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4.物理学：

物理学是研究自然界物质的结构、相互作用及运动规律的学科。

它一般分为力学、热学、声学、光学、电磁学、分子物理学、原子物理学、原子核物理学、波动学和粒子物理学等。

而每一个分支学科又细分为若干子学科。

5.化学：

化学是在原子和分子层次上研究物质的组成、结构、性质及变化规律的学科。

根据研究的对象和研究方法的不同，化学又分为五大分支学科，即无机化学、有机化学、高分子化学、分析化学和物理化学。

其中每一个分支学科又细分为若干子学科。

二、技术科学

技术科学是研究生产技术和工艺过程中的共同性规律的科学。

技术科学的任务是把认识自然的理论转化为改造自然的能力。

技术科学分类没有很统一的看法，一般包括应用数学、计算机科学、材料科学、能源科学、信息科学、空间科学、应用光学、环境科学，等等。

技术科学的研究对象比基础科学要具体，但又比工程科学抽象。

其理论可以应用到工程科学中去。

三、工程科学

工程科学具体研究把基础科学和技术科学转化为生产技术、工程技术和工艺流程的原则和方法。

工程科学领域广泛、内容丰富、门类繁多，有时与技术科学没有明显的界限，所以也有人将其归入技术科学。

工程科学主要有：

水利工程学、土木建筑工程学、机械工程学、农业工程学、矿山工程学、电力工程学、化学工程学、生物工程学、宇航工程学、海洋工程学、仪器仪表工程学、冶金学、半导体科学、自动化科学，等等。

工程科学与生产领域最为接近，研究目的十分明确，其宗旨是解决产业中生产技术的一系列理论问题。

例如，怎样制造出特定的机器，绘制出图纸，制定出合适的工艺流程，等等。

基础科学、技术科学、工程科学三个层次之间是相互相承、密不可分的。

基础科学是综合提炼具体学科领域内各种现象的性质和较为普遍的原理、原则、规律等而形成的基本理论。

其研究侧重于在认识世界过程中,进行新探索,获得新知识,进而形成更为深刻的理论。

基础科学是技术科学、工程科学的先导,也是衡量一个国家科技水平与实力的重要标志。

技术科学是20世纪初至第二次世界大战前,才在科学与技术之间涌现出的一个中间层次。

它侧重揭示现象的机理、层次、关系,并提炼出工程技术中普遍适用的原则、规律和方法。

技术科学作为科学发现和产业发展之间的桥梁,推动工程科学的迅速进步。

工程科学侧重将基础科学和技术科学知识应用于工程实践,并在具体的实践过程中总结经验,创造新技术、新方法,使科学技术迅速转化为社会生产力。

工程科学的发展,必将丰富、完善技术科学、基础科学,因为它是技术科学、基础科学发展的根本动力。

一些人认为亚里士多德是自然科学的创始人，伽利略则是将实验引入自然科学的首倡人。

第一节：

自然科学发展历程

（一）中国古代自然科学成就

中国是世界文明发达最早的国家之一，在长期的发展中，创造了灿烂的古代文化。

中国古代自然科学创造了辉煌的历史和卓越的成就，对整个人类文明做出了不可估量的贡献。

除了大家耳熟能详的造纸术、印刷术、指南针和火药“四大发明”以及制瓷技术、丝织技术外，中国古代在天文学、农学、中医药学等自然科学领域也长期领先于世界。

1.天文学

（1）我国历法的精密度一直名列世界前茅。

早在4000多年前的夏朝，就开始有了历法，而南北朝的祖冲之（公元429年～公元500年）在制定《大明历》时，最早将“岁差”引进历法，经他推算出的回归年长度为365.2428148日，与今日推算值只差46秒。

（2）我国古代的天文观测仪器也独具特色。

中国远在五六千年前的葛天氏、黄帝、尧、舜时代，就已创制了测天仪器“浑仪”。

东汉著名科学家张衡（公元78年～139年）制作的演示实际天象的浑天仪，预测地震的候风地动仪。

宋代天文学家苏颂（公元1020年～1101年）设计建造的水运仪象台，被认为是世界上最早的天文钟。

（3）我国古代也曾提出过“盖天说”、“浑天说”和“宣夜说”等宇宙结构理论，对后来的天文观测和天文仪器的制作影响较大。

2.农学

（1）最早的农学著作《吕氏春秋》成书于公元前239年前后。

北魏贾思勰所著的《齐民要术》、南宋初年陈敷的《农书》、元代王祯的《王祯农书》等涉及到农业生产的不同地区、不同环节、不同方面。

（2）明末杰出的科学家徐光启编写的《农政全书》，汇总了祖国历代农学各方面的经验知识，是一部我国古代农业科学的百科全书。

全书共60卷，50多万字，《农政全书》不仅吸取了历代著名农书的精华，而且更加侧重农政方面，它把保证农业生产的农业政策，如田地制度、开垦荒地、兴修水利、灭除蝗虫、赈济灾荒放在突出的地位。

3.中医药学

（1）墓葬于公元前168年的马王堆汉墓出土了我国至今最早的医学类著作，但均无标题。

流传至今的《黄帝内经》则是最早的医学经典，共收162篇古代医学论文。

它表明了两千年前中国古代医学的博大精深。

（2）《神农本草经》是中国最早的药物学专著，其成书年代不确切，史学家多认为出自东汉。

该书是我国本草学的经典。

（3）《伤寒杂病论》是中国医圣张仲景（公元2世纪中～3世纪初）所著。

此书是理、法、方、药俱全的经典著作。

与此同时神医华佗已经开始使用“麻沸散”施行全身麻醉来进行外科手术。

（5）中药学方面的代表作是明朝李时珍所著的《本草纲目》。

全书共52卷，分16部、62类，190万字，共载药物1892种，附方11096个，配有插图1160幅。

书中对每种药物的名称、产地、形态、气味及药物采集、栽培方法和炮制过程都有详细叙述，并附药方。

本书规模宏大，内容准确严谨，是我国中药学的集大成之作。

不仅如此，由于此书还涉及到生物学等方面的知识，在世界上影响很大。

6）中国在16世纪中叶，就首先应用人痘接种来预防天花；

从北宋初期起，我国就可以从尿中提取激素。

（二）外国古代自然科学成就

与古代中国一道被称为“四大文明古国”的古印度、古埃及、巴比伦，以及古希腊、罗马，在天文学、历法、数学、医学、文学和文字学方面，建筑、水利、冶炼等自然科学技术方面都为人类做出巨大贡献，成为古代生产力发达的进步代表。

1.古埃及：

古埃及人创造了人类历史上最早的太阳历把l年确定为365天。

埃及在公元前两千多年修建的国王陵墓——金字塔，是古代建筑的奇迹，是古埃及人聪明智慧的象征。

2.古印度：

在自然科学方面，最杰出的贡献是发明了目前世界通用的计数法，创造了包括“0”在内的10个数字符号。

3.巴比伦：

巴比伦有着较为发达的数理天文学体系。

他们发明了阴历历法。

他们编制了日月运行表，可计算月食出现的周期。

他们还发明了最早的冶铁技术，建造了世界上最雄伟气派的城市——新巴比伦城。

4.古希腊、罗马：

著名天文学家托勒密写出了13卷的《天文学大成》，使“地心说”成为一套完整的严密的理论体系。

天文学家阿利斯塔克还提出了太阳中心说的思想。

学者留基伯和

德漠克利特提出了构成事物更为本质的学说——原子论。

他们认为，组成物质的最小单位是原子，原子不可分，但数量无限，它们在宇宙中处于漩涡运动，由于结合和分离，造成事物的生灭，也带来了事物的大小、形状等方面的差异。

阿基米德（公元前287～前212）创立的力学原理是古希腊力学的高峰。

其代表作有《论浮体》、《论平板的平衡》、《论杠杆》、《论重心》等等。

其中提出的杠杆原理、浮体定律最著名。

阿基米德在力学研究中所开创的把科学研究与实验和数学相结合、把自然科学与技术发明应用相结合的方法和途径，对近代科学的发展有重大的方法论意义。

古希腊早在公元前1200年时，就掌握了较高的造船技术，挂有帆的大船已能航行到非洲。

现代自然科学的发展

当今，世界各国都把加快发展科技事业放到国家全局战略位置上，强化决策，调整政策，增加投入，营造环境，出台重大科技计划，全力进行科技领域攻关，抢占世界高科技的制高点。

世界科技正是以这种强势，推动着世界经济加速重组和全球化。

知识与资源、资本更加紧密结合，全球数字化的进程在加快，以发展高科技为核心的知识经济，正成为全球的最强音。

这就是当今世界科技发展的总趋势。

21世纪的自然科学技术正以它从未有过的力量改变着世界面貌，主导着社会文明的前进。

特别是以计算机技术、通信技术为主体，以微电子技术为核心的现代信息技术的出现和快速发展，更是日新月异地改变着人们的日常学习、工作、生活和思维方式。

现在全世界上万公里的光缆把世界各国紧紧地联系在一起，全球网络化一天24小时不停地传递商业、金融、教育、科技、医药卫生等信息资源；

居住在世界各地的人们如隔咫尺，“天涯若比邻”已成为事实；

世界变得如此日新月异，人类社会生活如此丰富多彩，这一切都是高技术发展之故，更是信息快速发展的结果。

显然，用“一日千里”早已不能形容当代高科技发展的速度。

现代高新技术是指对当代科学技术领域里带有方向性的最新、最先进的若干技术的总称，它的主要特征是知识密集程度高,属于高智力、高投入、高效益、高竞争、高势能、高影响力的技术。

现代高新技术对国家的政治、经济、文化、军事以及整个社会的进步都具有重大的影响，具有很强的渗透力和扩散性，具有很高的态势和巨大的潜力。

目前得到世界各国公认并被列入21世纪重点研究开发的高新技术领域的有现代信息技术、现代生物技术、现代新能源技术、现代新材料技术、现代空间技术、现代海洋技术等。

1.引领时代潮流的信息技术

信息技术主要是指信息的获取、传递、处理等技术。

它是现代高新技术的前导。

信息技术以微电子技术为基础，包括通信技术、自动化技术、微电子技术、光电子技术、计算机技术和人工智能技术等。

其中，计算机技术与现代通信技术

【篇二：

自然科学概论教案】

湖北民族学院课程名

专业、年级：

任课教年季教案称：

现代自然科学技术概论汉语言文学本科科技学院、法学2012级本科师：

湖北民族学院

第一章绪论

自然科学的基本概念

一科学的概念

著名的科学学创始人贝尔纳（j.d.bernal）认为：

科学在不同的时期、不同场合有不同的意义。

科学是一个具有多种品格和多种形象的多意词。

归纳起来，有以下几个方面的理解：

1科学是生产知识的活动

c.r.darwin于1888年给科学的定义：

科学就是整理事实，以便从中得到普遍的规律或结论。

（《物种起源》1831-1836年）亦即：

把实践活动的经验材料或感性认识进行收集、整理、总结、归纳，经过“去粗取精、去伪存真、由此及彼、由表及里”的加工，上升到理性认识的过程。

2科学是反应客观事实和规律的知识

人类在生产实践、生活实践和科学实验中得到的知识，如果能够正确地反应客观事实和规律，就称为“真知”，真知就是科学。

如：

i.newton的牛顿运动定律和万有引力定律就是科学。

科学是关于自然、社会和思维的知识体系。

数学、物理、化学、天文、地理、生物学、电力工程学、机械工程学、医学工程学等学科体系（或知识单元）只有按照内在的逻辑关系条理化、系统化，建立起一个完整的知识体系时，才能称之为科学（科学知识体系是一个动态系统）。

4科学提供科学的世界观、态度和方法

科学的世界观：

科学揭示客观世界的本质和运动规律、是唯心主义世界观的对立物，使人们破除迷信、解放思想、追求真理、勇于创新。

科学态度：

尊重事实、实事求是，按客观规律办事。

科学方法：

科学还向人们提供了一系列分析、研究、解决问题的方法。

（是人类认识世界、改造世界的工具和武器）

5科学是一项事业

（1）20世纪40年代之前：

“小科学时期”

16世纪是以伽利略（g.gralileo）为代表的个体活动时代。

17世纪是以牛顿（i.newton）为代表的松散群众组织皇家学会时代。

18世纪到第二次世界大战前，是以爱迪生（t.a.edison）的“实验工厂”的集体研究时代。

（2）20世纪40年代以后：

“大科学时代”

从美国的“曼哈顿计划”（制造原子弹），科学进入了国家建制时代；

近年来，科学已进入了国际建制时代（国际合作），科学成为一项国际事业，被称之为第四产业。

二技术的概念

法国科学家迪德罗（d.diderot）在《百科全书》中给技术下的定义是：

“技术是为某一目的而共同协作组成的各种工具和规则体系”。

它有5个基本要点：

1技术与科学不同，技术有目的性；

2技术的实现要通过广泛的“社会协作”来写成；

3技术的首要表现是生产“工具”，是设备、是硬件；

4技术的另一重要表现形式是“规则”，是生产使用的工艺、方法、制度等，是软件；

5技术也是成套的体系（与科学一样）。

三科学与技术的关系

1科学与技术的区别

（1）科学的根本职能是认识世界，揭示客观事物的本质和运动规律，着重回答“是什么”、“为什么”的问题；

技术的根本职能是改造世界，实现对客观事物的控制、利用和保护，着重回答“做什么？

”“怎么做”的问题；

（2）科学属于由实践向理论转化的领域，它本身是意识形态的东西，属于社会的精神财富；

技术属于由理论向实践转化的领域，它本身是物化了的科学知识，属于社会的物质财富；

（3）科学的成果表现为新现象、新规律、新规则的发现；

技术的成果表现为新工具、新设备、新方法、新工艺的发明。

2科学与技术的联系

（1）科学中有技术，如物理学、化学、生物学中有实验技术。

技术中有科学，如杠杆、滑轮中有力学；

（2）科学产生技术，如相对论与核裂变的发现，产生了原子弹和核电站；

技术也产生科学，如射电望远镜的发明和使用，产生了射电天文学。

（3）科学的成熟推动技术的进步，技术的需要促进科学的发展。

四科学研究的概念

科学研究是指创造知识和整理、修改知识，以及开拓知识新用途的探索工作。

创造知识：

指对未知事物进行探索，以求发现新知识、新规律、新原理、发明新方法、新手段等等。

整理和修改知识是对已经产生的知识进行分析、整理、综合归纳、鉴别应用、使知识规范化、系统化。

在整理、修改知识过程中，也能创造知识，如化学家门捷列夫的“元素周期率理论”。

五科学研究的类型

大致可以分为三类，基础研究、应用研究和开发研究。

1基础研究

是以探索知识为目标的研究，基础研究工作基本上是学科前沿，并在实验室中进行。

它不着眼于当前的应用、没有特定的商业目的。

（基础研究的成功率一般不到10%，成果转化率大约只占2-3%）如：

牛顿（i.newton）的万有引力定律；

法拉第（m.faraday）发现的电磁感应原理；

居里夫人（m.s.curie）发现放射性等；

麦克斯韦（j.c.maxwell）建立的电磁波理论。

我国把基础研究分为纯基础研究和应用基础研究两种。

2应用研究

运用研究是指运用基础研究的成果和有关知识，为创造新产品、新方法和新技术、新材料等技术

基础进行的定向研究。

（应用研究的成功率一般为50-60%，实现商业化、企业化的可能性较大）

应用研究有目的、有计划、有时间限制、其成果有实用价值，有一定保密性。

如：

西门子公司―利用法拉第（m.faraday）发现的电磁感应原理―磁电机

3开发研究

开发研究是指利用基础研究、开发研究的成果和有关知识，为创造新产品、新方法、新材料、新技术，以及为生产产品或完成工程任务而进行的技术研究活动。

开发研究具有明确的目标、计划性强而且有严格的时间限制，完成后立即评价，其费用一般投入较大，有很强的保密性。

开发研究是科技转化的主要环节。

第二节自然科学的体系结构

一现代科学体系

现代科学日益形成一个庞大的、多层次的、纵横交错的科学结构体系。

（如我国的学科分类标准中，仅一、二、三级学科总数就有3000多种）。

典型的分类有：

1三大领域分类体系：

自然科学、社会科学、思维科学

2五大部类分类体系：

自然科学、社会科学、思维科学、数学科学、哲学科学

3“五种理域”分类（西方一些学者）体系：

物理――一切非生命世界之理

生理――一切有生命世界之理

心理――人脑活动之理

伦理――人际关系之理

哲理――统帅诸理之理

4钱学森提出的“九大科学部门”分类体系

自然科学、社会科学、数学科学、思维科学、人体科学、系统科学、军事科学、文艺科学、行为科学。

二现代自然科学的分类与结构

科学技术一词中的科学是指自然科学。

与科学研究的三个阶段相对应，现代自然科学可以分为基础科学、技术科学、和工程科学三大类。

（一）基础科学

1基础科学是研究自然界物质的结构、各种基本运动形态和运动规律的科学。

2基础科学可分为五大学科：

物理学、化学、生物学、天文学、地学。

它们是现代自然科学的基石。

其表现形式主要是由概念、定理、定律、规则等组成的理论体系。

（1）物理学是研究自然界物质的结构、相互作用和运动规律的学科。

物理学一般可以分为：

力学、热学、分子物理学、波动学、声学、光学、电磁学、原子物理学、原子核物理学、粒子物理学、天体物理学等，每个分支学科还包括若干子学科。

（2）化学是在原子和分子层次上研究物质的组成、结构、性质及变化规律的学科。

化学一般有五个分支学科：

无机化学、有机化学、分析化学、高分子化学、物理化学。

每个分支学科还包括若干子学科。

（3）生物学是研究生命运动形式的本质特征和规律的学科。

生物学的分支学科主要有：

植物学、动物学、微生物学、生物分类学、形态学、解剖学、生理学、组织学、胚胎学、细胞学、分子生物学、遗传学、生态学、古生物学、进化论等等。

（4）天文学主要研究天体的运动、结构、起源、演化。

天文学的主要分支学科有：

天体测量学、天体力学、天体物理学、射电天文学、恒星天文学、天体演化等分支学科。

（5）地学是研究地球的组成、结构、演化和运动规律的学科。

地学的分支学科主要有：

地球物理学、气象学、海洋学、地理学、地质学等分支学科。

说明：

数学和系统科学不是自然科学的分支。

按知识的性质和相互关系，可以把它们划分为横断科学。

横断科学的共同特点是：

撇开各种事物、现象、运动形式、发展过程的具体特性，用抽象概括的方法对它们的某一共同侧面、共同属性以及共同规律加以研究。

其研究所及不是客观世界的某一领域，而是多个领域或一切领域。

它所揭示的是多种科学领域间的共同属性和相互联系，使科学更趋于整体化。

（二）技术科学

其任务是把认识自然的理论转化为改造自然的能力。

技术科学的分类一般没有一个统一的看法。

大体包括：

应用数学、计算机科学、材料科学、能源科学、信息科学、空间科学、应用光学、环境科学等等。

技术科学的研究对象比基础科学要具体（针对某地领域），但又比工程科学抽象。

（三）工程科学

工程科学研究内容是把基础科学和技术科学转化为生产技术、工程技术和工艺流程的原则和方法。

其领域广泛、内容丰富、门类繁多，有时与技术科学没有明显的界限。

工程科学主要有：

农业工程学、矿山工程学、水利工程学、土木建筑工程学、机械工程学、冶金学、工程力学、化学工程学、电力工程学、半导体科学、自动化科学、仪器仪表工程学、宇航工程学、海洋工程学、生物工程学、等等。

三现代技术的分类

对应于基础科学、技术科学、工程科学可以把现代技术分为三大类：

实验技术、基本技术和产业技术。

（一）实验技术

实验技术是为了科学认识而探索自然客体所采用的技术。

按照作用于自然过程的四种基本运动形式（机械运动、物理运动、化学运动、生命运动），实验技术可以相应地分为四种类型：

1力学实验技术，用来改变自然界的机械运动状态；

2物理实验技术：

用来探测自然界物质的物理性质；

3化学实验技术：

确定自然界物质的组成、结构、化学变化及用自然物质合成人工物质；

4生物实验技术：

用来作用于生命运动的状态和性质。

【篇三：

七年级地理上册4.1天气和天气预报教案】

4.1天气和天气预报

一、教学目标

1.能区分与运用“天气”和“气候”的概念。

2.识别常用的天气符号，看懂简单的天气图。

3.用实例说明人类活动对空气质量的影响。

二、教学重难点

1.天气和气候的区别。

2.空气质量。

三、课时安排

3课时

四、教学过程

新课导入

（创设情境，激发兴趣）从一幅城市天气预报的图片，引出同我们生活息息相关的天气和天气预报的内容。

讲授新课

1、天气及其影响

（1）天气是一定区域短时段内的大气状态（如冷暖、风雨、干湿、阴晴等）及其变化的总称。

天气也是指近地面经常不断变化着的大气运行状态，是一定时间和空间内的大气状态，也是大气状态在一定时间间隔内的连续变化。

天气的最大特点是多变。

天气直接对人们的生产和生活产生深广影响。

对人们从事的各种行业部门如农业，交通，旅游也产生重大影响。

天气渗透到人们和每一个生活领域。

关注天气预报成为人们的日常活动必备。

（2）常用天气符号

2、卫星云图与天气预报

（1）由气象卫星自上而下观测到的地球上的云层覆盖和地表面特征的图象。

各种不同尺度天气系统的云区和各种不同的地表特征，在这种图象上都有其特定的色调、范围大小和分布形式。

利用卫星云图可以识别不同的天气系统，确定它们的位置，估计其强度和发展趋势，为天气分析和天气预报提供依据。

在海洋、沙漠、高原等大片缺少气象观测台站的地区，卫星云图所提供的资料，弥补了常规探测资料的不足，这对提高预报准确率起了重要作用