《科学技术史》教学大纲

《科学技术史》教学大纲课程编号：08180357英文名称：HistoryofScienceandTechnology学分：2学时：总学时32学时，其中理论32学时，实践0学时先修课程：无课程类别：专业基础课程授课对象：科学教育专业学生教学单位：生命科学学院修读学期：第1学期一、课程描述和教学目标科学技术史是一门针对科学教育专业二年级学生开设的入门基础课，主要介绍自然科学各门类的发展和历史沿革。通过科学发明和科学发现的历史回顾，在自然科学的大平台层次上给学生一个有关科学的概貌。在讲解历史的同时，也着重讲述自然科学和结构框架、科学家的科学精神、科学思想和科学方法论。本课程拟达到的课程目标:阐明本课程在人才培养过程中的地位及作用，明确学生学习本课程后在知识、能力及素质发展等方面应达到的目标。课程目标1：专业知识方面，通过这门课程的讲解，使学生在掌握一定的科学技术发展史实的基础上，了解科学技术自身的发生、发展规律，对科学技术发展的历史脉络有一个总体把握。课程目标2：专业能力方面，培养学生一种正确的科学精神和科学态度；注重学科内的系统性和学科间的相关性，进而了解自然科学的方法、原理和风格，领会科学的思想方法。课程目标3：综合能力方面，使学生了解科学技术所具有的人与自然的和谐，体会科学精神对自然科学自身的发展乃至整个人类社会的发展所具有的重要意义。道德理想与科学理性精神的融合是强大的思想武器，也是取之不尽，用之不竭的文化资源。培养学生正确的科学观，增强社会责任感与使命感，促进全面素质的提高。二、课程目标对毕业要求的支撑关系本课程教学目标对毕业要求的支撑关系如表2-1所示。表2-1课程教学目标对毕业要求的支撑关系毕业要求毕业要求指标点课程目标支撑强度（H、M、L）教育情怀指标点2-2.具备较好的人文底蕴和科学精神，具有关怀、同情、启蒙、解放、成全学生的教育情感，能够帮助学生树立正确的价值观，立志做学生锤炼品格、学习知识、创新思维、奉献祖国的引路人。课程目标1课程目标2课程目标3M（中支撑）学科素养指标点3-1理解自然科学知识体系，扎实掌握物质科学、生命科学以及地球与宇宙科学等领域的基本概念和科学定律，理解科学探究的过程与方法，掌握模型建构、归纳与演绎、分类、演化等科学思维方式。课程目标1课程目标2课程目标3H（高支撑）指标点3-4.理解科学、技术、社会以及环境的相互关系，了解科学学科与社会实践的关系，以及与其他学科的联系，具备运用科学知识和方法分析和解决实际问题的能力。课程目标1课程目标2课程目标3H（高支撑）三、教学内容、基本要求与学时分配本课程总学时32学时，其中理论32学时，实践0学时，课后自主学习不占学时。表3-1理论教学环节教学内容、基本要求、课程目标与学时分配序号教学内容基本要求及重、难点（含德育要求）对应的课程目标教学方式学时1导论：（1）科学、技术的概念；（2）科学与技术的关系；（3）科学技术史的概念；（4）科学技术史的内容；（5）学习科学技术史的意义。掌握该部分教学内容，深入理解学习科学技术史的重要性。课程目标1课程目标2课程目标3集中讲授12生存的技术和文明的起点（第1章）：（1）直立行走的猿；（2）天然石块和木棒；（3）打制石器；（4）用火和取火（5）捕鱼和狩猎；（6）弓箭的发明；（7）农业和畜牧业；（8）陶器和铜器；（9）产业的发展；（10）社会组织的变革；（11）语言、图画和文字；（12）知识的起源；（13）原始宗教与科学。了解史前文明的起源，熟悉人类生存技术的逐步发展，掌握火的使用对人类的重要性，掌握原始宗教与科学的起源与关系。课程目标1课程目标2课程目标3集中讲授33古四大文明古国的科学和技术（第2、3、6、7章）:第2章尼罗河畔的永恒（1）埃及的地理和历史；（2）古埃及的神、祭司和知识；（3）解剖和医学；（4）尼罗河赠礼；（5）不平衡的技术杠杆；（6）衰亡与不朽。第3章 两河流域的遗产（1）西亚的新月形地带；（2）多变的历史风云；（3）苏美尔人的最初创造；（4）古巴比伦和使用铁的赫梯；（5）金戈铁马的亚述；（6）新巴比伦的建筑和天文学；（7）波斯帝国的成就；（8）西方文字的渊源。第6章古印度文明中的知识（1）印度河和印度；（2）哈拉巴文化；（3）吠陀时代的知识；（4）佛教诞生的年代；（5）孔雀帝国和重新分裂时期；（6）贵霜帝国时期；（7）笈多王朝和戒日王朝时期；（8）伊斯兰势力进入印度时期；（9）德里素丹和莫卧儿帝国时期；（10）古代印度科学技术徘徊不前的原因。第7章古代中国的科学和发明（1）地理位置；（2）青铜时代；（3）春秋战国时期；（4）秦汉时代；(5)三国两晋南北朝时期；（6）隋唐五代；（7）宋、辽、金、夏时代；（8）元代；（9）明代；（10）清代；（11）现代中国科技概览。了解四大古国的科学技术上的成就与影响；熟悉我国古代科学技术的发展沿革。课程目标1课程目标2课程目标3集中讲授24古希腊、罗马的科学与技术，中世纪文艺复兴与新时代的到来（第4、5、8、9章）：第4章爱琴海岸的理性之光（1）希腊和希腊人；（2）技术和海外活动；（3）万物的本原和运动的原因；（4）理性的科学；（5）对人的思考；（6）希腊历史的转折点；（7）希腊化时代的科学群星。第5章罗马帝国的技术和影响（1）意大利半岛和罗马人；（2）技术特色；（3）希腊科学的余晖；（4）罗马的历史影响。第8章中世纪阿拉伯和欧洲的学术与技术（1）阿拉伯的历史概况；（2）阿拉伯人对待学术的态度；（3）阿拉伯人对科学技术的特殊贡献；（4）中世纪的欧洲；（5）教会的作用；（6）东西方的接触；（7）技术的进步和学术的复苏。第9章新时代的到来（1）城市和资本主义生产；（2）发现地球；（3）人的觉醒；（4）信仰里的冲突。掌握希腊科学如何作为哲学的一个方面存在；掌握希腊人达到的自然科学各方面的成就；了解希腊、罗马取得的工程技术成就。了解在中世纪古代科学衰落的过程和原因；明白中世纪在科学史上的的地位；掌握古代世界的知识向近代传递过程中阿拉伯人的贡献；重点掌握文艺复兴对科学进步的影响、科学技术在欧洲复兴的全过程。课程目标1课程目标2课程目标3集中讲授65生物学的发展（第11、21章）：第11章探索生命的奥秘（1）对人体结构的研究；（2）血液循环的发现；（3）从细胞的发现到细胞学说；（4）微生物的发现和研究；（5）对生物的系统分类；（6）生物进化论。第21章诘问生命的本质（1）孟德尔的发现；（2）基因及其与遗传物质的关系；（3）蛋白质和核酸的作用；（4）分子生物学的产生；（5）人类基因组计划；（6）生命物质的合成和生命起源；（7）进化理论的发展；（8）神经生理学和脑科学的进展。了解早期人类在生命科学各领域研究的成功；掌握达尔文在生物进化方面的研究，及其影响与不足；切实掌握孟德尔的科研成就，及其对后世生命科学基因学研究的重大影响。课程目标1课程目标2课程目标3集中讲授26化学的发展（第12、18章）：第12章追究元素和物质变化（1）从炼金术到冶金化学和制药化学；（2）波义耳和近代化学；（3）燃烧的本质；（4）原子-分子学说；（5）元素周期律；（6）有机化学。第18章元素可变和新化学理论（1）对元素周期律的新认识；（2）无机化学的进展；（3）有机化学的进展。熟悉化学学科的起源、建立和发展过程；理解科学家波义耳在一个学科发展中所起到的重大作用。课程目标1课程目标2课程目标3集中讲授27物理学的发展（第10、13、14、15、17章）：第10章理解天体和地上物体的运动（1）重新安排宇宙；（2）开普勒定律；（3）伽利略的研究；（4）牛顿的综合；（5）运动进入数学；（10）力学的发展。第13章测热和发现热力学定律（1）测热；（2）比热的概念；（3）机械能转化成热；（4）能量守恒与转化定律的发现；（5）热力学第二定律的发现；（6）分子运动学说。第14章研究电磁及其关系（1）对磁的研究；（2）对静电的研究；（3）电流的发现；（4）电动力学的诞生。第15章考察光现象（1）对折射、反射、绕射、干涉的研究；（2）波动说与微粒说；（3）波动说的胜利；（4）测定光速；（5）红外线和紫外线（6）多普勒效应。第17章探幽索微的物理学革命（1）电子的发现；（2）X射线的发现；（3）放射性的发现；（4）爱因斯坦的光量子理论；（5）原子的结构；（8）量子力学的建立；（9）从狭义相对论到广义相对论；（10）基本粒子物理学的进展。熟悉物理学各个学科的发展过程；掌握经典物理学的发展过程、电磁学研究的发展历史与影响，核物理的发展历史及其对人类了解世界的的深远影响。课程目标1课程目标2课程目标3集中讲授88工业时代的技术发展（第16章）：（1）文艺复兴时期的技术著作；（2）蒸汽机的早期发展；（3）纺织机器的革命；（4）蒸汽机的完善；（5）机器制造机器；（6）印刷的机械化；（7）交通工具的发展；（8）热机的发展及其影响；（9）与化学有关的工业；（10）电在通信和生活中的应用；（11）光化学照相术；(12)第三次工业革命了解工业革命时代重点领域的技术发展过程，以及这些技术在人类生活、经济发展和当代世界格局形成中重大影响。课程目标1课程目标2课程目标3集中讲授49天文与地理（第19、20章）：第19章追寻宇宙边界的天文学（1）天文观测手段的进步；（2）射电天文学；（3）宇宙的广度；（4）对太阳能量的解释；（5）恒星的生命周期；（6）宇宙演化的理论；（7）寻找暗物质。第20章勘探地球的演化和构造（1）近代研究的问题和观点；（2）地质年代研究；（3）大陆漂移说和地幔对流说；（4）海洋地质学和海底扩张说；（5）古地磁学和地震学；（6）板块构造理论。基本了解天文学发展历程；掌握解释地球构造的各个理论内容。课程目标1课程目标2课程目标3自主学习010数学、综合性科学与非线性科学（第22、23、24章）：（1）分析数学的进展；非欧几何学与几何学的基础；从罗素悖论到哥德尔定理；代数学的进展；希尔伯特问题；应用数学的发展；（2）理解信息论、控制论、系统论的概念；（3）自然科学探索中的简单性和复杂性；耗散结构理论；协同学；超循环论；突变论；浑沌学和非线性问题；大自然的几何学。基本理解和掌握现代数学的发展情况、综合性科学和非线性科学的一些基本概念。课程目标1课程目标2课程目标3自主学习011应用性科学和技术的发展（第25章）：（1）导体、半导体和超导体的研究；（2）材料科学和新材料技术；（3）能源的开发利用；（4）农业科学技术的发展；（5）现代医学的进展；（6）克隆技术的影响；（7）建筑技术；（8）环境科学和可持续发展。了解现代应用性科学技术的发展领域和发展现状，特别是生命科学的发展在农业和医学领域造成的深远影响及隐藏在其背后的危机和伦理问题。课程目标1课程目标2课程目标3集中讲授212现代主导技术的突破（第26章）：（1）电影和电视；（2）电子元件和电路；（3）通信和雷达；（4）陆上车辆；（5）水中船只；（6）飞行器；（7）航天技术；（8）电子计算机的发展和应用；（9）国际互联网的出现；（10）激光技术和光通信；（11）现代武器的发展；（12）高科技时代的大国竞争。了解现代主导技术，其突破的领域，特别要理解现代科学技术的突破在百姓生活、经济发展、国家安全和人类进步方面的主要性。课程目标1课程目标2课程目标3集中讲授2合计32四、课程教学方法本课程在教学方式上主要采用教师课堂教学为主、学生课后学习为辅的教学模式，以达到符合毕业要求指标点的教学目的。其中，课堂教学主要采用课堂讲授、启发式、案例式、讨论式、研究式等教学方法，同时辅以学习通平台的各项功能丰富课堂教学形式。课后学习主要采用学生自主学习、依托网络学习和教师指导为辅的教学方式。五、课程考核与成绩评定本课程采用过程性考核和结果性考核相结合的方式，总评成绩由课堂表现、平时作业和期末闭卷考试等四个方面组成，采用百分制计分制，具体计算方法如下：总评成绩=课堂表现(100分制)×5%+平时作业(100分制)×15%+期中考核(100分制)×20%+期末考试成绩(100分制)×60%。表5-1课程考核评价标准考核依据建议分值考核/评价细则对应的课程目标平时成绩50%课堂表现5%课堂表现包括出勤情况、听课情况、课堂讨论参与情况、教学上互动和学习反馈等。修课学若发生迟到、无故旷课、学习态度差(课堂玩手机、多言好睡等)现象一次，则扣20-40分，扣完为止。学期末该分值×5%核定分值计入总评成绩。旷课5次者，取消期末考试资格。课程目标1平时作业15%平时作业（读书报告）批改以百分制登记，教师批阅给分，不交作业记为零分，最后作业成绩按平均分值计算。学期末平均分值×15%核定分值计入总评成绩。课程目标2期中考核20%期中考核（课程论文），批改以百分制登记，教师批阅给分，不交作业记为零分，最后作业成绩按平均分值计算。学期末平均分值×15%核定分值计入总评成绩。课程目标3期末考试成绩60%修课学生参加期末考试，教师批阅试卷，成绩以百分制登记，学期末以该分值×60%核定分值计入总评成绩。课程目标1课程目标2课程目标3表5-2课堂表现评分标