《现代自然科学的基础学科》课件
现代自然科学中的基础学科原文钱学森
现代自然科学中的基础学科原文钱学森以“现代自然科学中的基础学科钱学森”为标题，本文旨在探讨钱学森在现代自然科学中的重要作用。
钱学森，即钱学胜，是物理学家、数学家、科学家钱学森（John von Neumann）的姓氏，是一门用于描述系统的计算机科学和数学。
它最初作为一种系统研究的技术和软件技术，以提高计算机的性能，但现在它已经广泛应用于现代自然科学，包括物理、数学、生物、天文学等，是现代自然科学中最重要的基础学科之一。
钱学森的发展源于他的科学成就。
他的许多贡献和发现已经成为当代自然科学的核心。
其中最重要的成就是，他设计了第一台能够实现自动控制和模拟的计算机，这是现代计算机技术的基础。
他也设计了一种新的数学计算方法，该方法的发展以及建立的基础仍然被广泛使用，并且在现代自然科学中有着重要的应用。
此外，他还通过提出一种新的概念“奥本海默体系”和“衍生量”，推动了近代物理学中量子力学的发展。
钱学森在现代自然科学中的作用是深远的。
首先，他的成就为现代计算机技术提供了最基本的理论指导，其中包括模拟和自动控制，为许多自然科学方面的实践和研究提供了支持。
其次，他的数学理论和建立的基础在现代自然科学的研究中有着重要的意义，它们有助于研究各种不同的物理和数学模型，从而深入研究和理解各种自然现象。
最后，他的“奥本海默体系”和“衍生量”等概念在近代物理学中有着重要的作用，为理解量子物理过程提供了基础性的理论支持。
从以上可以看出，钱学胜在现代自然科学中有着重要的作用。
他提供了计算机技术的基本理论，建立了数学基础并且开发了“奥本海默体系”和“衍生量”等概念，为当代自然科学的发展奠定了基础。
因此，钱学森是当今自然科学中不可缺少的重要基础学科之一。
总之，以“现代自然科学中的基础学科钱学森”为标题，本文讨论了钱学森在现代自然科学中的重要作用。
钱学森的贡献和发现为当代自然科学提供了基本理论支持，他的成就为许多自然科学领域的研究和实践提供支持，使它成为当今自然科学中不可缺少的基础学科。
现代自然科学中的基础学科教案
现代自然科学中的基础学科教案引言：现代自然科学是一个复杂而庞大的知识体系，由各个基础学科组成，这些基础学科为探索自然现象和解释科学现象提供了框架和工具。
本篇教案将针对现代自然科学中的基础学科，为教师提供教学指导，帮助学生深入理解这些学科的概念和原理，培养他们的科学思维和解决问题的能力。
一、教学目标：1.了解现代自然科学中的基础学科的概念和分类。
2.了解各个基础学科的研究对象和主要研究内容。
3.培养学生的科学思维和解决问题的能力。
二、教学内容：1.基础学科的概念和分类a.自然科学的基础学科包括物理学、化学、生物学和地理学等。
b.各个基础学科的研究对象和主要研究内容。
2.物理学a.研究物质的性质、结构和运动规律。
b.主要内容包括力学、热学、电磁学、光学和量子力学等。
3.化学a.研究物质的组成、性质、结构和变化规律。
b.主要内容包括无机化学、有机化学和生物化学等。
4.生物学a.研究生命现象和生物体的结构、功能和演化规律。
b.主要内容包括细胞生物学、遗传学、生理学和进化生物学等。
5.地理学a.研究地球表面的自然现象和人类活动的空间分布。
b.主要内容包括地貌学、气候学、生物地理学和人文地理学等。
三、教学方法：1.教师讲授：向学生介绍基础学科的概念、分类和主要研究内容，并使用图表和实例进行解释和说明。
2.小组讨论：组织学生分成小组，就不同基础学科的研究内容进行讨论和交流，鼓励学生提出问题和解决问题的思路。
3.实验演示：选取与基础学科相关的实验或演示，展示科学原理和现象，激发学生对科学的兴趣和好奇心。
4.课堂练习：设计练习题目，检查学生对基础学科概念和原理的理解程度。
四、教学评估：1.参与度：考察学生在课堂中的参与和互动情况。
2.回答问题：考察学生对基础学科概念和原理的理解程度。
3.实验报告：要求学生根据实验结果撰写实验报告，评估其实验设计和分析能力。
4.课堂作业：布置相关主题的作业，评估学生对基础学科知识的应用能力。
钱学森-现代自然科学中的基础学科PPT(23张)
第二部分（3-6）
• 这一部分是全文说明的重点，分述化学、 天文学、地学、生物学四门基础学科的新 发展和它们与物理、数学的关系。作者抓 住物理和数学是最基本的两门学科这个要 点，在依次介绍化学、天文学、地学、生 物学这门基础学科时，都作三个方面的阐 述：1.研究的内容；2.研究的成果（包括各 科研究的新发展和分支学科）；3.研究中对 物理和数学的依赖关系。
• 在控制科学领域，1954年，钱学森发表 《工程控制论》的学术著作，引起了控制 领域的轰动，并形成了控制科学在上世纪 50年代和60年代的研究高潮。1957年， 《工程控制论》获得中国科学院自然科学 奖一等奖。同年9月，国际自动控制联合会 （IFAC)成立大会推举钱学森为第一届IFAC 理事会常备理事。他也成为该组织第一届 理事会中唯一的中国人。
• 在喷气推进与航天技术领域，钱学森 在上世纪40年代提出并实现了火箭助 推起飞装置，使飞机跑道距离缩短； 1949年，他提出火箭旅客飞机概念和 关于核火箭的设想；1962年，他提出 了用一架装有喷气发动机的大飞机作 为第一级运载工具，用一架装有火箭 发动机的飞机作为第二级运载工具的 天地往返运输系统概念。
• 在人体科学、科学技术体系等方 面，钱学森也作出了重要贡献。
（新华网北京2009年10月31日电）
整体认知
• 本文是一篇事理说明文。 • 钱学森1977年12月9日在《人民日报》上发表
《现代科学技术》一文，文章由引言和五个部 分组成，《现代自然科学中的基础学科》节选 自其中的第三部分。这一部分指出了现代自然 科学的特点，简要地介绍了现代自然科学体系 的构成，重点介绍了化学、天文学、地学、生 物学的发展和它们跟物理、数学的关系，从而 强调物理和数学这两门根本的基础学科在现代 自然科学体系中的重要位置。
语文版语文第11课《现代自然科学中的基础学科》教案
5现代自然科学的基础学科教学要求一、把握课文结构，了解现代自然科学体系的构成及物理和数学学科在基础学科中的基础性作用。
二、掌握阐述性说明文逻辑严密的特点，学习课文深入浅出地介绍深奥复杂的科学问题的表达方法。
三、增进学生对现代科学特点的理解，培养热爱科学的情趣。
课文分析指导说明文根据说明对象的特点，可分为两类：一是记述性说明文，用于说明具体的事物；一是阐述性说明文，用于说明抽象的事理。
本文就属于阐述性说明文。
所谓阐述，就是阐发论述，说明事物的特征和本质，阐述事物的变化过程和规律，解释原因，阐明事理，旨在不但使人知其然，而且知其所以然。
这篇课文说明的中心是整个现代自然科学体系的构成、基础学科在这个体系中的位置以及基础学科研究的新成果，内容比较复杂抽象。
一、“总一分一总”的结构特色课文介绍了现代自然科学的特点，着眼于现代科学体系的构成，通过阐述基础学科与自然科学体系之间的关系，指出天文、地学、生物、数学、物理、化学等基础学科的重要性。
全文采用“总一分一总”的结构。
开头先指出现代自然科学是个严密的综合起来的体系，并指出物理和数学是“体系”中最基础的两门学科；中间分别说明四门一般基础学科研究的内容、研究的成果和对数、理的依赖关系；最后总结自然科学体系的构成。
全文大致可以分为三个部分。
第一部分（第1-2段）：介绍现代自然科学的重要特点，并说明数学、物理是六门基础学科中最基础的学科。
第二部分（第3-6段）：具体说明化学、天文学、地学、生物学四门基础学科的新发展和它们跟物理、数学的关系。
这一部分是重点。
作者抓住物理和数学是最基本的两门学科这个要点，依次介绍其他四门基础学科：化学、天文学、地学、生物学。
在介绍每一种学科时，都作三个方面的阐述：(1)研究的内容；（2)研究的成果（包括各科研究的新发展和分支学科）；(3)研究中对物理和数学的依赖关系。
在介绍过程中，作者紧扣首段“发展变化”、“相互关系”（即纵与横）两点来介绍，重点是介绍后两个方面。
现代自然科学的基础学科钱学森教学课件
数学
数学的基本概念
包括数论、代数、几何、拓扑等分支 的基础概念。
数学分析
研究函数的性质、极限、连续、微分 和积分等概念。
概率论与数理统计
研究随机现象的数学规律，包括概率 空间、随机变量、概率分布、大数定 律和中心极限定理等。
数学在自然科学中的应用
如物理学中的数学模型、化学中的反 应动力学模型、生物学中的数量遗传 学等。
提高生活质量
现代自然科学在医疗、环保、食品安 全等领域的应用，提高了人们的生活 质量和健康水平。
促进经济发展
现代自然科学在能源、材料、信息等 领域的应用，为经济发展注入了新的 动力。
探索未知世界
现代自然科学不断挑战人类认知的边 界，探索宇宙、生命、意识等领域的 未知世界，为人类认识世界提供了新 的视角和思考方式。
在观察的基础上，通过实验进一 步揭示自然现象的内在本质和规 律。
假说与理论
假说的提出
根据已有的科学知识和观察实验结果，提出解释自然 现象的科学假说。
理论的构建
在假说的基础上，通过逻辑推理和数学演绎等方法， 构建具有普遍适用性的科学理论。
假说与理论的验证
通过进一步的观察和实验，对假说和理论进行验证和 修正，推动科学理论的不断完善和发展。
钱学森对现代自然科学的贡献
创立了工程控制论
将控制论应用于工程实践，为现代控制工程的发展奠定了基础。
推动了航天科技的发展
领导和组织了中国航天事业的创建和发展，使中国成为世界上少数 几个拥有独立航天能力的国家之一。
促进了系统科学的发展
提出了开放复杂巨系统的理论和方法，推动了系统科学的研究和应 用。
钱学森的学术思想与方法
近代自然科学
现代科学中的基础学科【未修改完】
理清课文结构
全文按“总—分—总” 的顺序可分为三部分：
第一部分（1—2）：指出了自然科学的特点，说明物理、
数学是六门基础学科中最基学、天文学、地学、
生物学的发展，阐明了它们与物理、数学的密切关系。 第三部分（7）：进一步指出了物理、数学是现代自然 科学体系中根本的学科，归结现代自然科学体系的构成。
阐述性说明文
• 说明文根据说明对象的特点，可分为两类，
• 一是记述性说明文：用于说明具体的事物； • 一是阐述性说明文：用于说明抽象的事理。 • 本篇属于阐述性说明文。 • 所谓“阐述”，就是“阐发论述”。科技说明文 多属此类。这类文章阐述事理、物理、事因、物 因，不仅使读者知其然，而且能知其所以然。
的方面表现在研究事物相互之间的关系。
前一个“这”指代的是“研究事物、现象的变化发展过程，研究事 物相互之间的关系”。后一个“这”，指代的是“严密的综合起来的体 系”。
1（2）天文学也是物理。（天文学真的等同于物理吗？ 作者这样说的用意是什么？
并不是说，天文学等同于物理。根据语境，作者
这样说的意思是，天文学研究 在很大程度上其实质是 用物理方法来研究天文，也就是作者在段末所说的 “天文现象，没有物理学是不行的”。
1（4）只有当其他物质被吸引掉进去时才发光，发出X射 线。（这里用“只有”强调的内容是什么？）
“只有”强调的是必要的条件，强调的意思是：没有 其他物质掉进“黑洞”里，这种星不会发光，也不会 发出X射线。
4、文本最后一个自然段说：“所以，天、地、生、化四门 基础学科，用现代科学技术体系的观点看，都可以归结到物 理和数学。”排列四门学科的顺序是“天、地、生、化”， 可在分说时，却按照“化、天、地、生”的顺序说明。分析 作者这样做的道理。 作者按照“天、地、生、化”的顺序排列，是按照人们 的表达习惯，但在按科学类别分说时，却按“化、天、地、 生”的顺序说明。这是依照新兴学科出现的顺序：量子化学 出现在三十年代，所以先说化学；射电天文、宇宙线天文的 重大发现，板块理论的提出，都是发生在五十年代之后，所 以再说天文和地学；分子生物学的兴起，尤其是“最近几年” 取得紧张的“轰动世界”的遗传工程学，是较近的科学发展， 所以最后说生物学。这样的顺序安排，符合事物发生和发展 的规律，是依据逻辑顺序进行说明。
现代自然科学的基础学科
现代自然科学的基础学科钱学森现代自然科学门类众多，但并不是彼此孤立的，而是有着严密，综合的体系的。
构成这个体系的基础，就是数学和物理，本文始终紧扣现代自然科学纵的，（指研究事物，现象的变化发展过程）和横的（指研究事物相互之间的关系）两个方面的联系加以说明，使读者明确认识现代自然科学基础之所在。
文章条理清晰，逻辑严谨，对每一门学科的介绍，都包含了三个方面的阐述；一是研究的内容，二是研究的成果，三是研究中对物理和数学的依赖关系。
从而显示了物理和数学了两门基础学科在现代自然科学中的重要地位。
现代自然科学，不是单单研究一个个事物，一个个现象，而是研究事物，现象的变化发展过程，研究事物相互之间的关系，这就使自然科学中基础学科的理论来解决生产斗争中出现的问题的学问，当然，基础学科中也有好多道理是从生产实践中总结提高而来的，而且没有工农业生产，基础学科研究也无法搞下去。
所以基础学科之为基础是就其在现代自然科学体系中的位置而言的。
我们一般提六门基础学科，天文、地学、生物、数学、物理、化学。
这六门是的位置是不都是一样的基础呢？也不是，从严密的综合科学体系讲，最基础的是两门学问：一门物理，是研究物质运动基本规律的学问，一门数学，是指导我们推理，演算的学问。
先说化学，化学是研究分子变化的。
30年代后出现了量子化学，用量子力学的原理来解决化学问题，使化学变成应用物理的一门学问，近来，由于电子计算机的运用，又出现了计算化学，从前人们认为化学就是用些瓶瓶罐罐做试验。
现在由于掌握了物质世界里头的原子的，运动规律，就可以靠电子计算机去计算。
有朝一日化学研究会主要靠电子计算，而且设计出我们要的分子，设计出造这种分子或化合物的化学过程，到那时做化学试验只是为了验证一下计算的结果而己。
天文学也是物理。
现在的天文学，不是光研究太阳，月亮，星星在天上的位置和运动规律，还要研究星星里头的变化，研究宇宙的演化，比如研究太阳内部，恒星内部。
人去不了怎么研究？一是研究可见光，把可见的星光分成光谱，把不同频段的光摄下来进行研究，再就是研究看不见的频段，如波长比较长的红外线，无线电波，波长很短的紫外线，、、、。
《现代自然科学中的基础学科》教案
说明的重点。这段 抓住物理和数学是基础的两门学科这个要点，依次介绍其他四门基础学科:化学、天文学、地学、生物学，介绍每一学科，一般都包含三个方面: 1.研究的内容；2.研究的成果(包括各科研究的新发展与分支学科)；3.研究中对物理、数学的依赖关系。紧扣首段“发展变化”、“相互关系”(即纵与横)两点来介绍，重点是介绍后两个方面。
钱学森在控制科学领域，在应用力学领域在喷气推进与航天技术领域，在系统工程和系统科学领域，在思维科学领域，都有杰出的贡献。对中国火箭导弹和航天事业的发展作出了重大贡献。
在钱学森心里“国为重，家为轻，科学最重，名利最轻。五年归国路，十年两弹成。”钱老是知识的宝藏，是科学的旗帜，是中华民族知识分子的典范，是伟大的人民科学家 。与钱伟长、钱三强被周总理合称为“三钱”。
第四部分(7自然段)现代自然科学体系的构成。(最后一句)
第3课时：
五、重点语段：
１、课文第一自然段“现代自然……重要特点。”
（１）两个“这”分别指代的是：
①“研究事物、现象的变化发展过程，研究事物相互之间的关系。”
②“严密的综合起来的体系。”
（２）现代自然科学体系从纵横两方面研究，分别表现在：
纵的方面：研究事物、现象的变化发展过程。
（３）根据第二自然段文字内容，给“数学”、“物理”下一个定义：数学是指导我们推理演算的学问。物理是研究物质运动基本规律的学问。
（４）第七自然段强调的核心问题是：物理和数学为现代自然科学体系中根本的基础学科。
六、写作特点:
1、从多种事物的相互关系中找出恰当的顺序进行说明:
顺序: 从整体到局部，又从局部回到整体。 第一段介绍的自然科学的重要特点是讲的整体，第二段根据这一特点说明自然科学体系中应用科学与基础科学的关系，从而引出六门具体的学科，这是从整体讲到局部，第三段具体说明，是局部说明，第四段再总结自然科学体系，从局部回到整体。
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总
结
本文着眼于现代科学体系的构成， 介绍了现代自然科学中基础学科的特点。 我们了解到现代科学正迅猛发展着， 许多新学科不断产生，并且有待我们去 创新推动。
作者简介
钱学森（1911—2009），中国著 名物理学家，享誉海内外的杰出科学家 和中国航天事业的奠基人。长期担任中 国火箭和航天计划的技术领导人，对航 天技术、系统科学和系统工程做出了巨 大的和开拓性的贡献。钱学森是中国两 弹一星功勋奖章获得者之一。被誉为 “中国导弹之父”、“中国火箭之父”、 “导弹之王”。
工程技术学，也叫应用科学，是应用自然科学中基础学 科的理论来解决生产中出现的问题的一门科学。 化学地球观：研究地球上地壳和海洋的化学成分的变化、 矿物元素的分布，借此来推论地球在地质年代中的演化 的观点。 物理学地球观：根据海底岩石的地磁走向推论出板块理 论，借此解释火山带、地震带的形成，即靠物理学来研 究地球外壳和地球深处情况的观点。 遗传工程：人为地改变去氧核糖核酸的一项技术，即把 可以影响遗传的信息，挂在一种叫作去氧核糖核酸的高 分子化合物的某一段传下去，用来改变遗传的某一特性、 创造新的物种的一种技术。
工程结构 电力技术 工程技术学科 （应用科学） 电子技术 农业技术
现 代 自 然 科 学
化
一般基础学科 基础学科 根本基础学科
学
天 文 学 地 学 生 物 学
物 理 学
数 学
写作特点
一、从多种事物的相互关系中找出恰当的顺序进行说明。 顺序: 从整体到局部，又从局部回到整体。 第一段介绍自然科学的重要特点是整体。 第二段根据这一特点说明自然科学体系中应用科学与基 础科学的关系，从而引出六门具体的学科，这是从整体讲 到局部。 第三至六段具体说明，是局部说明，第七段再总结自然 科学体系，从局部回到整体。 二、本文的说明方法主要是下定义、分类别、举例子等。 下定义的作用: 能给人一个清楚的概念。 分类别的作用: 使文章眉目清楚，读者一目了然。 举例子的作用: 使说明具体化。
阐述性说明文
说明文根据说明对象的特点，可分为两类， 一是记述性说明文：用于说明具体的事物； 一是阐述性说明文：用于说明抽象的事理。 本篇属于阐述性说明文。 所谓“阐述”，就是“阐发论述”。科技 说明文多属此类。这类文章阐述事理、物 理、事因、物因，不仅使读者知其然，而 且能知其所以然。
资料窗
理清课文结构
全文按“总—分—总” 的顺序可分为三部分：
第一部分（1—2）：指出了自然科学的特点，说明 物理、数学是六门基础学科中最基础的学科。 第二部分（3—6）：这部分分别介绍了化学、天文 学、地学、生物学的发展，阐明了它们与物理、数 学的密切关系。 第三部分（7）：进一步指出了物理、数学是现代自 然科学体系中根本的学科，归结现代自然科学体系 的构成。