【整理】《自然科学概论》
自然科学概论
摘要：《自然科学概论》以人类认识自然、改造自然的史实为基础,以历史进程为线索,力求以不同社会发展阶段的自然科学成就和著名科学家具有划时代意义的发现、发明及学说为主要内容,概括地分析和阐明自然科学及其学科地对象、特点、发展规律与历史作用,粗略地介绍自然科学地知识体系。
自然科学发展史是研究自然科学发展过程及其规律的科学。
它依据历史事实，通过对科学发展历史过程的分析来总结科学发展的历史经验并揭示其规律。
在漫长的自然科学发展史上，近代曾出现了三次严重的危机，并由此也带来了三次重大的突破，从而推动自然科学向前进一步发展。
关键字：近代自然科学成就一、近代自然科学的产生近代自然科学是以天文学领域的革命为开端的。
天文学是一门最古老的科学。
在西方，通过毕达哥拉斯、柏拉图、喜帕恰斯、托勒密等人的研究，已经提出了几种不同的理论体系，成为一门最具理论色彩，又是提出理论模型最多的一门学科。
同时，天文学与人们的生产和生活密切相关，人们种田靠天、畜牧靠天、航海靠天、观测时间也靠天，这就必然会有力推动天文学的发展。
然而，天文学在当时又是一门十分敏感的学科。
在天文学领域，两种宇宙观，新旧思想的斗争十分激烈。
特别是到了中世纪后期，天主教会还别有用心地为托勒密的地心说披上了一层神密的面纱。
然而，地心说基础上产生的儒略历在325年被确定为基督教的历法后，它的微小误差经过长时间的积累已经到了不可忽视的地步，同观测资料大相径庭。
托勒密体系的错误日益暴露，人们急需建立新的理论体系。
当时，文艺复兴正蓬勃开展，它不仅大大解放了人们的思想，同时也推动了近代自然科学的产生。
波兰天文学家哥白尼适应时代要求，他从1506年开始，在弗洛恩堡一所教堂的阁楼上对天象仔细观察了30年，从而创立了一种天文学的新理论--日心说。
1543年，哥白尼公开发表《天体运行论》，这是近代自然科学诞生的主要标志。
日心说的提出恢复了地球普通行星的本来面貌，猛烈地震撼了科学界和思想界，动摇了封建神学的理论基础，是天文学发展史上一个重要的里程碑。
《自然科学概论》复习资料
第一章古代科学技术1、试比较古代中国科学自然观与古希腊科学自然观。
答：形成于商周之际的阴阳说和五行说对中国古代自然观的形成和发展有深远的影响，构成了中国古代考察万事万物生衍变化的途径和规律的基本理论框架。
古代中国也曾有过类似于“原子”的概念，这就是战国时期墨翟及其弟子的著作《墨经》中所说的“端”，但没有形成类似于古希腊的原子论。
古代中国占主导地位的是以在空间连续分布的“元气”来解释万物及其运动变化的“元气说”。
古希腊科学自然观把自然界看成一个独立于人的一个有规律的，并且其规律可以为人们所把握的对象，他们创造了一套数学语言力图把握自然界的规律。
古希腊出现的第一个哲学学派——米利都学派用具体的诸如“水”、“气”之类的物质性的东西作为本原，来解释世界万物的变化发展，而稍后的毕达哥拉斯学派却用数即事物的几何结构或形式作为本原，来解释世界万物的变化发展，从而开辟了在注重心灵的理性世界而轻视外部感性世界的理性主义传统。
稍后的赫拉克利特一方面仍然遵循米利都学派的思路，用“火”及其性质来解释世界万物的生灭变化；另一方面又提出“逻各斯”作为把握对象的原则，从而把认识客观对象和把握人的思想统一起来，奠定了西方认识论的理论基础。
德谟克利特作为古希腊原子论的主要代表，用肉眼所看不见的物质微粒即原子在虚空中的运动变化来说明世界万物的变化发展，它在思想和方法上对后世都有深远的影响，公元前4世纪的亚里士多德，在总结前人成就的基础上创造性的研究了事物的本性和原因，提出“四因说”和“目的说”。
同时还提出了比较严密的科学论证方法，创立了逻辑学，成为后世科学思想方法的重要组成部分。
第二章近代科学技术1、简述文艺复兴对近代科学兴起的意义。
答：⑴推动了西欧各国的宗教改革，打击了罗马教会的权威，冲破了神学的桎梏，解放了人们的思想，为近代科学的崛起营造了民主的学术气氛，并提供了唯物主义的认识方法。
⑵大批希腊的古典著作和优秀思想得以进一步传扬，鼓起了人们彻底摆脱传统观念而倡导理性思想的勇气，给近代科学的诞生提供了丰富的思想养料。
自然科学概论第三章第四节
第三章第四节一、场合超距作用与占据空间的物质相对应的另一种客观实体是场。
场不占据空间，场与场在空间可以相互叠加。
宏观世界中两种最主要的场是引力场和电磁场，二者分别由万有引力和电磁力产生。
按照李的观点，万有引力和电磁力的性质是非常类似的。
二者的数学表达几乎一样，都是与距离的平方成反比，与产生力的“荷”和受力的“荷”之积成正比，如果我们可以把质量称为“引力荷”的话，这两种力的作用，都可以不通过施力者和受力者的接触而发生。
牛顿称这种力的作用为“超距作用”（action at a distance）。
超距作用的观点，就是认为力的作用相距一段空间而直接发生，中间没有任何媒介，力的传递不需要时间。
现代的观点认为引力相互作用和电磁相互作用都是通过“场”（field）来进行的。
“荷”产生一种特有的“场”，受力者是因为与场接触才受到力的作用。
对于两个静止的相互作用者，“超距作用”的观点和“场”作用的观点显不出任何区别，仅仅是观点不同。
但是如果施力者的做发生变化，对受力者的作用效果是立即发生变化，还是需要一段时间，就成了判断两种观点正误的判据。
作用力的改变，可以是“荷”量的改变，也可以是施力者运动状态的改变。
在万有引力的范畴内，要直接检验这一点是很难有机会的。
我们不可能设想太阳的质量突然间发生改变，从而测量地球的运动状态是否立即发生改变。
太阳的运动状态是在改变，但是太缓慢了，以至于无法区分。
可行的检查首先是在电磁作用的领域。
不过这种检验要在一个实验室里完成仍然是不可能的。
因为电磁作用的传播速度太快了。
直到1888年，赫兹（Hertz H）在实验中发现电磁波，这个问题才有了结论。
早在1830年前后，法拉第（Faraday M）就引进了流线来描述电磁作用。
流线是用来研究流体流动的一种数学模型。
法拉第想象电磁力像流体一样从带电体向空间延伸。
这就是场的雏形。
麦克斯韦（Maxwell J C）发展了法拉第的思想，于1864-1873年间完成了电磁场理论的体系，并预言电磁场可以在空间中以波的形式传播，其传播速度等于光速。
自然科学概论第一篇第二章
法国工业发展
18世纪下半叶法国科学发展大事年表
时间 1772年 1785年 1791年 人物 拉瓦锡 库仑 成就 影响
批判“燃素说 完成划时代的“化学 ” 革命” 发现“库仑定 完成电学发展中第一 律” 次飞跃
法国政府 颁布全世界第 保护发明创造，促进 一部专利法 科技发展
1796年
1796年－ 1832年
煤炭和冶金业的发展，促进了机械制造业的发展
。在工业革命初期，机器大都是木质的，多用手工方法 制造。到18 世纪末，英国开始运用蒸汽锤和简单车床 制造金属部件，用来替代机器上的一部分基本部件。刀 架的发明，使刀具的进给运动开始实现以机械代替人力 操作。19世纪初，陆续发明了各种锻压设备和金属加工 车床、铣床、磨床、刨床、钻床、齿轮及螺纹加工机床 等，机器制造业从此建立起来，并有了一定规模。
④ 海上霸权能够肆意掠夺殖民地 英国凭借其强大的海军打败了西班牙、荷兰、法国 ，掌握了海上霸权，从而能够肆意掠夺殖民地。17571815年间，英国仅从印度掠夺得到的财富就高达10亿英 镑。同时英国的海上贸易业迅速发展，18世纪中叶，其 进出口贸易额增长了6倍，也为它带来了极大的利润。 英国殖民者还通过贩卖黑人奴隶的罪恶交易，获得了巨 额肮脏的金钱。
② 经济发展推动科技发展 英国采掘业、交通运输业和军事的方针，提出了许 多技术问题。正是经济的方针引起了技术上的兴趣，推 动了科学的发展，又造成了一种社会氛围，使人们注意 科学和技术。科学社团因此应运而生。1662年，英国皇 家学会成立。它遵循培根的思想，提出学会的宗旨和任 务是增进关于事物的知识和一切有用的技艺。
第二节 第二次产业技术革命
一、德国的崛起
最能体现科学技术是生产力，并且在第二次产 业革命中获益最多的国家，首先要数德国。 1830年，当英国的产业革命达到高潮时，德国 还是一个落后的农业国，依靠出口农产品、进口 英国的工业品过日子。但是，这时的德国已经出 现了科学革命的高潮，涌现出来一批世界著名的 科学家。
自然科学概论 第 4 章
(3)：法国的拉瓦锡和拉晋拉斯研究了生物的呼吸， 开创了动物生理研究。 (4)：比利时化学家赫尔盖特作为著名“柳树实验”， 首创植物生理学的研究。 (5)：荷兰学者英根豪茨则发现了植物的光合作用。 (6)：1665年英国学者胡克用自制的显微镜发现了植 物细胞，荷兰的列文虎克则用显微镜发现了细菌等 微生物。 (7)：英国的哈尔斯在1727年出版了《植物静力学》， 在1733年出版了《动物静力学》，将力学实验法 引入了动、植物研究。 (8)：瑞典生物学生物分类学基础。
和具体功能方面有着差别，但有共同的基本 构造，按照共同的规律发育，有共同的生命 过程；细胞不是一成不变的，而是有自己的 生长和发育过程。
B：生物进化论的创立 1859年，英国生物学家达尔文在其巨著《物 种起源》一书中系统地提出了以生存斗争、 自然选择、遗传和变异为内容的生物进化理 论。 C：遗传学定律的发现 1886年，奥地利生物学家孟德尔发表了《植 物杂交的试验》一文，阐述了生物遗传与变 异的3条基本定律：
• 显性定律： 具有相对性状的纯质亲本杂交时，由于某个 性状对其它相对性状的显性作用，子一代所 有个体都表现为这一性状。例：红花豌豆与 白花豌豆杂交，子一代都是红花，红花对白 花是显性。 • 分离定律： 指杂交种子一代中成对因子（一显一隐）在 形成配子时，彼此分离，相互不发生影响， 其子二代表现性状分离。根据分离定律，子 二代出现的红花和白花植株构成3：1比例。
一、生命的基本特征及其本质 1、生命的基本特征 A：具有生长、发育、繁殖、衰老、 死亡的特征。
B：具有新陈代谢的特征： 新陈代谢：生物体与外界环境不 断进行物质、能量交换的过程。包 括同化作用和异化作用。 同化作用：是指外来的非原生质的 化学物质在细胞里转化为原生质成 分的化学物质的过程。
自然科学概论论文5篇
自然科学概论论文5篇以下是为大家整理的自然科学概论论文的文章5篇 , 盼望对大家有所关心！自然科学概论论文1讨论方法的结构不同依据讨论方法适用范围的大小和概括的程度不同，自然科学的讨论方法一般可以化分成三类。
一类是最普遍的讨论方法即哲学方法和规律方法，它适用于一切科学（包括自然科学、社会科学和思维科学等）。
二类是适用于各门自然科学的一般讨论方法，例如观看、试验（试验）、模拟、数学等方法（广义的观看、试验和数学等方法，讨论社会科学也需要）。
三类是适用于某一门或几门自然科学的特别讨论方法，例如在生物学讨论中运用解剖法讨论生物的构造和功能的关系。
依据人类熟悉过程的进展挨次和深度不同，自然科学讨论方法又可以划分为两种类型。
一类是通过科学观看、试验、模拟、调查猎取感性阅历材料的基本方法阅历方法。
二类是通过对科学技术讨论资料的加工得出科学结论的基本方法理论方法。
例如科学抽象法、各种规律方法、想象和灵感、数学方法、科学假说等等。
由此可见，自然科学的讨论方法具有多层次性，且在每个层次里，阅历法和理论法是相互交织在一起的。
例如在很多基础科学理论讨论中，讨论者将讨论工具、仪器设备作用于讨论对象从而获得第一手事实材料，在这一阶段讨论者使用观看试验和模拟等方法。
然后讨论者运用阅历方法进一步将事实材料进行加工和整理。
再次讨论者把通过阅历方法加工获得的事实材料，通过科学抽象，使用数学、规律、模型、归纳、演绎、假说、等方法上升为科学理论，这个阶段所使用的方法即为理论方法。
因此可以看出自然科学讨论方法是呈立体网络状结构。
社会科学讨论方法包括三大领域社会科学讨论方法本身、与之相关的统计方法以及计算机统计软件的应用（如SPSS）。
社会科学的讨论目的有探究、描述、解释和评价四种。
科学家在进行探究性讨论时，往往采纳定性的方法。
问卷调查、实地讨论、内容分析等在描述性讨论中较为普遍使用。
解释性讨论经常需要运用相关性分析、线性回归等方法进行。
自然科学概论生命科学-绪论
神经系统的结构与功能
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神经元
神经系统的基本结构和功能单 位，具有接收、整合、传导和
输出信息的功能。
突触
神经元之间或神经元与效应细 胞之间的连接部位，实现神经
信号的传递。
神经胶质细胞
对神经元起支持、保护、营养 和修复等作用。
神经系统的功能
包括感觉、运动、认知、情感 、自主神经等方面。
免疫系统的组成与功能
包括基因克隆、基因编辑（如CRISPR-Cas9技术）、基因 转移和基因表达调控等。这些技术使得我们能够精确地定 位和修改生物体的遗传信息。
基因工程的应用领域
在农业、工业、医学和环保等领域有广泛应用。例如，通 过基因工程改良作物性状、生产重组蛋白药物、进行基因 诊断和治疗等。
细胞工程的原理与技术
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包括防御感染、清除体内衰老或损伤细胞 、维持内环境稳定等方面。
PART 05
生物技术的原理与应用
REPORTING
WENKU DESIGN
基因工程的原理与技术
基因工程的基本原理
通过改变生物体的遗传物质（DNA）来实现对生物性状的 改良。这包括对基因进行切割、拼接、转移和表达等操作。
基因工程的关键技术
细胞核是细胞的遗传信 息库，控制细胞的生长、 发育和遗传。
遗传信息的传递与表达
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DNA是遗传信息的携带者， 通过复制将遗传信息传递给下
一代。
RNA在蛋白质合成过程中起 中介作用，将DNA的遗传信 息转录成蛋白质合成模板。
蛋白质是生命活动的主要承担 者，其结构和功能由遗传信息
决定。
基因表达调控是生命活动中的 重要环节，影响细胞的分化、
自然科学概论第一篇第一章
– 文化传统：中国古代“重道轻器”，轻视科技发展
《自然哲学的数学原理》
牛顿第一定律又称惯性定律：任何物体都保持静止 或匀速直线运动状态，知道其它任何物理所作用的 力迫使它改变这种状态为止。 牛顿第二定律又称运动基本定律：物体在受到外力 时，物理所获得的加速度的大小和外力成正比，而 与物体的质量成反比，加速的的方向与外力方向相 同。
牛顿第三定律又称作用和反作用定律：作用力与反 作用力大小相等，方向相反，分别作用于不同的物 体上。
• 中国在上古时代就进行天象观察，积累了许多资料， 领先于当时的世界，如最早记录哈雷彗星（从公元前 1057年就开始有记录） • 早在中国的殷商时代（约公元前1400~1100年），中 国就有了先进的铸造技术，近现代出土的司母戊鼎（ 商后期铸品，也称后母戊大方鼎）、越王勾践剑（公 元前400年的春秋时期所铸）等都是绝世珍品
公元前168年的马王堆西汉墓出土 的素纱禅衣
• 春秋战国是难得的百家争鸣时期，百家中重要的有法家 、名家和墨家，和对后世影响很大的道家和儒家
• 战国时期以“兼爱非攻”为主要思想的墨家，其创始人 墨子（墨翟，生卒年代约为公元前468~376年），在认 识论、逻辑学、宇宙论、几何学、几何光学、静力学等 学科方面都有贡献
3.如果小球运动至平面的一端的C点落下，一 方面物体要保持匀速运动继续前进，另一方面 它又要在垂直方向下落，于是物体呈现出抛体 运动状态，图中即小球将沿半抛物线CD落至D 点。 伽利略的研究成果，为后来牛顿的进一步综合 奠定了基础。
自然科学概论
自然科学概论第三章物质世界的统一性第三节物质物质是任何有质量并占据空间的东西。
气体、液体、固体、生命体，是我们通常熟悉的物质。
更广义的物质是任何科学上可以观测的客体。
电磁场是一种广义的物质，因为它可观测，他有能量和动量。
我们把狭义的物质称为“物质”，以区别于“场”。
从成分看，可分为单质、化合物、聚合物、合金等。
从温度、压强、体积、院子排列等物理性质来看，物质以气、液、固、晶体、非晶体，以及超流、超导等状态存在。
这些不同的状态称为相。
物质都是由少数几种基本粒子组成。
每一种粒子都有它的反粒子，由反粒子组成的物质称为反物质。
而场的属性与侠义的物质截然不同。
场不具有质量，不占据空间。
场与场之间可以叠加，称为场的叠加原理。
场与物质可以发生相互作用。
一、物质的相物质可以不同的相存在。
比如水，在0摄氏度以下是冰，为固相，在0摄氏度以上，100摄氏度以下是水，为液体，在100摄氏度以上是蒸汽，为气相。
相是物质的热力学性质。
以不同的相存在的同一物质，其物理性质有显著的不同。
相往往又被称为态，比如说气态，液态等。
另外有一种热力学中的态，或状态，含义完全不同。
同样是水蒸气，如果其温度或压强发生变化，就说它的状态发生变化。
相，是物质的一类相对均匀的状态的集合，这里的均匀指化学成分和物理性质均匀。
气相密度小，容易压缩，分子可以自由活动，可以充满所能到达的空间。
液相密度大，不易压缩，可以自由流动，没有固定的形状，有明显的界面。
固相密度大，不易压缩，有固定的形状，对形变有抵抗力。
还有一些不常见的相，都各自有共同的物质。
处于气相的物质，通常就称之为气体，液相的物质称为液体，处于固相的物质，就称为固体。
物质的相发生变化，就称为相变。
常见的相变就有溶解和凝固，蒸发和凝结。
凝固是溶解的逆过程，凝结是蒸发的逆过程。
某种物质发生溶解的温度，称为熔点，发生沸腾的温度，称为沸点。
在不同的压强下，同一种物质的熔点和沸点不同。
也就是说熔点和沸点随压强而变。
自然科学概论考试复习总结
自然科学概论考试复习总结第一章绪论第一节科学与技术概述第二节近代自然科学的发展一、什么是科学I、科学革命的突破二、科学的形成和发展一、天文学革命三、技术概述二、医学生理学革命四、科学与技术的关系II、近代化学革命五、中国古代文明一、原子分子论六、科学技术是第一生产力二、有机物的合成和七、科学技术与教育有机结构理论三、元素周期律III、近代物理学革命 V、近代生物学理论的发展一、经典力学的奠基一、生物学初步建立二、近代科学的第一二、生物学的飞跃次大综合三、能量守恒与转化定律和热力学四、电磁学理论的发展 VI、地壳演变论五、光学理论的发展 IV、数学理论的发展第一节思考题１、什么是科学？２、什么是技术？３、科学分为几大门类？４、按各学科与实践的不同联系，科学分为几大类？５、为什么说十九世纪是科学世纪？６、二十世纪初自然科学中两个重要的基本理论支柱是什么？７、科学和技术有什么区别？８、科学和技术有什么联系？９、为什么说科学技术体系是不断发展的？１０、为什么说科学技术是第一生产力？第二节思考题1、近代科学首先在哪两大领域取得了突破性胜利？2、天文学研究的对象是什么？天体跨越自然界哪三个结构层次？3、“地心说”、“日心说”说的是什么？4、简述开普勒行星运动三定律。
5、简述牛顿关于物体运动的三大定律及牛顿万有引力定律。
6、简述能量守恒与转化定律。
7、麦克斯韦方程组从理论上预言了什么？8、十七世纪前的初等数学最有影响的是哪两部著作？9、为什么说解析几何的产生是数学发展史上的一个重要里程碑？10、简述道尔顿原子论的主要内容。
11、简述化学元素周期律的基本要点。
12、十九世纪自然科学有哪三大发现？13、简述达尔文进化论的主要内容。
第一节科学与技术概述一、什么是科学什么是科学：科学是人类智慧的结晶，是正确反映自然、社会和思维发展规律的知识体系。
其内容为理论化、系统化的自然知识、社会知识和思维知识的总和。
人们大体上将科学分为自然科学、社会科学、思维科学三大门类。
自然科学概论总结
一、绪论宇宙物质时空——自然（处于不断发展）自然：客观存在，整体存在，是一与多的统一，过去，现在，未来的统一，存在于非存在的统一实在—自然的代名词对自然的整体把握，根本看法—自然观—反应人类对自然界整体把握情况自然观的分类：1神话及原始宗教的自然观：远古时期大约6或8世纪之前，从希腊文明（公元前，西方文明的起源）开始2哲学的自然观：8—16世纪之前，以1543 年哥白尼的《天体运行论》提出日心说为结点3科学的自然观古希腊，古罗马：思辨猜测（无实验）中世纪：神学自然观，天堂地狱（公元5世纪—公元15世纪）大约1000年科学自然观：近代科学诞生推翻神创论力学统治一切—机械自然观牛顿运动定律片面孤立形而静止缺乏系统普遍联系的观点5.19世纪末，自然科学发展，演化为辩证唯物自然观（马克思主义的自然观）马克思主义自然观—系统自然观（系统论的出现）—生态自然观（对出现问题反思）—可持续发展不断发展，演化（包含进化，退化）更为完善科学合理奴隶—认识—朴素自然观（平衡）主人—改造—机械自然观和谐—可持续—辩证自然观（对立，统一）【对立：人是自然长期进化的产物（生物学），劳动创造人与人类社会（社会学）】【统一：人是自然的一部分，人的生存发展依赖自然的各种资源，人的活动不能违背自然规律（违背则将受到惩罚）】“科学”名称的由来：（1）古代“格致之学”。
《礼记.大学》中说：“致知在格物，格物而后知至”.（科是一种规范规则，大家遵守的条约）（2）“科学”（science），它源于拉丁文scientia,原义为“知识”或“学问”。
在古代西方，科学被称为自然哲学，寄居在哲学母体之内，并没有独立的地位。
（3）历史上，日本著名科学启蒙大师福泽瑜吉把“science”译为“科学”。
1896年，梁启超在《变法通议》一文中首次使用科学。
进入20世纪之后，特别是“五四”运动时期，陈独秀、李大钊等大力倡导科学与民主，从而使科学这一概念在我国广为传播。
《自然科学概论》课程大纲
《自然科学概论》课程大纲课程代码：02083001课程学分：2课程总学时：28适用专业：小学教育专业一、课程概述（一）课程的性质自然科学概论是小学教育专业开设的一门文理通识专业基础必修课，理论性、知识性都很强，作为小教专业的基础课之一，它是科学、哲学与技术发展的总结，是人类认识世界和改造世界成果的理论结晶。
它对培养学生科学的世界观和方法论，为科学献身的精神，拓宽知识面，了解科学技术发展、规律及新动态有重要作用。
1.本课程是小学教育专业（本科）一门必修的专业基础课。
2.本课程试图结合不同时代的社会背景，沿历史的脉络粗线条的勾画出自然科学发展的源流。
3.本课程教学以现代自然科学成就为主要着眼点，力求反映当代最新科学成果，体现时代特征，同时充分揭示科学、技术与社会互动关联的实际，融科学精神与人文精神为一体。
4.本课程在广泛介绍自然科学成就的基础上，大力挖掘科学成就的哲学意义，让学生在获得自然科学知识的同时，也受到哲学思想的熏陶，从而提高其综合素养。
（二）设计理念与开发思路1.设计理念（1）在课程目标上注重提高全体学生的科学素养。
该课程旨在提高学生的科学素养，从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等三个方面培养学生，为学生终身发展、应对现代社会和未来发展的挑战奠定基础。
（2）在课程结构上重视基础，体现课程的选择性。
注重全体学生的共同基础，同时应该针对学生的兴趣、发展潜能和今后的需求，设计供学生选择的课程模块（选读），以满足学生的不同学习需求，促进学生自主地、富有个性地学习。
（3）在课程内容上体现时代性、基础性和选择性。
该课程加强与学生生活、现代社会及科技发展的联系，反映当代科学技术发展的重要成果和新的科学思想，关注科学技术应用所带来的社会热点问题，培养学生的社会参与意识和对社会负责任的态度。
（4）在课程实施上注重自主学习，提倡教学方式多样化。
课程在精选终身学习必备的基础知识与技能，关注科学与其他学科的联系，培养学生基本能力的同时，应促进学生自主学习，让学生积极参与，乐于探究，勇于实验，勤于思考。
自然科学概论
哥白尼
牛顿
序论
一、科学 1、概念 、 科学在这里指的自然科学，它是关于人对自然的认识， 科学在这里指的自然科学，它是关于人对自然的认识，它最终要表现 为关于自然的系统化、理论的知识。 为关于自然的系统化、理论的知识。科学的最初成果是用概念来描述 自然现象的发现，继而进行说明、解释，以至预见新的自然现象， 自然现象的发现，继而进行说明、解释，以至预见新的自然现象，最 后形成某种概念的体系，成为一门学科。 后形成某种概念的体系，成为一门学科。 2、发展 、 （1）科学的觉醒时期。 ）科学的觉醒时期。 （2）科学的空前发展时期。 ）科学的空前发展时期。 （3）科学的改造时期。 ）科学的改造时期。 （4）科学的发展加大了人们对科学本身的反思。 ）科学的发展加大了人们对科学本身的反思。
第1章
近代自然科学的初步发展
1.1科学革命的突破 科学革命的突破
一、天文学上的革命 二、医学生理学的革命
1.2经典力学的奠基 经典力学的奠基
一、开普勒在天空中“立法”，得出了行星运行的三大规律。 开普勒在天空中“立法” 得出了行星运行的三大规律。 二、伽利略的“斜面实验” 伽利略的“斜面实验” （1）行星运行的轨道是椭圆的，太阳正处在椭圆的一个焦点上。 ）行星运行的轨道是椭圆的，太阳正处在椭圆的一个焦点上。 2）小球在光滑斜面上运动时， （1）小球在光滑斜面上运动时，加速度相等，距离与时间的平 ）行星和太阳的连线扫过的面积与时间正比 1.3近代科学的第一次大综合。 近代科学的第一次大综合。 近代科学的第一次大综合 加速度相等， 行星公转周期与轨道半长轴的立方成正比。 （3）方正比。 ）方正比。 行星公转周期与轨道半长轴的立方成正比。 运动三定律。 一、运动三定律。 （2）在光滑的水平面上运动时作匀速直线运动。 ）在光滑的水平面上运动时作匀速直线运动。 （3）对平抛运动作了初步的分析。 ）对平抛运动作了初步的分析。 二、）任何物体在不受外力的情况下总保持静止或匀速直线运动 万有引力定律 （1） 状态，直到有外力迫使它改变这种状态。 状态，直到有外力迫使它改变这种状态。 1.4其他科学的发展 其他科学的发展 （2）f=ma ） F=G(m1*m2)/R2 G=6.67*10(-11) ＝－f’ （3）F＝－ ） ＝－
自然科学概论教学PPT课件
能量守恒定律
物质与能量的关系
能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只会从一种形式转化为另一种形式。
物质中蕴含着能量，能量可以转化为物质，如核能转化为质量。
03
02
01
物质与能量
生物化学物理地质材料科学是自然科学的重要组成部分，它们之间相互联系、相互影响。
生物化学物理地质材料科学在人类生产生活中有着广泛的应用，如生物技术、制药、环保、能源等领域。
近代自然科学
近代自然科学开始于文艺复兴时期，通过科学实验和数学推理等方法，逐渐揭示了自然界的各种规律和原理。
现代自然科学
现代自然科学在20世纪以后得到了迅速发展，尤其是在物理学和化学领域，出现了许多新的理论和发现。
02
CHAPTER
自然科学基础知识
固、液、气三态及其转化，物质的基本单位是分子和原子。
环境治理
利用生态工程和环境修复技术，人类可以更好地应对环境问题，保护和恢复生态系统。
农业科技
通过转基因技术、智能农业等手段，提高农业生产效率和可持续性，满足全球不断增长的食物需求。
自然科学在未来的应用前景
THANKS
感谢您的观看。
01
生物医学工程概述
介绍生物医学工程的定义、发展历程、主要研究领域和应用领域。
02
生物医学工程应用
列举生物医学工程在医疗、康复、医疗器械等方面的应用案例，如人工器官、假肢、医疗机器人等。
生物医学工程
环境治理技术
介绍各种环境治理技术，如污水处理、垃圾处理、大气治理等，以及其原理和应用。
可持续发展与环境保护
化学
生物学是研究生物体的形态、结构、功能和演化的科学，包括动物学、植物学、微生物学等。
自然科学概论 第一章 绪论
第一章绪论第一节什么是自然科学一、科学1、科学一词之起源“科学”(science)一词，源于拉丁文的scio，后来又演变为scientia，最后成了今天的写法，其本意是“知识”“学问”。
古希腊哲学家柏拉图在《理想国》中曾提到“科学”一词，亚里士多德在他的《形而上学》中也用到“科学”的说法。
中国古代曾用“格致”一词指称科学研究，“格致”起初出于《大学》一书，其意为格物致知。
明末出版的《空际格致》一书中“空际”相当于自然二字，“格致”就相当于格物致知，以格物而得的知识是科学。
明末清初，来华的欧洲耶稣会传教士熊明遇的《格致草》、汤若望的《坤舆格致》等书的名称就使用了“格致”一词，在鸦片战争以后，依旧沿用这一称谓。
中日甲午战争以前出版的许多科学书籍多冠以“格致”或“格物”之名。
日本在1832年出版的有关解剖学的书里就用到解剖学是医学的“一科学”的说法，其著名科学启蒙大师福泽谕吉把英语的science译为“科学”。
19世纪末到20世纪初，“科学”一词从日本传入中国。
1880年梁启超在《变法通议》一文首次用到“科学”一词，康有为在《日本书目志》中列举了《科学入门》、《科学之原理》等书目，1898年在《戊戌奏稿》一文里也用了“科学”一词，严复在翻译《天演论》等科学著作时，也用“科学”二字。
后来陈独秀编《新青年》，曾用“赛先生”代表“科学”一词，不久“科学”在中文里就代替“格致”被广泛的运用。
2、科学之定义我国1979年版《辞海》定义科学“是关于自然界、社会和思维的知识体系，它是适应人们生产斗争和阶级斗争的需要而产生和发展的，它是人们实践经验的结晶”。
1999年版《辞海》定义科学是“运用范畴、定理、定律等思维形式反映现实世界各种现象的本质的规律的知识体系、社会意识形态之一。
按研究对象的不同，可分为自然科学、社会科学和思维科学，以及总括和贯穿于三个领域的哲学和数学。
按与时间的不同联系，可分为理论科学、技术科学、应用科学等。
自然科学概论
自然科学概论自然科学是指以自然规律和现象为研究对象的科学，是人类通过实验、观察、推理和逻辑思维探索自然世界的一种方法。
自然科学的研究范围极其广泛，包括物理学、化学、生物学、地学、天文学等众多方向。
本文将综述自然科学的起源、发展历程和未来展望。
一、自然科学的起源自然科学的起源可以追溯到公元前6世纪的希腊，当时的古希腊人开始关注自然现象，并通过理性思考和推理得出一些简单的规律。
包括著名的毕达哥拉斯定理和亚里士多德的哲学。
然而，正式的科学方法是在17世纪后期由伽利略和牛顿等人提出的。
伽利略在实验中发现物体下落是与其质量无关的规律，并形成了被称为现代科学中最基础的实证方法。
牛顿发明了微积分，并提出了万有引力定律和运动定律等被认为是自然科学的重要里程碑。
二、自然科学的发展历程自然科学的发展历程可以分为不同的时期，每个时期都有其独特的贡献和重要发现。
1.启蒙运动时期：在18世纪，启蒙运动在欧洲和北美盛行。
在这个时期，自然科学得到了显著的发展，人类开始关注自然规律的发现和科学实验。
许多著名的科学家和思想家如伏尔泰、罗塞尔等人为自然科学的发展做出了重要的贡献。
2.工业革命时期：在19世纪，工业革命在欧洲和北美开展。
这一时期的科学家，尤其是化学家和物理学家，对许多实用的发明做出重要贡献。
包括发明电灯、电话、电池和化学反应器等。
3.现代科学时期：在20世纪，科学技术迎来了一个爆炸式的增长。
物理学包括爱因斯坦的相对论和量子力学取得了重大的进展。
化学家和生物学家发现了许多重要的化合物和生命过程，这为生物技术的研究奠定了基础。
地学和天文学家通过现代技术发现了许多新发现，包括太阳系的行星和行星和恒星的演化。
三、自然科学的未来展望尽管自然科学的发展取得了巨大的成就，但对自然界深度理解和应用方面的挑战仍然存在。
目前，自然科学的未来主要取决于一些重要的问题和挑战。
1.环境问题：气候变化、污染等环境问题是当前的重要挑战之一。
自然科学家需要找到解决方案，以减缓气候变化、改善空气和水质等。
自然科学概论(三)生命科学--绪论
生命科学发展趋势
一、对核酸、蛋白质和酶的结构和功能研究深入 到分子水平，揭示了生物新陈代谢、能量代谢、 神经传导、激素调控等的作用机制，大大推进了 对生命本质的认识。 二、分子生物学将继续保持领头学科的地位，带 动整个生命科学的全面发展。 三、数学、物理、化学等学科与生命科学进一步 相互交叉、渗透和相互促进，边缘学科将更迅速 发展。 四、生态系统研究进一步发展到人与生物圈关系 的研究，宏观与微观两方面研究将继续深入，互 相补充，互相促进。 五、先进的技术和手段将广泛应用于生命科学领 域。
代谢、遗传变异以及对刺激作出反应等特征表现，但生命 的单一特征表现在非生物中也可能存在。 但是生物的生命表现是非生物不可能存在的一种复合现象， 生物与非生物间有本质的区别。
二、现代生命观
（一）根据生命形态的表面特征归纳的生命定义
定义1： 定义 ：生命是一个具有与环境进行物质交换、生长 发育、新陈代谢、遗传变异和应激性等特征的物质 系统。 （二）从生命物质的微观构成的共性来概括生命定义 定义2： 定义 ：生命是由核酸和蛋白质特别是酶的相互作 用产生的，可以不断繁殖的物质反馈循环系统。
（三）生态学的生命观
●就目前所知，生命活动只见于地球表面的地上 20km以下、地下15km以上的生物圈内。 在生物圈内，有的生物具有叶绿体，能进行光合 作用，如：绿色植物、蓝藻和部分细菌等，称为 自养生物；还有一些生物没有叶绿体，不能进行 自养生物 光合作用，只能依靠取食自养生物或其他生物而 生存，如：真菌、动物和大多数细菌等，称为异 异 养生物。 养生物 生态学把生命看作为生物圈内种种不可逆物质循 环运动网络的交点和中心环节，生态学的生命观 阐明了生命的外部条件及其在自然界所处的地位， 但却没有指明生命本质的特点和生命的微观机制。
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自然科学概论一、名词解释：1.地域分异规律：自然地理环境各组成成分及其构成的自然综合体在地表沿一定方向分异或分布的规律性现象。
2.天文单位：是长度的单位，历史上约等于地球跟太阳的平均距离。
天文常数之一。
天文学中测量距离，特别是测量太阳系内天体之间的距离的基本单位，地球到太阳的平均距离为一个天文单位。
一天文单位约等于1.496亿千米。
3.水循环：水循环是指地球上不同的地方上的水，通过吸收太阳的能量，改变状态到地球上另外一个地方。
例如地面的水分被太阳蒸发成为空气中的水蒸气。
4.气候：气候是地球上某一地区长时期天气的一般状态，是长时期各种天气过程的综合表现，它既反映平均情况，也反映极端情况。
5.生物群落：生物群落指生活在一定的自然区域内，相互之间具有直接或间接关系的各种生物的总和。
与种群一样，生物群落也有一系列的基本特征，这些特征不是由组成它的各个种群所能包括的，也就是说，只有在群落总体水平上，这些特征才能显示出来。
6.狭义相对论：狭义相对论是由爱因斯坦、洛仑兹和庞加莱等人创立的，应用在惯性参考系下的时空理论。
也是对牛顿时空观的拓展和修正。
按照狭义相对论而言，物体运动时质量会随着物体运动速度增大而增加，同时，空间和时间也会随着物体运动速度的变化而变化，即会发生尺缩效应和钟慢效应。
7.环境问题：环境问题，是指由于人类活动作用于周围环境所引起的环境质量变化，以及这种变化对人类的生产、生活和健康造成的影响。
人类与环境不断地相互影响和作用，产生环境问题。
8.太阳常数：太阳常数是进入地球大气的太阳辐射在单位面积内的总量，要在地球大气层之外，垂直于入射光的平面上测量。
9.水循环：水循环是指地球上不同的地方上的水，通过吸收太阳的能量，改变状态到地球上另外一个地方。
例如地面的水分被太阳蒸发成为空气中的水蒸气。
10.天气：天气是指某一个地方距离地表较近的大气层在短时间内的具体状态。
11.生物多样性：生物多样性是指在一定时间和一定地区所有生物（动物、植物、微生物）物种及其遗传变异和生态系统的复杂性总称。
它包括遗传(基因)多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次。
12.元素周期表：化学元素周期表根据原子序从小至大排序的化学元素列表。
列表大体呈长方形，某些元素周期中留有空格，使特性相近的元素归在同一族中。
现代的周期表由俄国化学家门捷列夫于1869年创造，用以展现当时已知元素特性的周期性。
自此，随着新元素的探索发现和理论模型的发展，周期表的外观曾经过改变及扩张。
二、简答1.现代自然科学的特点。
答：1.科学理论有新的革命性突破。
（1）科学理论的思想性突破（2）科学理论的层次性突破（3）科学理论的解释性突破（4）科学理论的应用性突破2.科学形态上形成了大量综合科学3.科学认识上建立了新的思维方式2.太阳的成因学说。
答：太阳是在大约45.7亿年前在一个坍缩的氢分子云内形成。
太阳形成的时间以两种方法测量：太阳目前在主序带上的年龄，使用恒星演化和太初核合成的电脑模型确认，大约就是45.7亿年。
这与放射性定年法得到的太阳最古老的物质是45.67亿年非常的吻合。
太阳在其主序的演化阶段已经到了中年期，在这个阶段的核聚变是在核心将氢聚变成氦。
每秒中有超过400万吨的物质在太阳的核心转化成能量，产生中微子和太阳辐射。
以这个速率，到目前为止，太阳大约转化了100个地球质量的物质成为能量，太阳在主序带上耗费的时间总共大约为100亿年。
3.月相变化。
答：每天随着月亮在星空中自西向东地移动一大段距离，它的形状也在不断地变化着。
这就是月亮位相变化，叫做月相。
“人有悲欢离合，月有阴晴圆缺”，这里的圆缺就是指“月相变化”：在地球上所看到的月球被日光照亮部分的不同形象。
4.地球的圈层结构及各层次的主要特征。
答：（1）地球的圈层结构:包括由地核、地慢、地壳组成的内部圈层和由大气圈、水圈、生物圈组成的外部圈层。
（2）地球内部各圈层的特点：①地核的外核为液态或熔融状，内核为铁镍固体；②地慢为铁镁固体，地慢上部的软流层为岩浆发源地；③地壳厚度不均，陆壳厚洋壳薄，地壳上为硅铝层，下为硅镁层；（3）地球外部各圈层的特点：①大气圈高度愈增大气密度愈降；②水圈由液、固、气三态组成，连续而不均匀分布；③生物圈与地壳、大气圈、水圈交叉分布且相互渗透，是包括人类在内的生命最活跃的圈层。
5.地质时期气候变化特征。
答：科学研究证实整个地质时期地球气候曾经历了巨大的变化，反复有过几次大冰期，其中最近的三次大冰期（即震旦纪大冰期、石炭—二叠纪大冰期和第四纪大冰期）为科学家所公认，在三次大冰期之间为温暖的大间冰期气候。
寒冷的冰期同温暖的间冰期相比是短暂的，在整个地球气候史中，大部分时期（占90%以上年代）为温暖气候，比现在温和。
6.牛顿三定律的基本内容。
内容：一切物体在任何情况下，在不受外力的作用时，总保持静止或匀速直线运动状态。
说明：物体都有维持静止和作匀速直线运动的趋势，因此物体的运动状态是由它的运动速度决定的，没有外力，它的运动状态是不会改变的。
物体的保持原有运动状态不变的性质称为惯性。
所以牛顿第一定律也称为惯性定律。
第一定律也阐明了力的概念。
明确了力是物体间的相互作用，指出了是力改变了物体的运动状态。
牛顿第二定律内容：物体的加速度跟物体所受的合外力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。
公式：F合=ma说明：（1）牛顿第二定律是力的瞬时作用规律。
力和加速度同时产生、同时变化、同时消逝。
（2）F=ma是一个矢量方程，应用时应规定正方向，凡与正方向相同的力或加速度均取正值，反之取负值，一般常取加速度的方向为正方向。
牛顿第三定律内容：两个物体之间的作用力和反作用力，在同一条直线上，大小相等，方向相反。
表达式：F1=F2，F1表示作用力，F2表示反作用力。
说明：要改变一个物体的运动状态，必须有其它物体和它相互作用。
物体之间的相互作用是通过力体现的。
并且指出力的作用是相互的，有作用必有反作用力。
它们是作用在同一条直线上，大小相等，方向相反。
7.生态因子及其特点。
答：生态因子指对生物有影响的各种环境因子。
常直接作用于个体和群体，主要影响个体生存和繁殖、种群分布和数量、群落结构和功能等。
各个生态因子不仅本身起作用，而且相互发生作用，既受周围其它因子的影响，反过来又影响其它因子。
特点：综合性、非等价性、不可替代性和可调剂性、▪阶段性和限制性8.现代自然科学的发展趋势。
答：第二次世界大战以来，自然科学技术发展速度之快，发展规模之大，发生作用范围之广，影响之深远，是历史上前所未有的。
上世纪的后50年，科学技术的发展经历了5次伟大的变革。
第一个10年，是以原子能的释放与利用为标志，人类开始了利用核能的时代。
第二个10年，是以人造地球卫星的发射成功为标志，人类开始了摆脱地球引力向外层空间进军。
第三个10年，是以1973年重组DNA实验的成功为标志，人类进入了可以控制遗传和生命过程的新阶段。
第四个10年，是以微机处理机大量生产和广泛使用为标志，揭开了扩大人脑能力的新篇章。
第五个10年，是以软件开发和大规模产业化为标志，人类进入了信息革命的新纪元。
当今，科学技术正在步步逼近自然界的各种“极限”，超高温、超低温、超真空、超导、超强磁场物，彻底失重等研究取得了进展。
生物技术、信息技术、航天技术、新材料技术、新能源技术和海洋技术等高新技术被列为重点研究领域，并取得了累累硕果。
9.恒星的演化模式。
答：恒星的演化大体可分为如下阶段：一、主序是以前的阶段－－恒星处于幼年时代。
二、主序是星阶段－－恒星处于壮年期。
三、红巨星阶段－－恒星处于中年期。
四、白矮星阶段－－恒星处于老年期。
大多数恒星的一生，大体是这样度过的。
10.月球表面的基本形态特征。
答：月球表面有阴暗的部分和明亮的区域，亮区是高地，被称为月陆；暗区是平原或盆地等低陷地带，被称为月海。
月球表面层峦叠嶂，山脉纵横，到处都是星罗棋布的环形山。
最深的山是牛顿环形山，深达8788米。
除了环形山，月面上也有普通的山脉。
月球上的山脉有一普遍特征：两边的坡度很不对称，向海的一边坡度甚大，有时为断崖状，另一侧则相当平缓。
月面上还有一些较“年轻”的环形山，常带有美丽的“辐射纹”，这是一种以环形山为辐射点的向四面八方延伸的亮带，它几乎以笔直的方向穿过山系、月海和环形山，辐射纹长度和亮度不一。
月球表面就是这样的高山和深谷叠现的风光，显得较为壮观。
由于月球上没有大气没有海水，再加上月面物质的热容量和导热率又很低，因而月球表面昼夜的温差很大。
白天，在阳光垂直照射的地方温度高达+127℃；夜晚，温度可降低到-183℃。
11.戴维斯地貌循环模式。
地理循环论是美国地理学家戴维斯于1899年提出的一个在流水作用下的地貌发育模式。
假设一个平原随地壳急速上升成为高地后，在地壳长期稳定下，地貌发育经过三个阶段，最后成为准平原：（1）幼年期。
平原上升成为高地后，地面被河流强烈切割，形成峡谷、山地和破碎高地，到该期末，地形达到了最大起伏限度。
（2）半年期。
此时侧蚀作用加强，峡谷被扩宽，山地高度降低，主流河床纵剖面变得和缓，并达到了平衡剖面。
地貌上以宽谷、丘陵、山间盆地为主。
（3）老年期。
丘陵高度进一步降低，大部分支流河床纵剖面也达到了平衡剖面，侵蚀能力已十分微弱，地面高度接近海平面，成为起伏和缓的准平原，其上散布着一些尚未被侵蚀的残丘（余蚀山）。
戴维斯把由平原上升为高地，再经侵蚀到准平原的过程，看作是地貌发展中的一个侵蚀旋回。
地貌将按此过程不断重复循环，这就是地理循环理论。
此理论从地壳垂直运动与流水侵蚀作用的角度解释地貌发育过程，有学者认为其是一种主观的机械循环理论，但此观点和准平原概念经常被采用。
12.地质时期气候变化特征。
答：科学研究证实整个地质时期地球气候曾经历了巨大的变化，反复有过几次大冰期，其中最近的三次大冰期（即震旦纪大冰期、石炭—二叠纪大冰期和第四纪大冰期）为科学家所公认，在三次大冰期之间为温暖的大间冰期气候。
寒冷的冰期同温暖的间冰期相比是短暂的，在整个地球气候史中，大部分时期（占90%以上年代）为温暖气候，比现在温和。
13.伽利略三定律的基本内容。
答：（1）伽利略通过斜面实验认为：物体下落速度与物体重量无关。
反驳了亚里士多德的“大小相同重量不同的小球，如果同时开始下落，重球应比轻球先落地”的观点。
即提出了“落体定律”（2）伽利略又通过斜面实验确认了惯性定律。
（3）伽利略的第三个重大贡献是提出“相对性原理”。
这一原理是物理学最重要的基石之一14.评价达尔文的自然选择学说。
答：达尔文自然选择学说正确解释了生物界的多样性和适应性，但没有阐明遗传性和变异的本质。
（1）过度繁殖。
达尔文认为，这主要是繁殖过度引起的生存斗争的缘故。