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自 然 科 学 基 础
教 案
任课教师：伊茂明
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第一章自然的探索
学习目标和要求
通过本章学习，了解自然科学的过去、现在和将来的发展趋势；知道自然科学的基本研究方法；了解自然科学、技术、社会与教育的关系。
重点难点
掌握观察、实验方法。重点有近代自然科学诞生阶段的三件大事；经典力学中牛顿最重要的成就；19世纪的三大发现等。 一、
检查人数
二、 教学导入
本课程内容按照物质的发展规律，从低级到高级、从简单到复杂、从无生命到有生命、从运用到改造，将理、化、生、地的内容综合在一起。以包容性强、与人们的生活密切相关的课题，例如自然、地球、能量、生活、环境等来兼容素材，并加以定式化、组织化。以使我们了解自然科学的发展简史、自然科学的基本原理与实际应用，学习一些自然科学的研究方法，并能动地改造环境，使之协调。
三、 讲授新课
本章首先阐述了自然科学发展的历史轨迹，介绍了古代和近代自然科学的发展，进一步说明现代科技发展的趋势；然后介绍了自然科学研究和学习的基本方法，主要是实验的方法；如何设计实验和实验结果的整理与总结；最后介绍了科学教育中人们关注的问题，以及科学、技术、教育与社会之间的密切关系。
第一节自然科学发展的历史轨迹
通过学习了解历史上的重大发明、发现；著名科学家的贡献，自然科学的诞生和发展；20世纪科技发展的特点和科学技术的巨大作用。
本教材把自然科学的发展分为三个阶段：①古代（古代自然科学）；②近代（近代自然科学的发展）；③现代（现代科学技术的发展趋势）。选择一部分重大的、划时代的人物的发明和事件写入教材。 1、 古代自然科学 包括古代希腊、中国、印度和阿拉伯的科学，主要选择古希腊的自然哲学和我国古代四大发明为主要内容。 1）古希腊的科学
建立自然哲学：万物的本源是火（赫拉克利特派）；万物都由原子组成（原子论派） 2）古代中国的科学技术
四大发明：造纸、印刷术、指南针、火药。 2、 近代自然科学的发展
选择了一些对科学成果和在科学方面有伟大贡献的标志，从而标志着自然科学已经从自然哲学中分化出来，成为一门独立的科学，并继续发展分化成物理学、化学、生物学。。。各门自然科学分支。 1） 诞生阶段的三件大事：哥白尼的太阳中心说（《天体绕转》、布鲁诺、伽利略）、哈维的血液循环（比利时医生维萨里的〈人体构造〉，塞尔维特、哈维）、伽利略的科学成果（近代科学之父，落体定律和抛物体运动规律）。
2） 近代自然科学的发展
物理学：天文学与力学
经典力学：牛顿的万有引力定律和运动三定律，开普勒的太阳系行星运动规律 光的波动理论：惠更斯的波动说
热力学的建立和能量守恒原理的发现： 电磁学的辉煌成就：
化学：炼金术、炼丹术、采矿、冶金、药物工艺等 表现在化学科学（波义耳）、燃烧的氧化学说（拉瓦锡）、科学原子论的确立（道尔顿）和化学
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元素周期律的发现（门捷列夫、迈尔）及有机化学的建立（维勒的尿素人工合成）。
生物为：细胞学说的建立（伯特?胡克）、生物进化论的确立（华来士） 其中：细胞学说、达尔文进化论、能量守恒和转化定律一起誉为19世纪三大发现。 3、 现代科技发展趋势
1） 科学技术经历了全面空前的革命（物理学领域、化学领域、生物学领域） 2） 科学走向新的综合 3） 科学技术的巨大作用
第二节自然科学研究的基本方法——观察和实验
通过学习，认识获得自然科学的知识需要通过观察和实验两种方法，它们是进行科学研究和学习的基本方法。
1、 选题、实验计划的制订
科研选题：调查研究→作开题报告，请专家评审和获得经费支持→制定工作方案和实验计划
实验计划：确定实验目的、明确指导理论、选定实验方法步骤、配备实验器材、实验记录、结果处理 2、 观察、实验方法
观察：定性观察和定量观察、直接观察和间接观察
实验：直接实验（准备阶段、实施阶段、实验结果）、模拟实验 3、 观察、实验结果的整理和总结
都是科学实践活动，是人类三大革命实践活动之一。
1） 逻辑思维（理论思维）
注意：概念、判断、推理的异同
2） 逻揖思维的基本方法
比较-分类法、分析-综合法、归纳-演绎法 3） 直觉和灵感 4） 数学方法
5） 假说及其检验 实验一 <空气中灰尘自然沉降量的测定>
第三节 科学、技术、社会与教育（STS）
对这节的学习，要注意搞清科学教育的内涵，以及当前科学教育的主要内容：关注当代人们面临的重要问题，如能源问题、环境问题、信息技术等。主要讲科学教育要和当前的社会发展、社会生产和生活紧密结合起来。
1、 世纪之交人们关注的问题
1） 能源
三次产业革命：蒸汽时代（蒸汽机）→电气时代（电能）→电子时代（核能） 2） 环境
全球性环境问题：南极臭氧空洞急剧增大、气候变暖造成南极冰大量龟裂、海平面上升、热带森林大量被伐、全球出现持续性气候异常。
3） 信息
是当今世界科技浪潮的主流，并被认为是最重要的战略资源和财富，是科技、经济和社会发展的基础。
2、 科学、科学教育
1） 科学
科学活动包括三个基本要素：探索、解释、检验；
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2） 科学教育
内涵：科学知识、科学精神、科学态度与科学方法
本章小结
1、 自然科学发展的历史轨迹：古代自然科学、近代自然科学的发展、现代科技发展趋势 2、 自然科学的基本研究方法：观察和实验
3、 科学、技术、社会与教育：世纪之交人们关注的问题、科学技术与理科教育 重点要掌握现代科技发展趋势，观察、实验方法，实验结果的整理和总结。
教学方式：
讲解与学员自学相结合 作业：
《形成性考核作业》作业1第一章
第二章自然界的物质性
学习目标和要求：
这一部分的学习要求是：掌握和理解太阳的结构、太阳系的九大行星，地球的形状和大小、地球的外部圈层、地球的内部圈层，以及海陆分布、陆地的形态。对恒星、银河系、地球的超外圈—磁层、地球表层、海洋的形态作一般的了解。而对地球的起源、地球的演化，地表形态的变化的内容这次不作教学要求。
重点难点：
重点掌握地球自身的圈层结构上，包括从外部圈层到内部圈层各个层次的特点，最后回到地球表面。 一、检查人数 二、教学导入
在这节课上我们学习有关地球的知识，即地球的基本状况及其运动。包括两大部分：一是“地球概况”，二是“天体的运行”。在教材上分别是第二章第一节和第三章第二节。地球是人类的家园，我们应该认识地球，懂得日常生活中的种种自然现象往往都与地球的状态有关。
这部分内容是地球的基本状况。学习中可以遵循由外到内、由表及里的方式，首先是了解地球在宇宙中的位置，从宇宙、银河系、太阳系到地球逐一认识，在对地球起源简单了解后重点放在地球自身的圈层结构上，包括从外部圈层到内部圈层各个层次的特点，最后回到地球表面，因为这与人类密切相关。
三、讲授新课
第一节地球概况
1、地球在宇宙中的位置
在学这部分内容时，必须懂得天体系统，即宇宙——银河系——太阳系——地球这一由大到小的组成系统。关键在于几个概念的理解：首先了解宇宙这一概念，宇宙是天地万物，是一切存在的总称。宇宙是物质世界，在空间上无边无际，在时间上无始无终，是空间和时间的统一。随后应了解恒星的概念和性质，其中恒星的光度和亮度是个难点，要搞清两者间的差别。恒星的光度指恒星本身的发光程度，即它表面发光量的强弱，用绝对星等表示；亮度是指在地球上的受光强度，即肉眼所见恒星明亮程度的大小，用视星等表示。
应该有对银河系的认识，太阳就是其中的一颗恒星。可以对照教材上36页上“银河系的结构”图来认识银河系的特征，同时要搞清太阳在其中的位置。银河系的形态是如同铁饼状的圆盘体，中部较厚的部分称为核球，四周较薄，叫作银盘。太阳位于银盘的一个旋臂上，距银心有一段距离。
3、 太阳及九大行星
这是本节的第一个重点内容。要求记住的是太阳外部的三个圈层，记住九大行星的名称和相对位置。 太阳外部是指太阳大气，由三个圈层组成，即光球、色球和日冕。底层为光球，最外层是日冕，中间是色球。人们所见到的太阳实际上是光球，强烈的光辐射就是从这一层发出的。而色球和日冕由于亮度远
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