自然科学基础知识教学大纲.docx
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自然科学基础知识教学大纲
《自然科学基础知识》教学大纲
第一部分课程性质与目的要求
一、课程性质：
《自然科学基础》是中央广播电视大学“人才培养模式改革和开放教育试点”小学教育专业的一门必修的综合基础课。
本课程将物理学、化学、生物学及地学的基础知识及其应用加以综合，理论联系实际，体现应用性和针对性。
二、课程目的要求
目的：
通过学习，使学员获得一些自然科学的基础知识，使其有利于现代生活及个人生活的实际应用，学习一些自然科学的基本思想方法，进一步树立辩证唯物主义观点，提高分析问题和解决问题的能力，开阔眼界，培养学员的科学态度，提高自身的科学素养，以适应小学教师文理兼教的实际需要。
要求：
课程内容按照自然界物质及其运动的发展规律，从低级到高级，从简单到复杂、从无生命到有生命、从认知到应用，将理、化、生、地的内容综合在一起。
以兼容性强与人们生活密切相关的课题：
例如自然、地球、能量、生活、环境等来包容素材，并加以整合。
让学员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，了解一些自然科学的研究方法。
第二部分教学时数
本课程学分为4学分。
教学时间具体分配见下表：
教学内容
业余进修
第一章自然的探索
3
第二章自然界的物质性
16
第三章自然界的运动性
9
第四章生命与自然
10
第五章资源、能源及其利用
14
第六章生活中的科学与技术
13
第七章人类活动与地球环境
8
第八章人类科学技术的进步及其对生活的影响
合计
72
注：
如果学时数仅限于72学时，则可删去本大纲中打“*”的内容，72学时中，不包括实验、考试的时间
第三部分教学内容与要求
第一章自然的探索
一、教学要求
1．了解自然科学发展的历史轨迹，了解现代科技发展趋势，了解观察、实验方法，了解实验结果的整理和总结，了解科学、技术、社会与教育的关系。
2．理解自然科学的基本研究方法。
二、内容要求
第一节自然科学发展历史轨迹
古希腊的科学、古代中国的科学技术；
近代自然科学诞生阶段的三件大事、近代自然科学的发展；
科学技术经历了空前的革命、科学走向新的综合、科学技术的巨大作用；
第二节自然科学的基本研究方法
观察、选题、实验计划的制订；
观察和实验的作用、观察和实验的主要方法；
观察、实验结果的整理和总结：
逻辑方法、数学方法、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
世纪之交人们关注的问题：
能源、环境、信息；
科学技术与理科教育：
科学、科学教育；
三、重点难点
重点：
现代科技发展趋势，观察、实验方法，实验结果的整理和总结。
四、教学建议
1．讲解与学员自学相结合的方式。
2．自学时阅读方法为主，可配合录音带。
第二章自然界的物质性
一、教学要求
1．了解人类赖以生存的地球，它在宇宙中的位置，地球的起源、结构和地表的形态；了解大气、水物质的组成、分类、大气和水对生命的意义；了解酸碱指示性；了解重要有机化合物的结构、性质和应用；了解分散系的概念、分类和性质、了解自然界是由形形色色的物质所组成。
2．理解地球形状与大小，理解水溶液的浓度和酸碱性的表示法和应用，理解几种典型的金属、非金属及其化合物的性质、递变规律，周期率的原理和周期表的运用，理解自然界中的生物和非生物，基本类群与基本特征，理解构成生物体的物质基础和结构基础。
3．掌握物质的量，掌握水溶液、掌握元素周期表中的短周期和同主族元素性质的递变规律，掌握土壤的酸碱度和铵态氮的简易测量方法。
4．逐步树立起自然界的物质观；学会使用显微镜。
二、内容要点
第一节地球概况
地球在宇宙中的位置：
恒星、银河系、太阳、太阳系的九大行星；
地球及其起源：
地球的形状和大小、地球的起源、地球的演化；
地球的圈层结构：
地球的超外圈——磁层、地球的外部圈层、地球的内容圈层、地球的表层；
地球的表面形态：
海陆分布、海洋的形态、陆地的形态、地表形态的变化；
第二节自然界中的物质
物质的组成、物质的结构、物质的分类、物质的量；
大气的组成、水在自然界的循环、水的性质、水溶液；
非金属及其化合物、金属及其化合物、氧化——还原反应，溶液的酸碱性和指示剂；
元素周期表、元素周期律、元素周期表中短周期和同主族元素性质的递变规律；
烃、烃的重要衍生物；
分散系及其分类、分散系性质；
实验二土壤酸碱度和铵态氮的简易测定；
第三节地球上的生物
生物的基础特征：
严整复杂的结构、新陈代谢、生长、发育和生殖、应激性和适应性、遗传和变异；
生命存在的必要条件：
太阳是地球上生命的源泉、地球上有适宜的温度、地球上有生物赖以生存的液态水、生命活动所需的气体.
生命的物质基础：
组成生物体的元素、组成生物体的化合物；
生命的结构基础：
组成生物体的元素、组成生物体的化合物；
生命的结构基础：
细胞的形态和大小、细胞的结构和功能、细胞的分裂和分化；
生物的类群：
原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界、动物界；
实验三显微镜的构造和作用方法；
实验四鲫鱼的解剖。
三、重点难点
重点：
太阳及太阳系的九大行星、地球的外部圈层、陆地的形态、溶液的浓度、无机物、元素周期率、烃及其重要衍生物的结构与性质、分散系的性质、组成生物体的化合物、细胞的结构和功能、细胞分裂.
难点：
物质的结构、物质的量、浓度、氧化——还原反应、溶液的酸碱性、有机化合物的结构、蛋白质和核酸、细胞分裂。
四、教学建议
1．物质的结构：
了解物质的结构，知道用核外电子分层排布遵循的规律，理解1~20号元素和稀有气体元素原子的电子壳层排布。
2．理解物质的量浓度并应用于pH值的计算。
3．从分析不同反应着手，从化合价的升降和电子转移两个方面，搞清氧化剂、氧化反应、氧化产物、还原剂、还原反应、还原产物等概念。
4．从分析盐类的水解反应，让学员理解硫酸铵等盐溶液呈酸性、碳酸钠等盐溶液呈碱性的原因。
5．只讲基本类别和代表性化合物，知道烃类中有饱和烃、不饱和烃、芳香烃及其结构。
6．细胞的结构和功能的介绍，充分利用直观教具（挂图、模型、幻灯、投影片等）讲清细胞亚显微结构。
每介绍一种结构，均采用结构与功能相统一的教学方法。
7．细胞分裂的三种方式中，着重介绍细胞的有丝分裂，借助于直观教具，以植物细胞为例，讲清细胞分裂的过程，强调各期细胞的主要特征。
至于动物细胞的有丝分裂，则可运用对比法，找出地植物细胞分裂的异同点.
第三章自然界的运动性
一、教学要求
1．了解描述运动的相对性，了解重力势勇；了解大气运动是造成天气变化和气候分带的原因，了解各地区不同气候类型。
2．理解位移、速度和加速度、匀变速运动的规律，理解牛顿第一定律、第三定律，理解功、功能、动能定理，理解地球的自转、公转、理解季节和五带、历法和时间。
3．掌握牛顿第二定律、动量原理。
4．初步学会运用地球仪。
二、内容要点
第一节物体的最简单式
描述运动的相对性、位移、速度和加速度、几种变速运动的规律；
牛顿第一定律、第二定律、第三定律；
功、动能、动能定理、重力势能、*引力势能；
冲量、动量、动量守恒；
第二节天体的运行
地球的自转、地球的公转；
季节和五带、历法和时间；
大气环流、天气、气候；
实验五地球仪的运用。
三、重点难点
重点：
牛顿第二定律、牛顿第三定律、动量守恒定律、四季和五带产生的原因，时间和历法的规定。
难点：
牛顿第一定律、地球自转和公转的规律性及大气环流
四、教学建议
1．通过举例说明力不是维持物体运动的原因，消化难点，从而帮助学员纠正错误的固有观念。
2．通过实验演示，讲清地球自转和公转的规律性，注意自转时各地线速度相异，公转时地轴倾斜的影响。
3．结合插图讲清与中国有关的大气环流的内容，如副热带、高压带、西风带、季风等。
第四章生命与自然
一、教学要求
1．了解生物界的两大营养类型，了解动物的营养方式，了解生殖发育。
2．理解植物光合作用、理解食物的营养成份，食物的消化、吸收、人体建立均衡膳食的重要；理解遗传变异，理解生命起源、达尔文进化学说及其本质。
3．掌握孟德尔遗传规律。
4．逐步建立对统一、动态平衡的辩证观点。
二、内容要点
第一节植物的光合作用
光合作用的器官——叶、叶绿体；
光反应、暗反应；
把无机物制造成有机物、捕获太阳能、保护环境、物质循环；
第二节动物的营养
营养方式、食物的营养成分；
人体的消化系统、食物的消化、营养成分的吸收；
食物的分组、膳食的调配、均衡的膳食；
第三节生命的延续
生殖的基本类型、精子和卵细胞的形成、受精；
孟德尔的遗传规律、孟德尔的遗传规律的应用、孟德尔的遗传规律的发展、染色体与基因、基因的连锁和交换规律；
染色体畸变、基因突变；
*人类的几种遗传病、遗传病的预防；
第四节生命起源和生物进化
*生命起源：
生命不能自然产生、生命化学进化说；
生物进化的证据、生物进化的理论；
*第五节人类的起源
从猿到人；早期猿人、晚期猿人、早期智人、晚期智人。
三、重点难点
重点：
人体对食物的消化和吸收、孟德尔的分离规律和自由组合规律、孟德尔遗传规律的发展、人类遗传病的预防、生物进化的理论。
难点：
食物的消化、减数分裂、染色体与基因的连锁和交换规律。
四、教学建议
1．学习“食物的消化”前，学员必须掌握人体消化系统的结构，然后重点介绍口腔、胃、小肠中的消化过程，以及小肠部位对营养物质的吸收.
2．介绍孟德尔的遗传规律，先从孟德尔的遗传实验讲起，可利用磁性黑板等教具，一步步讲清实验过程。
讲解时，应及时出现与阐述一些名词概念与符号，有利于分析和归纳出遗传规律。
3．讲解达尔文的进化学说——人工选择和自然选择，重点讲清人工选择的三要素和自然选择的基本论点。
第五章资源、能源及其利用
一、教学要求
1．了解自然资源、能源，了解氧化作用、了解一些重要气体（O2·N2·H2·C等）、液体的来源，了解一些重要非金属、金属的开发利用、金属腐蚀与防护的方法，了解一些高他子材料的合成、性能和应用。
2．理解煤、石油、天然气等能源；理解机械能、内能、电能及其它们之间的转化，理解电解食盐水。
3．掌握化学平衡。
4．确立普遍的能量转换及守恒的观点。
二、内容要点
第一节地球上的资源
土地资源的基本特征、土地资源现状；
水资源的基本特征、水资源现状；
生物资源的特性、森林资源、草地资源、野生动物资源；
矿产资源的特点、矿产资源的现状；
第二节地球上的能源
能源概念、能源概况、能源分类；
煤、石油、天然气、核能；
太阳能、水能、风能等；
第三节能量及其转化
剧烈氧化、缓慢氧化、生物氧化；
动能和势能的相互转化、机械能守恒定律；
内能、物体内能的变化、热力学第一定律、功率及代谢率；
电功及电功率、电流的热效应、电流的化学效应、电流的磁效应；
能的转化和守恒定律；
第四节原材料的开发利用
空气分离、合成氨、化学平衡、电解食盐水、硅酸盐材料；
铜铁、铝和铜、金属腐蚀和防护；
塑料、合成纤维、合成橡胶。
三、重点难点
重点：
各类自然资源的特征，煤、石油、天然气、太阳能、核能，能源的概况和发展，合成氨、电解食盐水原理、铁、铝、合成高分子材料。
难点：
我国自然资源现状与世界自然资源特征的异同、化学反应速度和化学平衡、金属电化学腐蚀和防护。
四、教学建议
1．以我国自然资源现状为主，再与世界自然资源特征相比，突出讲解我国不足之处。
2．以氢气和氮气反应生成氨气为例，阐明各种因素对化学反应速度的影响，并考虑影响平衡的因素，帮助建立化学工业生产中所要注意的辩证思维的方法。
第六章生活中的科学与技术
一、教学要求
1．了解温度、热量、热量的传导方式，人体的体温调节方式，了解测能仪器的基本原理；了解信息的传递、处理、记忆及与人类生活的关系。
了解生物体内的能量流通物质与生命活动的关系。
2．理解光现象、声现象及其光、声现象在现代人类生活实践中的应用，理解光的反射、折射、透镜成像及其全反射现象。
3．掌握投影片制作方法。
4．提高利用电教手段开展教学的能力。
二、内容要点
第一节光和眼
光源、发光强度、光通量、发光亮度、照度；
光的反射、反射定律、光的折射、折射定律、透镜成像；
全反射现象、全反射现象的应用；
眼睛、昆虫的复眼、光学仪器；
光的本性、电磁波谱；
实验六使用投影仪；
实验七综合运用投影片；
第二节声和耳
声音的产生、耳，声音的传播速度；
声波的反射、声波的衍射、声波的折射；
*音调和频率*响度和振幅度*音品和波形；
*驻波和共鸣*人的声音；
*超声及其应用、*次声及其应用；
第三节能量和生活
温度、热、热的传导方式、人体的体温调节；
测能仪器简介：
*生物体内能量流通物质——ATP；
第四节信息及其处理
通信的历史、通信模式；
信息处理的演变、电子计算机处理信息、电子计算机处理信息的实现、多媒体技术；
照片、录音磁带、磁带、光盘。
三、重点难点
重点：
光的反射定律、光的折射定律、全反射定律；
难点：
折射率、产生全反射的条件。
四、教学建议
1．折射率是掌握折射定律的关键，要由浅入深地从三个层次上来理解折射率，弄清楚媒质的折射率n跟光在其中的传播速度有关。
2．全反射现象在生活中常会遇到，并有广泛地应用，与现代科学技术的发展关系更为密切，教学中多联系实际运用，有助于加深理解。
3．结合生活中的应用，学习透镜成像的规律，成像的性质。
第七章人类活动与地球环境
一、教学要求
1．了解环境保护和减灾的重要意义和对策。
2．理解环境和生物、人类的相互关系，理解人中增长和人口分布的基本特点，理解人类活动对环境的（负面）影响，理解可技续发展的观念。
3．掌握生态环境系统和生态平衡的概念，掌握人口问题的影响。
二、内容要点
第一节人类生存的环境
环境对生物的作用，生物影响环境、生物对环境的适应。
生态系统结构、生态系统的能量流动和物质循环、生态系统类型；
*人类生态系统的特点、*保持生态平衡、*建立良好的农田生态系统；
第二节人口的增长和人口问题
世界人口增长的情况、我国人口的增长情况；
世界人口分布、我国人口的分布、影响人口分布的因素；
人口问题产生、人口问题的影响、人口问题的对策；
第三节环境保护和人类发展
对大气的影响、对土地的影响、对水资源的影响、对生物的影响；
大气污染与防治、水污染与水环境保护、土壤污染与防治、噪声污染与防治；
*当前自然灾害的特点、*主要自然灾害、*减灾防灾对策；
传统发展观、可持续发展观、可持续发展之路；
实习：
掌握小区人口、资源、环境的调查。
三、重点难点
重点；生态系统结构、生态平衡概念、人口问题的产生和影响、自然灾害特点、可持续发展观。
难点：
生态系统的能量流动和物质循环、环境污染的原因。
四、教学建议
1．生态系统的能量流动和物质循环，教学时要注意抓住两者的作用，不同的特征和相互之间的联系。
2．讲解环境污染的原因，应先分述各类污染的来源，再综述人类活动是环境污染的根本原因。
*第八章人类科学技术的进步及其对生活的影响
一、教学要求
了解信息技术、生物技术和新材料等一系列高新技术的知识，认识到科学技术日益渗透于经济发展和社会生活的各个领域，已成为推动现代生产力发展的最活跃因素。
要加速我国的科技进步，一定要更快地提高教师的科技素质，使教师不断吸取新的知识，充实自己。
二、内容要点
第一节生物技术
基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程；
医药工业、食品和发酵工业、农业、畜牧业；
第二节覆盖全球的无线电通讯网
数字化技术；
通过电波收发信息；
智能化网络；
第三节人类文明的物质基层
材料发展概况；
传统材料的新发展：
金属材料、陶瓷材料、高分子材料、复合材料；
材料技术的发展趋势：
电子材料、光电子材料、材料技术的发展趋势；
第四节激光科学技术
激光产生历史、激光的产生、激光器的结构；
激光器的分类；
激光的应用和前景。
三、重点难点
四、教学建议
本章以自学为主，还可结合有关知识材料让学员以专题形式自由报告、讨论。
第四部分课程教学建议
一、教学组织形式：
本课程以课堂讲授为主，有条件可适当组织参观、访问，增加学员的直观感受。
二、教学方法和手段：
1．在课堂讲授的过程中，可以配合与知识相关的图片，有条件还可以利用多媒体教学手段，激发学员的学习兴趣，提高教学效率。
2．要把握好教学的深广度，根据本课程的目的要求，着重讲授理科基本概念、规律和重要知识，定性介绍一般性知识。
3．在教学中，尽量做好演示实验，根据条件安排学员实验；重视科学方法教学，培养学员的科学态度，提高他们的逻辑思维能力以及分析和解决问题的能力。
三、考核方式：
闭卷考核。
四、注意事项：
在教学中，注意理论联系实际和生活实际，重视对社会发展起巨大推动作用的知识的教学，使学员在学习自然科学知识的同时，了解自然科学对生产技术的发展和社会进步所起的作用。
五、教材和教学参考书：
主教材：
《自然科学基础》（高等教育出版社出版）
辅助教材：
《自然科学基础学习指导书》（高等教育出版社出版）
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