自然科学基础教案
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教案任课教师:***
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,弃虚求实。
(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。
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
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;
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