科学技术概论(第二版)电子教案第章近代自然科学的全面发展
科学技术概论(1)(2)
*科学不仅是一种(知识体系)同时也是一项基本的社会事业和一种社会发展过程*科学主要回答自然事物本身“是什么”、“为什么”；而技术则是(改造和控制)自然*一般认为科学中心经历几次转移，其顺序是：(意大利、英国、法国、德国、美国)*从科学与技术的关系：科学与技术存在密切的联系，同时，科学与技术既具有一些(共同特征)又有显著的差别*被誉为近代物理学之父的(伽利略)创造并示*英国科学家与科学史学家李约瑟是一位关注中国文明传统他的《中国科学技术史》巨著的问世*早在公元14世纪(商朝)就使用十进制(负数)*《易经》是二进制的前身, 而二进制的“开与关”的设计是现代计算机运行的基础*《山海经》一书,分为《山经》、《海经》、《大荒经》三个部分北魏末年贾思勰所著《齐民要术》*《神农本草经》现存最早的药物学专著伤寒杂病论(张仲景) 孙思邈《千金方》*14—15世纪欧洲，(文艺复兴、宗教改革和地理大发)现为近代科学的诞生创造了条件。
*牛顿力学是整个近代物理学和天文学的基础，也是现代一切机械、土木建筑、交通运输等工程技术的理论基础。
*近代科学首先在(天文学和医学生理学)两大领域取得了突破*近代科学史上物理学完成了几次综合第一次是(牛顿力学)第二次是(能量守恒定律)第三次是(麦克斯韦的电磁学理论) *17世纪上半叶，笛卡尔创立了(解析几何)，推动了数学的发展乃至整个自然科学的发展。
*17世纪上半叶英国人(耐普尔)发明了对数*英国的化学家玻意耳提出了(元素)的定义，化学确立一门科学。
法国的拉瓦锡否定了“燃素说”建立燃烧的氧化理论*荷兰人惠更斯创立了光的(波动说) 1785年法国人库仑提出了库仑定律，使(电学)进入定量研究阶段。
*世界上第一个用实验的方法把白色光分成七色光的人(牛顿)*牛顿发展了从经验事实简单性原理、(因果性原理、统一性原理)、真理性原理*在科学方法上(培根)强调观察(笛卡尔)理论思维(伽俐略)提理想实验(惠更斯)阐述了假说的作用(牛顿)分析综合方法*18世纪60年代以英国的凯伊发明了飞梭为导火索开始了第一次产业革命，以瓦特发明的(蒸汽机)为重要标志。
科学技术概论1——导论
如何学习《科学技术概论》？
宏观上，把握科技发展不同阶段的特征： 近代、现代、当代、未来。
中观上，熟悉主要学科发展的进程：天文 学、物理学、化学、数学、生物学、生命 科学、信息与计算机科学、纳米技术、地 学与环境科学等。
微观上，掌握重要科技事件和主要科技概 念。
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被称为“科学研究”。
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再次，科学是一种社会建制。
当代物理学家和科学社会学家约翰·齐曼认为，只有把科学
作为一种社会建制才能理解科学。科学作为一种社会建制的实质 ，是使科学成为以“生产科学知识”为使命，并因此具有特定 功能的社会秩序和社会结构，科学建制化的过程就是逐步形成 一种维系“科学知识生产”的相对稳定的社会模式和制度安排 的过程。
有理论化、系统化的知识和经验的、零散的知识之分。现代的 科学知识体系，是一个复杂的、规范化、体系化并经过充分 论证和检验的知识体系，是知识的成熟形态；但在科学发展 的早期，那些经验的、零散的知识以及通过思辨方法和经验 方法获得的知识，仍然被人们看作是“科学知识”。从经验 的、零散的知识到理论化、系统化、分门别类的知识，从思 辨的方法、经验的方法到实验的方法、数学的方法，说明科 学是一个从简单到复杂、不断演进的历史过程。
13.《教育技术学》 北京师范大学出版社 何克抗等编 2002
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主要内容
导论 第一编 近代科学技术（第1-4章） 第二编 现代科学技术（第5、9章） 第三编 当代高新技术（第13、14章） 第四编 科学技术与社会（第16-18章，自学）
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导论
“科学” 的解析 “技术” 的解析 科学与技术的关系 汤浅光朝的“世界科学中心转移”学说 李约瑟和他的《中国科学技术史》 建国后中国科学技术发展、现状、远景
自然科学技术概论
第二节 科学研究
一、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 二、科学研究的类型 1、基础研究
2、应用研究
3、开发研究
第三节 现代科学体系及自然科学与技术的分类与结构
九大科学部门 （钱学森）
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
三次产业
现代技术
实验技术
基本技术
产业技术
劳动密集型技术 按技术与经济 的关系
资本密集型技术
知识密集型技术
微电子与计算机技术 生物技术 航空，航天技术 激光技术 能源技术 材料技术 通信技术 自动化与制造技术 农业技术 医药技术 交通运输技术 海洋技术 环境保护技术
第四节
1
现代科学技术发展的基本特点
科学体系的层次结构图
自然辩证法 自然科学
科学的概念（二） 科学提供科学的世界观、态度和方法
16、17世纪以来形成的一种特定的意识形态，包含
着对事物特定的看法、处理问题特定的方法、知识制造 特定的机制；它为人类规定了如何看待自然、研究自然、 征服和改造自然的方式。这个意识形态体系主要是在近 代欧洲成长起来的，常常称作近代科学。
一、科学技术是生产力诸要素中的主导要素 二、现代科学日益成为生产的先导
三、现代科学技术是影响国民经济增长的决定性因素
【复习思考题及习题】
1．什么是科学？人们对科学主要有哪些方面的认识？ 2．什么是技术？技术有哪几个要点？ 3．科学与技术有和区别和联系？ 4．什么是科学研究？它通常可分为哪几类？
5．现代自然科学可分为哪几类？现代自然科学的基础
工程 科学
现代技术的分类
自然科学概论第一篇第二章精品PPT课件
1814 年，英国发明家史蒂芬森在继承前人成果的 基础上，设计成功第一台实用的蒸汽机车。1825年，史 蒂芬森造出了“旅行号”机车。这台机车在由他负责设 计的一条刚建成的铁路上运营，成为世界上第一条公共 交通铁路。
随后，英国出现了铁路建设热潮，到19 世纪40年 代，基本建成主要的铁路干线。19世纪末，世界铁路里 程已经发展到6.5×105km，到20世纪20年代又将近翻一 番，达到1.27×106km。工业发达国家基本上形成了铁 路网。
① 宗教改革崇尚科学技术
17世纪中叶，继荷兰之后，英国资产阶级比较彻底 地完成了资产阶级革命，最后确立了君主立宪政体。长 期执政的自由党人中不少是清教徒，他们受培根思想的 影响，对圣经作了新的解释；认为通过观察、研究万物 的性质可以增进人们对上帝的忠心。这种思想不仅与科 学研究不矛盾，而且有利于研究对人类有用的技艺。
1769年理发师阿克赖特（R.Arkwright,1732-1792 ）发明 了水力纺纱机，1771 年建造了第一个水力纺纱机的纱厂。该 厂有数千纱锭，300 多工人。
1785年，水力推动的织机问世，使生产效率提高了10倍。 1791年第一个用这种设备的织布厂建立起来，随后便得到广泛 普及。水力机体积大，又必须在特定地区使用，需要建厂房集 中大量生产。这就促使了工厂制度的诞生。水力受自然条件的 限制，难以常年均衡地供应动力，并且限制了工厂的选址。
的机械化，以蒸汽机的广泛应用为标志，继而扩展
到其他轻工业、重工业等各工业行业。从此，英国 英
率先变成工业国，获得了世界性的工业优势。
国 工
业
革
命
时
期
1.第一次产业革命从英国开始的经济、社会原因
宗教改革崇尚科学技术 经济发展推动科技发展 圈地运动提供工人，农业发展提供粮食、原料 海上霸权能够肆意掠夺殖民地
科学技术概论(教案)
授课环节引入新课教学内容及主要板书1、科学革命的突破哥白尼的《天体运行论》维萨留斯的《人体的构造》2、经典力学的奠基开普勒的空中立法（开普勒的三定律）伽利略的实验3、近代科学的第一次大综合运动定律和万有引力定律4、其他科学的初步发展解析几何微积分对数的发明概率论的产生化学几何光学物理光学生物5、近代科学方法培根创立实验归纳法笛卡儿创立数学演绎法伽俐略的数学与实验相结合牛顿论科学方法教学小结：5个关键事件2个突破行星运动3大定律+惯性定律牛顿3定律和万有引力定律9学科的初步发展4种科学方法+机械唯物主义自然观课后作业1、简述近代科学革命的突破中两大主要人物及其主要成果。
2、简述牛顿三大定律和万有引力定律。
3、列举近代科学方法的创始人及其科学方法具体内容。
课后总结授课环节引入新课教学内容及主要板书1、地球系统科学2、生态学3、环境科学教学小结：地球系统科学地球内部的世界自然灾害生态学生态平衡环境科学环境污染课后作业1、简述地球系统科学、生态学、环境科学的定义及其研究对象。
2、试举例说明生态平衡及其的意义。
3、谈一谈您所在城市环境问题，并试提出一些改善措施。
课后总结课号授课班级授课时间授课时数授课单元名称第十一章当代高技术的崛起及其特点授课设计主要教学知识或能力要求高技术的定义当代高技术的崛起高技术的特点高技术产业主要教学方法讲授，讨论主要教学互动点1 高技术的定义2 当代高技术的崛起3 高技术的特点4 高技术产业采用教辅手段多媒体课件教学内容处理授课环节引入新课教学内容及主要板书1、技术2、高技术3、高技术的特点1）、高群落，一种高技术的兴起，将相应引起和促进一大批相关联的高技术问世。
2）、高智力，具有工程和科学学位的人员往往占职工总数的40~50%，需要各种知识的集成。
3）、高投资，发达国家投入研究资金常超过国民生产总值的2%4）、高风险，失败率达80%。
5）、高收益，即劳动生产率高。
6）、高竞争，其原料供应和市场竞争是国际性的。
《科学技术概论》课程教学大纲
课程编号：《科学技术概论》课程教学大纲（An Introduction to Science and Technology）总学时：32 学分：2.0一、课程简介1、课程性质：科学技术概论是为高等多科性院校工科,文科专业开设的一门选修课.本课程从近代科学技术发展史,现代自然科学基本内容,当代高技术领域状况,科学技术和社会的相互影响等四个方面,深入浅出地介绍了科学技术的基础知识以及包含在科技发展过程中的科学思想,科学精神,科学技术的社会功能等。
2、开课学期：第3学期3、适用专业：中文、新闻传播、教育学本科相关专业。
4、课程教学目的：通过本课程的学习,使学生对科学技术发展有所了解,获得科学技术基本知识,拓展学生的知识面,培养学生的科学思维方法和研究方法,提高学生的科学技术素质,并对自然科学产生浓厚的兴趣。
二、授课主要内容与要求第一次课: (每次2学时)导论1、教学内容与要求:了解科学与技术的概念,联系及区别.2、教学重点:科学与技术的概念3、教学难点:科学与技术的联系及区别第一章近代自然科学的初步发展1、教学内容与要求(1)了解科学革命的突破;(2)理解经典力学的奠基和牛顿的科学综合;(3)理解其他学科的初步发展;(4)了解近代科学方法.2、教学重点:牛顿运动定律及万有引力定律3、教学难点:牛顿运动定律第二章第一次产业革命,技术革命和科学中心的转移1、教学内容与要求(1)理解英国技术革命和产业革命;(2)了解法国的产业革命和科学的兴衰.2、教学重点:第一次产业革命3、教学难点:第一次产业革命第二次课第三章近代自然科学的全面发展1、教学内容与要求(1)理解天地演化的研究及物理学的进展;(2)理解化学的成就及生物学的飞跃.2、教学重点:能量守恒定律,元素周期律及生物进化论3、教学难点:热力学第一定律,热力学第二定律第四章第二次产业革命1、教学内容与要求(1)了解德国的崛起;(2)理解电力技术革命;(3)了解美国的崛起.2、教学重点:第二次产业革命3、教学难点:第二次产业革命第三,四次课:第五章物理学革命及其影响1、教学内容与要求(1)理解相对论和量子力学常识;(2)理解现代化学理论常识.2、教学重点:相对论,量子力学及现代化学理论常识3、教学难点:长度收缩效应,时间膨胀效应及物质波的理解第五次课:第六章宇观世界探索1、教学内容与要求(1)理解大爆炸宇宙学常识;(2)理解星系的起源和演化;(3)理解恒星演化并了解太阳系的起源.2、教学重点:大爆炸宇宙学及恒星演化3、教学难点:大爆炸宇宙学第六次课:第七章深入微观世界和追求物质统一性1、教学内容与要求(1)理解物质的微观层次结构及其规律;(2)了解现代科学对世界统一性的追求.2、教学重点:物质的微观层次结构及其规律3、教学难点:微观世界基本规律第七次课:第八章地球系统科学,生态学和环境科学1、教学内容与要求(1)理解地球系统科学常识;(2)理解生态学常识;(3)了解环境科学常识.2、教学重点:地球系统科学常识3、教学难点:地球系统科学常识第八次课:第九章生命科学与智能探索1、教学内容与要求(1)理解现代生命科学常识和生命的起源;(2)了解人类的起源与人工智能研究.2、教学重点:基因,DNA双螺旋,遗传密码及人工智能3、教学难点:基因,DNA双螺旋,遗传密码第九次课:第十章系统科学与探索复杂性1、教学内容与要求(1)了解系统论,控制论和信息论常识;(2)了解系统科学的新进展.2、教学重点:系统论,控制论和信息论常识3、教学难点:系统论,控制论和信息论常识第十次课:第十一章当代高技术的崛起及其特点1、教学内容与要求了解高技术的定义与特点.2、教学重点:高技术的定义3、教学难点:高技术的特点第十二章计算机技术1、教学内容与要求(1)了解计算机的发展过程及个人计算机;(2)理解人工智能常识;(3)了解因特网的发展状况.2、教学重点:人工智能常识3、教学难点:人工智能常识第十一次课:第十三章生物技术1、教学内容与要求(1)理解酶工程与发酵工程常识;(2)理解细胞工程及基因工程常识;(3)了解生物技术的应用前景.2、教学重点:酶工程,发酵工程,细胞工程,基因工程常识3、教学难点:酶工程,细胞工程,基因工程常识第十二次课:第十四章新材料、新能源技术1、教学内容与要求(1)了解新材料技术常识;(2)理解核能的开发与利用;(3)了解可再生能源.2、教学重点:新材料技术,新能源技术常识3、教学难点:核能的开发与利用第十三次课:第十五章海洋技术与空间技术1、教学内容与要求(1)了解海洋探测技术及海洋资源开发技术常识;(2)了解空间技术常识;(3)理解运载火箭,人造地球卫星与航天技术的发展.2、教学重点:海洋技术及空间技术常识3、教学难点:宇宙速度第十四次课:第十六章科学技术是第一生产力与科教兴国1、教学内容与要求(1)理解科学技术与生产力要素的关系及科学技术成果转化;(2)理解科学技术和经济一体化的发展趋势;(3)了解日本与亚洲四小龙的发展特点;(4)了解知识经济.2、教学重点:科学技术与生产力要素的关系及科学技术成果转化3、教学难点:科学技术成果转化第十五次课:第十七章科学技术与可持续发展1、教学内容与要求(1)了解全球及中国的环境问题;(2)了解可持续发展战略的实施.2、教学重点:可持续发展战略3、教学难点:可持续发展战略第十六次课:第十八章科学技术与人文社会科学的相互影响,相互渗透1、教学内容与要求(1)理解科学技术进步与精神文明的关系;(2)理解科学文化与人文文化的关系.2、教学重点:科学技术进步与精神文明及科学文化与人文文化的关系3、教学难点:科学文化与人文文化的关系三、考核要求:1.平时没有课外作业,主要是自己看相应的参考书或者课外读物,扩大知识面,平时成绩以学生的到课率,课堂表现,听课笔记做综合评价;平时成绩占总成绩的30%2.考核方式:小论文。
第01章 科学技术的含义、结构和功能
公认比较系统全面的是“狄德罗 ”论
18 世纪的法国哲学家狄德罗对技术的内涵 进行了深入细致的分析，在其主编的《百科 全书》中技术的定义为：
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。
同时明确指出了技术的四个构成要素：
即技术的四个属性
1. 目的性：凡技术都是为某一特定目而产生的。即社会 属性：受到经济、政治、军事、科学、教育等各种社 会条件的制约 规则性，技术的主要表现是规则和技能； 工具性：技术的实现离不开设备和条件；包含硬件 （实体、工具等）和软件（工艺、规则等）两套系统。 体系性：完整的技术与科学一样是成套的知识系统。
科学的分类
基础科学
现代科学
技术科学
工程科学
1、基础科学 研究自然界物质的结构、各种基本运动形态、运动规律
基础科学
物理学 天文学 地质学 力学 生物学
化学
物 理 学 物质结构 相互作用 运动规律 热学和分子物理学 波动学和声学 光学 电磁学 原子物理学 原子核物理学 粒子物理学
2、技术科学
研究生产技术和工艺过程中的共同性规律
技术概念的发展
古代的技术：人的主观技能和技巧。 现代的技术：科学的应用，科学应用于生产过 程的中介。
在现代科学技术体系中
技术被看作是科学的应用，是科学应用于生 产的中介。这样的技术具有两个属性： 第一，技术是物质因素和精神因素相互作用 的产物，也就是知识、经验和技术同一定的 物质手段相结合的系统体现。 第二，技术的现实的生产力，渗透于生产力 的各个要素之中。
科学与技术的联系
1、根本目标一致性
认识世界和改造世界的根本目的是一致的，都 是更好地为人类服务。 2、互为前提 科学是技术发展的理论基础，而技术创新和发 展则既为科学研究提供新的课题，又为科学探 索提供必要的手段和物质基础。现代科学的发 展在越来越大的程度上依赖于先进、复杂的技 术手段；现代技术的发展也在越来越大的程度 上依赖于科学的进步。
《现代科学技术概论》课件
物理学研究范围广泛，包括力学、热学、光学、电磁学、原子和原子核物理等。这些领域的研究成果为现代科技 发展提供了理论基础和实验手段，如量子力学和相对论对电子技术和信息科技的影响，光学技术对激光和光通信 的贡献等。
化学
总结词
化学是研究物质的组成、结构、性质和变化的学科，与人类生产和生活密切相关 。
详细描述
化学在材料科学、能源科学、环境科学等领域发挥着重要作用。通过化学反应和 合成方法，人们可以创造出新的材料和能源，解决环境问题，提高人类生活质量 。例如，合成高分子材料的应用，新能源的开发利用等。
生物学
总结词
生物学是研究生物体的结构、功能、生长、发育和演化的学科，对人类健康和生态平衡具有重要意义 。
CHAPTER 03
现代科技的应用领域
能源与环境
详细描述
智能电网技术的应用，提高了能 源的利用效率和稳定性，降低了 能源浪费。
总结词：随着人类对能源需求的 不断增长，现代科技在能源领域 的应用越来越广泛，同时也为环 境保护提供了有力支持。
太阳能、风能、水能等可再生能 源的开发利用，减少了化石燃料 的消耗和环境污染。
案例三：基因编辑技术的发展与应用
基因编辑技术是一种新兴的技术，它可以通过修改生物体的基因组来治疗遗传性 疾病和传染病等。目前，最著名的基因编辑技术是CRISPR-Cas9系统。
基因编辑技术的应用案例包括治疗罕见病、改善农作物抗病性等。未来，基因编 辑技术还有望应用于人类胚胎编辑、生物多样性保护等方面。
航天与深空探测
总结词：现代科技在航天 与深空探测领域的应用， 推动了人类对宇宙的认知 和探索。
详细描述
卫星遥感技术的应用，为 地球观测、气象预报等领 域提供了重要数据。