自然科学基础教案设计

教案任课教师：王周植

课程教材体系和特点

一、教材的体系

以人和自然为中心，从认识自然界的物质性、运动性着手，帮助人们认识自己，认识自然。

第一章回顾了自然科学发展的历史轨迹，重温了自然科学研究的一般方法，提出了当代自然科学所面临的重大问题。

第二章、第四章分别从自然界的物质性、运动性和生命与自然的关系客观地、综合地认识自然。

第七章阐述人与环境这一世界面临的紧迫问题。认识人类发展与自然环境的密切关系，树立起忧患意识，保护好自然环境。

二、教材的特点

(1)冲破原科学体系，力求综合、易学、破窄拓宽。

(2)针对学员实际，注重人和自然的关系，弃虚。

(3)适当降低难度，体现高、新观点，除旧具新。

第一、降低了计算难度。

第二、密切结合学员的教学实际。

第三、使用了开放式结构。

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、教学导入

本课程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。

二、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

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：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涵，以及当前科学教育的主要容：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；

2）科学教育

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