的检验，在历史的发展过程中不断排除不符合客观事历史的发展过程中不断排除不符合客观事实的理论观点而逐渐走向客观真理。实的理论观点而逐渐走向客观真理

23、。第四节第四节 科学结构的革命科学结构的革命自然科学自然科学与人文社会科学走向统一与人文社会科学走向统一四、四、对自然科学及人文社会科学对自然科学及人文社会科学统一的理统一的理解解2.理论观点相互包容而不是相互排斥理论观点相互包容而不是相互排斥3.功能互补并将各自的作用充分发挥出来功能互补并将各自的作用充分发挥出来第四节第四节 科学结构的革命科学结构的革命自然科学自然科学与人文社会科学走向统一与人文社会科学走向统一五、自然科学与人文社会科学走向统一的五、自然科学与人文社会科学走向统一的途径途径1.加强联系与沟通2.组织联合攻关3.合作研究与著书立说4.开展战略发展研究5.发展各种软科学服务公司6.改革教育体系，从源头上推动两种文化的统一。小制作小制作自制棉花糖机自制棉花糖机1、工具工具钢尺300mm、钢丝钳、尖嘴钳、剪刀、圆规、摁钉、电烙铁、剥线钳、手电钻+4.0钻头、酒精灯、水桶或纸箱小制作小制作自制棉花糖机自制棉花糖机