自然科学概论-第一章绪论
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第一节 自然科学的概念、研究对象和特点
一、自然科学概念 科学是反映自然、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 等。
自然科学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 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。
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1、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
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2、材料 电池、电池盒、铜线绝 缘皮、车条、螺杆M4 （中心通孔￠2.0）+螺 母M4、易拉罐、白糖、 吸管或竹签
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（2）人类学会的第二个技术是用火和人工取 火
（3）人类学会的第三种技术是植物栽培技术和动 物驯养技术。 （4）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。 （5）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
累着越来越多的经验形态的自然知识。
第二节 自然科学的功能与作用
第二节 自然科学的功能与作用
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，人们 只能以马代步或靠双腿行走。
第二节 自然科学的功能与作用
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，每天晚 上觉得时间好漫长。
四、现代自然科学的体系结构
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（专 业技术科学）所构成。
第三节 自然科学的体系机构与发展趋势
四、现代自然科学的体系结构
基础科学是以自然界各种物质形态及其运 动形式作为研究对象的。基础科学的目的 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。基础科学主要包 括力学、天文学、地学、物理学、化学、 生物学和数学等学科。
9
第一节 自然科学的概念、研究对象和特点
• 六、科学与技术的区别 • 主要从所属的范畴、主要任务、所用方法、 评价标准、与经济的关系、主体人员几个 方面来比较，见表1-1
10
第一节 自然科学的概念、研究对象和特点
• 七、科学与技术的联系 • 请同学自己阅读并概括
互为因果，循环共进
11
第一节 自然科学的概念、研究对象和特点
7
•
• • •
第一节 自然科学的概念、研究对象和特点
• 三、科学的特点
• 第一，具有重复性、再现性和可比性。 • 第二，既具有连续性，又具有创造性。 • 第三，具有开放性。
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第一节 自然科学的概念、研究对象和特点
• 四、技术的定义
• 比较流行的“技术”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操作方法和 技能体系。
一、科学技术是社会发展中的一种历史现象 重要事件： 1543 年，哥白尼的《天体运行论》一书的出 版，宣告科学“从神学中解放出来”， 走上独 立发展的道路。 18 世纪发生在英国的技术革命（瓦特蒸汽机 的发明，1768 年）及随后的产业革命（蒸汽 动力的大规模应用，1784 年）引起整个社会 对科学技术的力量刮目相看。
13
• 一、 古代自然科学
• 古代，一般指从人类社会诞生直到公元15世纪。
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。
14
（一）原始社会的自然科学
1、原始时代的技术与经验态的自然知识
（1）最初的技术是在一百乃至二百万年以前产 生的用“以石击石”的方法制造石器的技术
自然科学概论
王媛媛
1
自然科学概论的教学目标
• 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。 • 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，提高学生 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 的崇敬和对人的关怀。
2
考核方式
• 考核：考试成绩50%+平时成绩50% • 平时成绩包括考勤、课堂表现、作业（任务）完 成情况等综合评定
3
好书推荐
• 1.喻伯军编，“浙江省中小学学科教学建议”案 例解读，出版社：浙江教育出版社 • 2.［美］兰本达 P.E.布莱克伍德 P.F.布兰德 温著，陈德彰 张泰金\译，出版社：人民教育出 版社 • 3.［英］温·哈伦编著，韦钰 译 以大概念理 念进行科学教育，出版社：科学普及出版社 4.［英］温·哈伦编著，韦钰 译 科学教育的 原则和大概念科学普及出版
• 二、自然科学的研究对象
自然科学研究的对象是客观自然界，即自然 界中各种物质的现象及其运动规律。主要包括如 下方面： 1．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。 2．人们认识自然、改造自然这些科学技术活 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 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。
第三节 自然科学的体系机构与发展趋势
四、现代自然科学的体系结构
技术科学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 问题的科学。
第三节 自然科学的体系机构与发展趋势
四、现代自然科学的体系结构
工程技术科学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、 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，但技 术科学和工程技术科学的界限则不十分明 显，因此， 有的学科把它们二者统称为“ 技术”。这也就是把自然科学看成是由“科 学”和“技术”两大部分组成，并称为“科学 技术”的原因
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思考： 转起来后易拉罐摆动的很严重，如何改进？ 孔的大小对棉花糖有何影响？ 为什么有的组做的棉花糖是白色，有的组 是黄色？ 如何让转起来后出来的棉花糖很容易就跑 到竹签上
第四节 科学结构的革命―――自然科学 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 人文科学，或人文社会科学以人及由人群 组成的社会为研究对象，这种研究对象本 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 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， 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 说的，人文社会科学具有一定的、甚至鲜 明的阶级性。
3、制作步骤 1、易拉罐轴心孔定位及 打孔 提问：轴心孔如何定位？ 认识和使用手电钻。 2、打出糖孔 提问：如何用摁钉控制孔 的大小？孔的大小、距离 有何影响？
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3、制作步骤 3、固定转轴 使用钳子将转轴和易拉罐紧固 4、马达、开关和电池连接——串联 简单电路的连接 5、马达和转轴的连接 轴套的作用——软连接，使得电机和转轴 的安装、拆卸方便。
5
第一节 自然科学的概念、研究对象பைடு நூலகம்特点
一、自然科学概念
• 自然科学包括数学、物理学、化学、天文学、气 象学、海洋学、地质学、生物学等基础科学，以 及材料科学、能源科学、空间科学、农业科学、 医学科学等应用技术科学。是人类改造自然的实 践经验，即生产斗争经验的总结。
6
第一节 自然科学的概念、研究对象和特点
第四节 科学结构的革命―――自然科学 与人文社会科学走向统一
二、自然科学与人文社会科学分离 自然科学家与人文社会科学家缺乏必要的 沟通与合作则是无可争辩的事实。 在很长的一段时间内，自然科学与人文社 会科学各自独立地发展，再加上各自特点 的不同（如上所述）， 使得自然科学家与 社会科学家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 种分离状态。
第二节 自然科学的功能与作用
二、科学技术是推动历史发展的革命力量
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，科学技术必然成为一种推动 历史发展的革命力量。
第三节 自然科学的体系机构与发展趋势
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 三大阶段
第三节 自然科学的体系机构与发展趋势
第三节 自然科学的体系机构与发展趋势
五、现代科学和技术的发展趋势
1.科学技术发展的高速多元化 2.科学技术发展的快速普及化 3.科学技术发展的国际合作化 4.科学技术发展的综合系统化
第四节 科学结构的革命―――自然科学 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 自然科学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 运动、地球运动和天体运动等）为研究对 象，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 仅反映自然界的物质运动的客观规律，不 能也不应该掺杂人的主观要求或价值观念
• 八、科学与技术之间的相互转化 • 包括科学向技术的转化和技术向科学的转 化
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第二节 自然科学的功能与作用
• 一、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 十六世纪以前：古代自然科学 十六世纪到十九世纪：近代自然科学 二十世纪到现在：现代自然科学.
第二节 自然科学的功能与作用
第二次工业革命前，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。
第二节 自然科学的功能与作用
二、科学技术既是一种物质力量，又是一种精神 力量 1.科学技术的生产力功能。科学技术在当今时代 已成为第一生产力。 2.科学技术的文化功能。 科学精神：（1） 实事求是。（2） 崇尚理性。 （3） 不畏“权势”。 （4） 团结协作。
第四节 科学结构的革命―――自然科学 与人文社会科学走向统一
四、对自然科学及人文社会科学统一的理 解 2.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
第四节 科学结构的革命―――自然科学 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 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
第四节 科学结构的革命―――自然科学 与人文社会科学走向统一
三、 自然科学与人文社会科学统一的基础 1.无论是自然科学还是人文社会科学，它 们揭示的都是客观规律 2.自然科学与人文社会科学具有某些共同 规律
第四节 科学结构的革命―――自然科学 与人文社会科学走向统一
四、对自然科学及人文社会科学统一的理 解 1.遵守共同的科学规范 遵守共同的科学规范：① 实事求是，从客 观事实出发，而不是从先验设定出发建构 自己的理论体系；② 理论体系应该是逻辑 一致的、自洽的；③ 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 实的理论观点而逐渐走向客观真理。
第四节 科学结构的革命―――自然科学 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 人文科学，或人文社会科学以人及由人群 组成的社会为研究对象，这种研究对象本 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 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， 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 说的，人文社会科学具有一定的、甚至鲜 明的阶级性。
第一节 自然科学的概念、研究对象和特点
一、自然科学概念 科学是反映自然、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 等。
自然科学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 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。
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（2）人类学会的第二个技术是用火和人工取 火
（3）人类学会的第三种技术是植物栽培技术和动 物驯养技术。 （4）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。 （5）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
累着越来越多的经验形态的自然知识。
第二节 自然科学的功能与作用
第二节 自然科学的功能与作用
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，人们 只能以马代步或靠双腿行走。
第二节 自然科学的功能与作用
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，每天晚 上觉得时间好漫长。
四、现代自然科学的体系结构
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（专 业技术科学）所构成。
第三节 自然科学的体系机构与发展趋势
四、现代自然科学的体系结构
基础科学是以自然界各种物质形态及其运 动形式作为研究对象的。基础科学的目的 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。基础科学主要包 括力学、天文学、地学、物理学、化学、 生物学和数学等学科。
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第一节 自然科学的概念、研究对象和特点
• 六、科学与技术的区别 • 主要从所属的范畴、主要任务、所用方法、 评价标准、与经济的关系、主体人员几个 方面来比较，见表1-1
10
第一节 自然科学的概念、研究对象和特点
• 七、科学与技术的联系 • 请同学自己阅读并概括
互为因果，循环共进
11
第一节 自然科学的概念、研究对象和特点
7
•
• • •
第一节 自然科学的概念、研究对象和特点
• 三、科学的特点
• 第一，具有重复性、再现性和可比性。 • 第二，既具有连续性，又具有创造性。 • 第三，具有开放性。
8
第一节 自然科学的概念、研究对象和特点
• 四、技术的定义
• 比较流行的“技术”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操作方法和 技能体系。
一、科学技术是社会发展中的一种历史现象 重要事件： 1543 年，哥白尼的《天体运行论》一书的出 版，宣告科学“从神学中解放出来”， 走上独 立发展的道路。 18 世纪发生在英国的技术革命（瓦特蒸汽机 的发明，1768 年）及随后的产业革命（蒸汽 动力的大规模应用，1784 年）引起整个社会 对科学技术的力量刮目相看。
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• 一、 古代自然科学
• 古代，一般指从人类社会诞生直到公元15世纪。
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。
14
（一）原始社会的自然科学
1、原始时代的技术与经验态的自然知识
（1）最初的技术是在一百乃至二百万年以前产 生的用“以石击石”的方法制造石器的技术
自然科学概论
王媛媛
1
自然科学概论的教学目标
• 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。 • 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，提高学生 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 的崇敬和对人的关怀。
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考核方式
• 考核：考试成绩50%+平时成绩50% • 平时成绩包括考勤、课堂表现、作业（任务）完 成情况等综合评定
3
好书推荐
• 1.喻伯军编，“浙江省中小学学科教学建议”案 例解读，出版社：浙江教育出版社 • 2.［美］兰本达 P.E.布莱克伍德 P.F.布兰德 温著，陈德彰 张泰金\译，出版社：人民教育出 版社 • 3.［英］温·哈伦编著，韦钰 译 以大概念理 念进行科学教育，出版社：科学普及出版社 4.［英］温·哈伦编著，韦钰 译 科学教育的 原则和大概念科学普及出版
• 二、自然科学的研究对象
自然科学研究的对象是客观自然界，即自然 界中各种物质的现象及其运动规律。主要包括如 下方面： 1．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。 2．人们认识自然、改造自然这些科学技术活 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 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。
第三节 自然科学的体系机构与发展趋势
四、现代自然科学的体系结构
技术科学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 问题的科学。
第三节 自然科学的体系机构与发展趋势
四、现代自然科学的体系结构
工程技术科学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、 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，但技 术科学和工程技术科学的界限则不十分明 显，因此， 有的学科把它们二者统称为“ 技术”。这也就是把自然科学看成是由“科 学”和“技术”两大部分组成，并称为“科学 技术”的原因
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第四节 科学结构的革命―――自然科学 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 人文科学，或人文社会科学以人及由人群 组成的社会为研究对象，这种研究对象本 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 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， 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 说的，人文社会科学具有一定的、甚至鲜 明的阶级性。
3、制作步骤 1、易拉罐轴心孔定位及 打孔 提问：轴心孔如何定位？ 认识和使用手电钻。 2、打出糖孔 提问：如何用摁钉控制孔 的大小？孔的大小、距离 有何影响？
小制作 自制棉花糖机
3、制作步骤 3、固定转轴 使用钳子将转轴和易拉罐紧固 4、马达、开关和电池连接——串联 简单电路的连接 5、马达和转轴的连接 轴套的作用——软连接，使得电机和转轴 的安装、拆卸方便。
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第一节 自然科学的概念、研究对象பைடு நூலகம்特点
一、自然科学概念
• 自然科学包括数学、物理学、化学、天文学、气 象学、海洋学、地质学、生物学等基础科学，以 及材料科学、能源科学、空间科学、农业科学、 医学科学等应用技术科学。是人类改造自然的实 践经验，即生产斗争经验的总结。
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第一节 自然科学的概念、研究对象和特点
第四节 科学结构的革命―――自然科学 与人文社会科学走向统一
二、自然科学与人文社会科学分离 自然科学家与人文社会科学家缺乏必要的 沟通与合作则是无可争辩的事实。 在很长的一段时间内，自然科学与人文社 会科学各自独立地发展，再加上各自特点 的不同（如上所述）， 使得自然科学家与 社会科学家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 种分离状态。
第二节 自然科学的功能与作用
二、科学技术是推动历史发展的革命力量
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，科学技术必然成为一种推动 历史发展的革命力量。
第三节 自然科学的体系机构与发展趋势
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 三大阶段
第三节 自然科学的体系机构与发展趋势
第三节 自然科学的体系机构与发展趋势
五、现代科学和技术的发展趋势
1.科学技术发展的高速多元化 2.科学技术发展的快速普及化 3.科学技术发展的国际合作化 4.科学技术发展的综合系统化
第四节 科学结构的革命―――自然科学 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 自然科学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 运动、地球运动和天体运动等）为研究对 象，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 仅反映自然界的物质运动的客观规律，不 能也不应该掺杂人的主观要求或价值观念
• 八、科学与技术之间的相互转化 • 包括科学向技术的转化和技术向科学的转 化
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第二节 自然科学的功能与作用
• 一、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 十六世纪以前：古代自然科学 十六世纪到十九世纪：近代自然科学 二十世纪到现在：现代自然科学.
第二节 自然科学的功能与作用
第二次工业革命前，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。
第二节 自然科学的功能与作用
二、科学技术既是一种物质力量，又是一种精神 力量 1.科学技术的生产力功能。科学技术在当今时代 已成为第一生产力。 2.科学技术的文化功能。 科学精神：（1） 实事求是。（2） 崇尚理性。 （3） 不畏“权势”。 （4） 团结协作。
第四节 科学结构的革命―――自然科学 与人文社会科学走向统一
四、对自然科学及人文社会科学统一的理 解 2.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
第四节 科学结构的革命―――自然科学 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 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
第四节 科学结构的革命―――自然科学 与人文社会科学走向统一
三、 自然科学与人文社会科学统一的基础 1.无论是自然科学还是人文社会科学，它 们揭示的都是客观规律 2.自然科学与人文社会科学具有某些共同 规律
第四节 科学结构的革命―――自然科学 与人文社会科学走向统一
四、对自然科学及人文社会科学统一的理 解 1.遵守共同的科学规范 遵守共同的科学规范：① 实事求是，从客 观事实出发，而不是从先验设定出发建构 自己的理论体系；② 理论体系应该是逻辑 一致的、自洽的；③ 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 实的理论观点而逐渐走向客观真理。
第四节 科学结构的革命―――自然科学 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 人文科学，或人文社会科学以人及由人群 组成的社会为研究对象，这种研究对象本 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 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， 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 说的，人文社会科学具有一定的、甚至鲜 明的阶级性。