自然科学基础教学大纲

《自然科学基础》教学大纲第一部分大纲说明一、课程的性质与目的本课程是教育管理专业的必修课，它将分科的物理学、化学、生物学及地学的基础知识及它们在生产技术和生活中的一些应用加以综合，力求理论性、实践性、应用性并重。通过本课程的学习，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，进一步树立辨证唯物主义观点，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21世纪初等教育的改革、发展和需要。二、与相关课程的联系和衔接本课程注重与中等师范及高等师范本科阶段的知识结构相衔接，通过学习，为后继课程的学习打下基础。三、课程基本内容及要求课程内容按照物质的发展规律，从低级到高级、从简单到复杂、从无生命到有生命、从运用到改造，将理、化、生、地的内容综合在一起。以包容性强、与人们的生活密切相关的课题，如自然、地球、能量、生活、环境等来兼容素材，并加以定式化、组织化，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，学习一些自然科学的研究方法，并能动地改造环境，使之协调发展。教学要求中，“掌握”的部分作为重点考核内容，学员应彻底弄清楚，融汇贯通；“理解”为一般考核内容，学员应弄清其基本原理并能应用；“了解”属较低要求，要求学生知道一般概况。四、课程总学时：本课程4学分，共72学时，开设一学期。五、教学进度时间分配表章节面授学时第一章自然的探索1第二章自然界的物质性16第三章自然界的运动性10第四章生命与自然14第五章资源、能源及其应用14第六章生活中的科学技术9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（自学内容）合计72第二部分大纲正文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，了解实验结果的整理和总结，了解科学、技术、社会与教育。2.理解自然科学的基本研究方法。3.掌握观察、实验方法。二、内容要点第一节自然科学发展的历史轨迹1.古代自然科学：古希腊的科学、古代中国的科学技术2.近代自然科学的发展：近代自然科学诞生阶段的三件大事，近代自然科学的发展3.现代科技发展趋势：科学技术经历了全面空前的革命，科学走向新的综合，科学技术的巨大作用第二节自然科学研究的基本方法1.观察、实验计划的制订：选题过程、实验计划的制定2.观察、实验方法：观察和实验的作用、观察和实验的主要方法3.观察、实验结果的整理和总结：逻辑方法、数学方法、假说及其检验第三节科学、技术、社会与教育1.世纪之交人们关注的问题：能源、环境、信息2.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.自学时以阅读为主，可配合相关录像片进行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；了解酸碱指示剂；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组成。2.理解地球形状与大小；理解水的性质；理解水溶液的浓度和酸碱性的表示法及应用；理解几种典型的金属、非金属及其化合物的性质、递变规律，周期律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1.地球在宇宙中的位置：恒星、银河系、太阳、太阳系的九大行星2.地球及其起源：地球的形状和大小、地球的起源、地球的演化3.地球的圈层结构：地球的超外圈—磁层、地球的外部圈层、地球的内部圈层、地球的表层4.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1.物质：物质的组成、物质的结构、物质的分类、物质的量2.大气和水：大气的组成、水在自然界的循环、水的性质、水溶液3.无机物：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4.元素周期律：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5.有机物：烃、烃的重要衍生物6.分散系：分散系及其分类、分散系性质第三节地球上的生物1.生物的基础特征：复杂的结构、新陈代谢、生长、发育和生殖、应激素和适应性、遗传和变异2.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、地球上含有浓厚的大气3.生命的物质基础：组成生物体的元素、组成生物体的化合物4.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5.生物的类群：原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界、动物界三、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、元素周期律、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层排布。2.物质的量浓度：理解这个概念并能应用于pH值的计算。3.氧化—还原反应：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深刻理解氧化—还原反应，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.溶液的酸碱性：从分析盐类的水解反应入手，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.有机化合物的结构：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、芳香烃并知道其结构。6.细胞的结构和功能：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：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，找出动植物细胞分裂的异同点。关键：物质的分类与性质和结构的关系、蛋白质和核酸的结构、细胞核的结构、细胞分裂。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；了解重力势能和引力势能；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、动能、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、动能定理。4.初步学会地球仪的运用。二、内容要点第一节自然科学发展的历史轨迹1.物体的最简单运动方式2.运动的表示法：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3.运动和力：牛顿第一定律、第二定律、第三定律4.功和能：功、动能、动能定理、重力势能和引力势能5.碰撞：冲量、动量、动量守恒第二节天体的运行1.地球的运动：地球的自转、地球的公转2.季节和历法：季节和五带、历法和时间3.天气和气候：大气环流、天气、气候三、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：力不是维持物体运动的原因、地球自转和公转的规律性及大气环流四、教学建议1.力不是维持物体运动的原因，讲清这个问题可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。关键：牛顿第一定律、惯性是物体的固有性质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；理解食物的营养成分，食物的消化、吸收、人体建立均衡膳食的重要性；理解遗传变异；理解生命起源、达尔文进化学说及本质。3.掌握孟德尔遗传规律。4.逐步建立对立统一、动态平衡的辨证观点。二、内容要点第一节植物的光合作用1.光合作用的器官：光合作用的器官—叶、叶绿体2.光合作用的过程：光反应、暗反应3.光合作用与自然界的关系：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1.营养：营养方式、食物的营养成分2.营养物质的消化和吸收（以人体为例）：人体的消化系统、食物的消化、营养成分的吸收3.均衡的膳食：食物的分组、膳食的调配、均衡的膳食第三节生命的延续1.生物的生殖：生殖的基本类型、精子和卵细胞的形成、受精2.生物的遗传：孟德尔遗传规律、孟德尔遗传规律的应用、孟德尔遗传规律的发展、染色体与基因、基因的连锁和交换规律3.生物的变异：染色体畸变、基因突变4.人类遗传病：人类的几种遗传病、遗传病的预防（自学）第四节生命起源和生物进化1.生命起源：生命不能自然产生、生命化学进化说2.生物进化：生物进化的证据、生物进化的理论第五节人类的起源（自学）1.人类的起源：从猿到人2.人类发展的基本阶段：早期猿人、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时，先从孟德尔的遗传实验讲起，应注意一些名词概念与符号的阐述，并及时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时，重点讲清人工选择的三要素和自然选择的基本论点。关键：食物的消化和吸收、孟德尔的分离规律和自由组合规律、染色体的基因第五章资源、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、Cl2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；了解一些高分子材料的合成、性质和应用。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1.土地资源：土地资源的基本特征、土地资源现状2.水资源：水资源的基本特征、水资源现状3.生物资源：生物资源特性、森林资源、草地资源、野生动物资源4.矿产资源：矿产资源的特点、矿产资源现状第二节地球上的能源1.能源及其分类：能源概念、能源概况、能源分类2.来自地球的能源：煤、石油、天然气、核能3.来自宇宙中的能源：太阳能、水能、风能等第三节能量及其转化1.氧化作用：剧烈氧化、缓慢氧化、生物氧化2.机械能及其转化：动能和势能的相互转化、机械能守恒定律3.内能及其转化：内能、物体内能的变化、热力学第一定律、功率及代谢率4.电能及其转化：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5.能的转化和守恒定律：能的转化和守恒定律第四节原材料的开发利用1.无机物原材料：空气分离、合成氨、化学平衡、电解食盐水、硅酸盐材料2.金属材料：钢铁、铝和铜、金属腐蚀和防护3.合成高分子材料：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