自然科学导论第一、二、三章

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1、北京师范大学珠海分校自然科学导论主讲人 游玉宏课程介绍 1、课程名称：自然科学导论；2学分 2、课程类别：公选课 3、授课方式：讲授、讨论 4、考核方式：开卷 5、课程目标：该课程的教学目标，是让文、理科学 生了解现代自然科学各分支的基础理论、科学思 想(重力场与加速场等效 )、科学方法（迈克尔逊- 莫雷试验、测地球大小）；理解科学过程中的猜 想、假说（万有引力）、争论（光的粒子性与波 动性）、突破、发现、遗憾与蒙难；理解科学与 技术、科学与社会的关系；培养科学的物质观、 自然观；深化对自然科学技术的认识，提高科学 文化素养。6、教学内容简介 在上个世纪的100年中，科学技术进入了有史以来发展

2、 最快的历史时期，在相对论，量子论、DNA双螺旋结构和板 块学说（大陆漂移、海底扩张）的提出为标志的科学革命的 推动下，科学理论无论在深度上和广度上都得到迅猛发展， 特别是在20世纪中叶以后，原子能技术、空间技术、微电子 与信息技术、现代生物技术、新材料技术、新能源技术、海 洋技术的发展与运用迅速的改变了世界的面貌。 该课程将科学技术与社会连结起来。以高中水平的 经典自然科学为起点，抓住科学发展过程中的革命性变化和 关键环节展开，并注意反映中国科学家的重要贡献。 该课程分自然科学发展史概论、现代自然科学基础 、当代文明以及自然科学技术、科学技术与社会四篇。内容 涵盖天文、物理、化学、生物与自然

3、地理等学科，对于读者 了解科学发展的来龙去脉，提高科学文化素养非常有利。 目录 第一篇 自然科学发展的历史回顾第一章 自然科学的萌芽与兴起第二章 近代自然科学的发展 第二篇 近代自然科学基础第三章 20世纪物理学概观第四章 20世纪化学的辉煌第五章 20世纪生物学的突飞猛进第六章 20世纪天文学的进展 第七章 地理科学与地理建设 第八章 生态学 第九章 环境学 第十章 系统科学与探索复杂性 第三篇 当代文明与自然科学基础 第十一章 高技术简介 第十二章 微电子与信息技术 第十三章 生物技术 第十四章 新材料技术 第十五章 新能源技术 第十六章 海洋技术 第十七章 航天技术 第十八章 光电子技术

4、 第十九章 高技术发展的特点与趋势第四篇 科学技术与社会 第二十章 系统科学和社会科学 第二十一章 科学技术与人类健康 第二十二章 科学技术与经济发展 第二十三章 环境与可持续发展教学要求一、听课1、准备充分（身体、心理、知识）2、注意力集中（抑制无意注意、适度兴奋）3、思维敏捷（会形成问题、思考问题、及时解决 问题） 二、讨论：提纲、目的（疑问、解答） 三、课后作业1、关于科学、技术方面的读书报告、小发明、科 技专访等（1-2篇，现选20人宣读，最高加分10分）2、收集科技信息（5篇，现选20人宣读，最高加分 5分）读书报告要求 1、研究对象 2、研究方法（实验、调查统计、数学推理 、系统科

5、学 ） 3、内容提要 4、主要结论 5、收获（知识、思想、方法、技能） 6、问题（不懂？方法迁移？）课程考试与成绩记载 平时：40（课堂讨论+课后作业+ 考勤）；旷课(含请假)达6次取消考 试资格，缺课1次扣5分、） 期末：60（开卷） 授课内容：重点为第一、二篇 自学内容：第三、四篇(结合第三、 四篇完成平时作业)教材及参考书目 教材：袁运开著现代自然科学概论华东 师大出版社。2002 参考书目：1、冯敬阳 现代自然科学与哲学 广东科技出 版社。 19872、袁运开、周瀚光中国科学思想史（上中下 ）安徽科学技术出版社。1998、2000、2001 3、R.S.韦斯特福尔近代科学的构建复旦大学

6、 出版社。20004、宋健现代科学技术基础知识科学出版社。 1995 5、徐在新20世纪物理学概观上海科技教育 出版社。19996、R.Breslow化学的今天和明天一门中 心的、适用的、创造的科学科学出版社。 19987、鲁润龙、頋华月细胞生物学中国科技 大学出版社。19918、生命科学（陈竺1996）9、王建现代自然地理学高等教育出版社 。200110、环境科学进展（沈颖1997）11、朱大奎海洋技术江苏科学技术出 版社，199312、许国志系统科学上海科技教育 出版社，200013、余谋昌创造美好的生态环境中 国社会科学出版社，199714、王军可持续发展中国发展出版 社，1997序论一

7、、事件 1、自然灾害印度尼西亚苏门答腊岛附近海域26日发生的强烈 地震及其引发的海啸波及印尼、斯里兰卡、泰国 、印度等国，遇难者总数到2004年12月27日已超 过2.4万印尼再发现5000多尸体 海啸遇难人数升至16.2万 又有上万具尸体被发现 海啸遇难者总数接近17万 海啸 由海平面矗起的水墙，地球上最强大的 自然力，排山倒海，展现惊人的破坏力， 地球的终极毁灭者，死亡之浪龙卷风 侵袭之前会有巨大的吼声，巨大的力量足以把一列 火车刮离轨道，把汽车卷入空中，房屋连根拔起，人 被数落在数百码外。龙卷风全世界都有，只要有暴雷 风雨的地方就会发生火山 自然界最具爆发性，威力最强的火山，释放出的能量

8、 比核子武器大上数千倍，它们在地球诞生时便开始塑造 地球表面，是炽热地心的窗口，大地极度的愤怒时爆发 以猛烈的火舌吞噬地震 突如其来，无法预知，惊天动地，是最不可预知 ，最具破坏性的自然力量，它会在毫无预警下来袭， 大地开始震动，无法预知它何时停止。全世界每年有 100万次的地震发生大雪崩 美丽的雪景背后蕴藏着无法抗拒的自然 力量，倾泻而来的雪崩将整片树林淹没，将 房舍化为瓦砾，所经之处无一能幸免洪水 水是生命的泉源，同时它也具有致命的威 力。洪水，是自然界的头号杀手，冲毁沿途 的所有事物，是地球上最可怕的自然力量之 一流沙 看似平静的沙滩其实隐藏着最危险的陷阱 ，一旦陷入将无法自拔。流沙是大

9、自然所设计 出最巧妙的机关，静静地等待你靠近序 论 一、事件 1、自然灾害 2、恐怖事件9、11周六夜晚发生的 巴厘岛爆炸案目 前已经造成189 人丧生，其中绝 大部分是前来印 尼旅游的外国游 客。一位游客描 述：“我看到地 面上到处都是被 炸断的肢体，现 场简直成了屠杀 场巴厘岛爆炸案主要嫌犯阿里古夫隆（AliGufron）9月 5日在法庭上称自己只是“一个微不足道的小恐怖子” ，真正的恐怖分子是希特勒、沙龙、布什和布莱尔。序 论 一、事件 1、自然灾害 2、恐怖事件 3、战争1945年 日本长歧、广岛原子弹爆炸序 论 一、事件 1、自然灾害 2、恐怖事件 3、战争 4、罕见天文景象 4、罕

10、见天文景象 黑洞撕裂恒星 一、事件 1、自然灾害 2、恐怖事件3、战争4、罕见天文景象 黑洞撕裂恒星 5、12亿年前 恐龙灭绝 http:/ 一、事件 1、自然灾害 2、恐怖事件3、战争4、罕见天文景象 黑洞撕裂恒星 5、12亿年前 恐龙灭绝 http:/ 1988年 北京正负电子对撞机建成 一、事件 1、自然灾害 2、恐怖事件3、战争4、罕见天文景象 黑洞撕裂恒星 5、12亿年前 恐龙灭绝 http:/ 1988年 北京正负电子对撞机建成 7、100-200亿年前 “大爆炸”. 2.7k微波背景辐射， 宇宙从此 无中生有 astronomy 天文学问题二、问题2.1 问题引入： 国家民族之间

11、竞争标志（1）奴隶社会：占有奴隶数量（2）封建社会：占有土地数量（3）资本社会：占有资本输出量（4）现代社会：占有人才数量2.2 问题的关键（1）资本输出靠高新科技观点：科学技术是第一生产力（2）高新技术靠人才近百年来，我国的现状是：a、发明创造少；b、没有自己培养的诺贝尔奖获得者； （老舍、赵忠尧） c、社会不文明不道德现象严重。肯尼亚环保主义者马塔伊获得诺 贝尔和平奖 奥地利女作家获2004年诺贝尔文 学奖 两名以色列及一名美科学家获诺贝尔化学奖， 图中从左至右为以色列科学家西查诺瓦、赫尔 什科和美国科学家罗斯 诺贝尔医学奖揭晓 两名美国科学 家平分百万奖金瑞典皇家科学院诺贝尔奖委员会刚刚

12、公布了2004年度诺贝尔生 理学或医学奖获奖人选：美国科学家理查德-阿克塞尔和琳达- 巴克，以表彰两人在气味受体和嗅觉系统组织方式研究中作出 的贡献。 瑞典皇家科学院诺贝尔奖委员会把2004年度物理学奖授予了三位美 国科学家戴维格罗斯、戴维波利泽和弗兰克维尔泽克。今年的诺贝尔单项大奖奖金总额为1000万瑞典克朗，约合136万美元。 二十世纪未获诺贝尔奖的五大科学发现 由于诺贝尔在遗嘱中只要求将诺贝尔奖用于奖励那些在物理 学、化学、生理学或医学、文学及和平事业中“对于人类作出最大 贡献的人”，加之诺贝尔奖评选委员会坚持许多不合理的评选规则 ，致使二十世纪的一些最重大发现并未获得评选委员会的“青睐

13、” 。 相对论 根据已公开的诺贝尔奖评选档案资料，在二十世纪的头二十 年里，由于爱因斯坦提出相对论，几十名著名科学家一直提名他 为诺贝尔物理学奖候选人。但是，当时身为诺贝尔奖评审团成员 、1911年诺贝尔医学奖得主加尔斯特兰德却认为，相对论应接受 时间的考验，致使爱因斯坦连年落选，直到1921年。 “哈勃定律” 二十世纪的二三十年代，美国天文学家埃德温哈勃揭示出在 无垠的宇宙中，银河系只是“一名小小的成员”。哈勃首次提出， 在银河系之外存在大量星系，并认为遥远的星系在其光谱中产生 显著的“红移”现象。哈勃的理论认为，“红移”最快的星系就是离 我们最远的星系。这也就是著名的“哈勃定律”。由于当时

14、的诺贝 尔物理学奖评审团仍坚持旧的评选规定天体物理学的发现 不在评奖范围内，使哈勃失去获奖机会。 “岛屿生物地理学” 二十世纪五十年代和六十年代，罗伯特麦克阿瑟和爱德华 威尔逊运用数学研究并创造性进行实地考察后提出，物种是如何 移居新领地的理论，使世界科学界为之震惊。今天，自然资源保 护工作者运用这一理论，能计算出为保护濒临灭绝物种的生存需 要多少栖息地；进化生态学家利用这一理论，对物种构成和物种 的灭绝有了更为深入的了解。 “大陆漂移”理论 球物理学家韦格纳在1915年提出地球陆地漂移的理论时，遭 到很多人讥笑，认为大陆漂移说荒诞不经。韦格纳于1930年因进 行科学探险考察在格凌兰遇难。后来

15、，一些科学家继承了韦格纳 的事业，继续对大陆漂移理论进行研究，并完善了他的理论。到 二十世纪五十年代人们获得有关这一理论无可辩驳的证据时，韦 格纳已经不在人世了，他也没有获得诺贝尔奖。 “意识与无意识”理论 1929年，著名的心理学家弗洛伊德提出了轰动一时的“意识和 无意识及其对行为影响的理论”。但这一理论并未使他获诺贝尔奖 。据说弗洛伊德死前一直认为，10年后诺贝尔奖评委会会打电话 告知他获奖。但因在诺贝尔活着的时代，心理学处于早期发展阶 段，因此心理学理论不会被列入评奖范围，研究心理学的人必会 被拒之门外。 （3）人才靠教育a、教育的作用：培养具有科学文化素质、思想道德素质的 高素质人才。b、人才培养与教育思想、教育方法、教育技术 密切相关。 据中国经济景气监测中心公布的调查：当今中国只有教育市场 还处于卖方市场，目前我国城市消费中增长最快的是教育，增 速为年均20左右；我国居民的储蓄的10是作为“教育消费” 的预留，高于用于购房的7。更有专家预算，我国一年的教 育总支出是4500亿元。 世纪伟人：马克思