自然科学概论第一篇第一章

自然科學概論石油工業組員名單:江政益蕭景升林心冠張耀元穆博安鄭立杰藍國俊目次⏹起源⏹近代的發展⏹生活上的應用⏹對環境的影響⏹未來的趨勢⏹結語近代的發展石油，一般是指存在於地球的液態、氣態或固體的複雜的烴類混合物，主要是由有機物質在古地質年代沉積而成。

其中氣相和液相石油兩者都天然地存在於地下，構成最重要的化石燃料。

許多古代民族通過油苗發現石油，在伊朗、伊拉克與其他地方的考古發掘中，都曾發現地瀝青或瀝青（石油的一種型態）被用於建築、堵船縫、築路、油漆、防水和醫藥。

燃料的需求近代石油開始被大量的運用，是起於照明燃料的需求，第一口專門為找油而開挖的井是1859年E.L.德雷克在美國賓夕法尼亞鑽的，不久，鑽井找油的情況遍及美國、歐洲以及近東和遠東。

石油化學工業汽車的問世，石油成為內燃機燃料，有了更廣泛的用途。

另外，由石油發展出來的石油化學工業，更是種類繁多，基本的用途包括製造塑料、纖維、合成橡膠、洗滌劑、肥料、殺蟲劑和溶劑的原料，也同時廣泛用於汽車、航空、紡織、火藥、製漆、食品加工、農業以及建築等部門。

1937年催化、裂化問世，熱裂化所產生的乙烯和丙烯，也提供了許多化工原料。

阿拉伯世界現在講到"阿拉伯世界"大家聯想到的主要都是中東(包括埃及)的國家．從一個以開發國家的觀點看，這些國家似乎都很貧窮，但是以全世界來將，這些中東國家大部分都算是中等的經濟．與其說他這些國家工業發展程度不一，但是大都有相當的石油產量．基本上，越缺乏石油的國家，越重視工業，他們的工業也越成熟．至於以石油為主要收入的國家，現在大多是往高檔的觀光業及金融服務業發展．由於石油交易的關係，來往這些國家的外國旅客本來就多是高檔戶，所以這個發展方向蠻合理的．目前阿拉伯聯合大公國，沙烏地阿拉伯等都在這方面有不錯的成果，杜拜大公國更是目前全世界發展最蓬勃的地方之一．這些國家的石油到底哪天會用完到現在還是未知數，這也不是這些國家最擔心的問題．一方面為了怕石油用盡，一方面因為油價不斷上漲，不少先進國家(美澳以外)都在發展替代石油的能源及省油的科技，如果這些技術成熟了，那麼產有國家就算有油也沒得賺．但是更根本的問題是雖然這些國家靠石油收入不少，但是其實大半的收入還是被外資的石油公司給撈走了．這些國家不但沒有充分的得利於他們的自然資源，在政治上更不得不受這些私有公司的擺佈，使他們想要推動改革的政策也更不容易．這也是他們要能夠自強的重要難關．這就是為什麼像沙烏地阿拉伯這樣一個又專制，又獨尊伊四蘭，又在阿拉伯世界中地位這麼重的國家，卻還要整天討好美國，而產油量少的敘利亞卻對歐美不理不甩的原因．石油工業的應用以原油為原料，今日已能製成2,500 種性能相異之不同石油產品，以及3,000 種以上之石油化學品。

自然科学基概论主要内容：第一章绪论1. 什么是“化学”化学是在原子和分子水平研究物质的组成、结构、性质、变化规律和应用的一门科学2.化学变化具有三大特征：(1)化学变化是质变：物质的组成和性质发生变化指出下列哪些变化是化学变化？（1）铁生锈（2）水结冰（3）草燃烧（4）盐溶于水(2)化学变化是定量：质量守恒定律(3)化学变化伴随能量的变化3.化学家的重任：认识世界、改造世界、保护世界4.化学的首要任务——创造新物质5.简述：化学为什么被称为“中心科学”?6.简述：什么使化学成为“实用的科学”？7.中国的四大发明中与化学有关的是_________火药和造纸8.化学是：解决食物短缺、三废污染问题的主要学科第二章化学与健康1.人体中的化学元素：（1）常量元素O、C、H、N、Ca、P、K、S、Na、Cl、Mg。

（2）微量元素Fe、Zn、Sn、I 、Cu、M、C、Mn。

其中氧、碳、氢和氮四种元素占人体总重的96％。

2.生命元素的特点：（1）生命元素的浓度；（2）生命元素只有在一定的形态下才是生命体必需的；（3）用进废退；（4）生命体元素的相互作用。

3.污染元素：（1）汞（Hg）（2）铅（Pb）（3）镉（Cd）4.常量元素的特点：（1）随年龄增长而增加，但元素间比例变动不大；（2）在体内分布极不均匀；（3）不能在体内生成，不可能在体内消失；（4）无机盐在体内存在拮抗与协同作用，吸收和利用的相互作用。

5.常量元素的生理功能：（1）钙缺乏症（儿童期为佝偻病，中老年期为骨质疏松症）6.微量元素的生理功能：（1）氟斑牙（2）碘缺乏时会造成甲状腺肿大。

7.夏季出门随身携带的水应该带什么水？8.药物的滥用•药物滥用具体表现在以下几个方面：•（1）人们自我购药、自我治疗时选错了药•（2）药师在宣传介绍药品时指导错误•（3）医生开具处方时选错了药，这其中包括某些医生由于利益驱动的故意行为•（4）某些药物被使用在动、植物的养殖过程中而残留在动植物体内被人间接服用•（5）一些过期失效药品被弃之后给环境造成污染。

自然科学概论教案第一章：自然科学的基本概念1.1 自然科学的定义与特征1.2 自然科学的分类与方法1.3 自然科学的研究过程与方法1.4 自然科学的价值与意义第二章：物理学基本原理2.1 物理学的研究对象与方法2.2 牛顿运动定律2.3 能量守恒定律2.4 相对论简介第三章：化学基本原理3.1 化学的研究对象与方法3.2 原子与分子理论3.3 化学反应与化学方程式3.4 物质的变化与转化第四章：生物学基本原理4.1 生物学的定义与特征4.2 生命的起源与进化4.3 细胞学说与遗传学4.4 生物多样性与生态系统第五章：地球科学基本原理5.1 地球科学的研究对象与方法5.2 地球的结构与地质作用5.3 气象学与气候学5.4 自然资源与环境保护第六章：天文学基本原理6.1 天文学的研究对象与方法6.2 宇宙的起源与结构6.3 恒星与星系6.4 宇宙的演化与大爆炸理论第七章：生态学基本原理7.1 生态学的定义与特征7.2 生态系统的结构与功能7.3 生态平衡与生物多样性7.4 人类活动对生态系统的影响与环境保护第八章：地理学基本原理8.1 地理学的研究对象与方法8.2 地球表面形态与地貌8.3 自然资源与人文地理8.4 人口、城市与区域发展第九章：环境科学基本原理9.1 环境科学的定义与特征9.2 环境污染与生态破坏9.3 环境监测与管理9.4 可持续发展与生态文明建设第十章：科学技术与创新10.1 科学技术的发展与进步10.2 科技创新的意义与影响10.3 科学伦理与科技政策10.4 未来科技发展趋势与挑战第十一章：数学与自然科学11.1 数学在自然科学中的作用11.2 数学方法在科学研究中的应用11.3 数学模型与科学计算11.4 数学与自然科学的未来发展趋势第十二章：信息科学及其应用12.1 信息科学的基本概念与原理12.2 信息技术的发展与影响12.3 信息科学在自然科学领域的应用12.4 信息安全与隐私保护第十三章：医学与生命科学13.1 医学科学的基本概念与原理13.2 生命科学的研究方法与技术13.3 疾病的发生机制与治疗13.4 医学与生命科学的未来发展第十四章：材料科学及其应用14.1 材料科学的基本概念与原理14.2 材料的分类与性能14.3 材料科学的研究方法与技术14.4 材料科学在工程与环境中的应用第十五章：纳米科学与纳米技术15.1 纳米科学与纳米技术的概念与特点15.2 纳米材料的性质与应用15.3 纳米技术的研发与挑战15.4 纳米科学与社会发展的关系重点和难点解析重点：1. 自然科学的基本概念、特征、分类与方法。

自然科学概论教学大纲适用专业：科学教育学时数：30 学分数：21、课程类别：《自然科学概论》课程是科学教育专业开设的课程２．教学目的：通过学习，让学生了解现代科学技术已经成为社会发展的推动力，影响着国家的经济实力、政治实力、军事实力。

谁在现代科学技术上领先，谁就会占领国际激烈竞争的制高点，谁就会在政治上、经济上、军事上掌握更多的主动权。

谁在现代科学技术上落后，谁就要被动挨打受欺凌。

现代科学技术极大地推动了社会生产力的发展，使人类走向信息时代。

现代科学技术正在改变着产业结构、经济结构、社会结构、生产方式、生活方式和思维方式。

现代科学技术是人类社会发展的巨大推动力，人类社会发展进步又为现代科学技术的开拓提供了广阔的天地。

现代科学技术的发展和社会的进步都将是永恒的。

第一编当代自然科学中的重大基本问题第一章宇宙的起源和演化教学时数: 4课时教学目标：1、了解现代天文学理论下的宇宙概观；2、了解宇宙大爆炸理论的基本内容；3、了解星系的起源和演化；4、了解恒星的起源和演化；5、了解太阳系的起源和演化。

重点：宇宙概观，宇宙大爆炸理论的基本内容。

难点：宇宙的起源和演化。

教学内容：宇宙概观天文学的回顾宇宙的起源和演化星系的起源和演化恒星的起源和演化太阳系的起源与演化第二章地球的起源和演化教学时数: 4课时教学目标：1、了解地球起源和演化；2、了解地球的基本状况和物理性质；3、初步了解地球大地构造理论；重点：地球起源和演化、地球的物理性质、地球大地构造理论。

难点：地球的起源和演化教学内容：地球的起源与演化过程地球的基本状态和物理性质太阳活动与地球表面的变化地球的大地构造理论地球科学第三章生命的本质与智力的起源教学时数: 4课时教学目标：1、了解生命的物质基础；2、初步认识生命的本质；3、了解蛋白质、核酸与生命的密切关系。

重点：对生命的物质基础的了解和本质的认识。

难点：对生命本质的认识。

教学内容：生命的物质基础生命的本质生命的起源与生物进化人类智力的起源和进化第四章宇宙的结构层次和物质的基本单元教学时数: 2课时（自学）教学目标：1、了解宇宙的结构层次划分，能初步认识宇宙结构层次图；2、初步了解基本粒子的发现和分类；3、初步了解物质的基本单元和夸克模型。

自然科学技术概论大纲(1)专题一科学与技术概论第一节科学与技术的基本概念一、什么是科学（一）科学的含义辞海解释：关于自然、社会和思维的知识体系。

看成是知识、知识发展和知识运用过程的统一。

（二）科学的特征1 它是一种知识形态的理论、概念或原理、学说。

2 它是一种不以人的意志为转移的客观存在，具有重复性、再现性和可比性的特点（检验科学的三性的基本原则，符合三性――真科学、否则假科学）。

3 它具有连续性、深入性和创造性的特点。

4 它的发展变化没有止境。

二、什么是技术（一）技术的含义愿意：是指个人所掌握的技巧、手艺等技能或本领。

表现形式：知识形态和物质形态两个方面。

根本目的：在于对自然界的控制和利用。

价值标准：在于是否实用和带来何种经济效益。

（二）技术的特征1 综合性与集成性2 通用性与适用性3 依存性和连锁性4 先进性与经济性5 技术具有自然和社会双重属性 6 个性化（三）技术的本质为实现预期结果而重复进行的优化操作。

三、科学与技术的关系（一）两者的区别1、职能性质上的区别科学的根本职能是认识世界，揭示客观事物的本质和运动规律，着重回答“是什么”、“为什么”的问题；技术的根本职能是改造世界，实现对客观世界的控制、利用和保护，着重回答“做什么”、“怎么做”的问题。

科学――精神财富，技术――物质财富。

成果表现：科学――新现象、新规律、新法则的发现，技术――新工具、新设备、新方法、新工艺的发明。

2、发生地的区别科学以大学为中心，技术以企业为主体（企业是技术发明与技术开发的主体）（二）两者的联系相辅相成科学中有技术、技术中有科学，在科学转化为生产力的过程中，技术是中间环节，技术是科学原理的物化和应用，技术是科学的延伸，科学是技术的升华。

（三）两者关系发展的新趋势科学的技术化是现代科学发展的重要特点，技术的科学化是现代技术生命力所在。

第二节科学技术系统一现代自然科学的分类与结构（一）科学技术——自然科学－科学研究经历的三个阶段：基础性研究、应用性研究、开发性研究。

自然科学概论教案第一章：自然科学的基本概念1.1 科学和科学方法科学的概念与特征科学方法的基本步骤1.2 自然科学的分类物理学化学生物学地球科学天文学1.3 科学革命与科学发展科学革命的历程现代科学的特点与发展趋势第二章：物理学的基本原理2.1 物理学概述物理学的定义和研究对象物理学的发展历程2.2 经典力学牛顿运动定律动量与能量2.3 电磁学库仑定律电场和磁场麦克斯韦方程组2.4 相对论与量子力学狭义相对论广义相对论量子力学的基本原理第三章：化学的基本原理3.1 化学概述化学的概念和特征化学的发展历程3.2 原子和分子原子的结构分子的概念和性质3.3 化学反应化学反应的类型化学平衡3.4 化学物质的性质和变化物质的分类物质的性质和变化规律第四章：生物学的基本概念4.1 生物学概述生物学的定义和研究对象生物学的发展历程4.2 生命的起源和进化生命的起源生物的进化理论4.3 生物的组成和结构细胞学说生物体的结构层次4.4 生物的分类和命名生物分类系统生物的命名原则第五章：地球科学的基本概念5.1 地球科学概述地球科学的定义和研究对象地球科学的发展历程5.2 地球的结构和地质作用地球的结构地质作用和地质变迁5.3 地形和地貌地形的分类和形成地貌的特征和形成机制5.4 地球资源与环境地球资源的类型和分布环境问题及其保护措施第六章：天文学的基本概念6.1 天文学概述天文学的定义和研究对象天文学的发展历程6.2 宇宙和星系宇宙的起源和演化星系的结构和分类6.3 恒星和行星恒星的特性行星的特性6.4 天文观测和技术天文观测方法天文望远镜和探测技术第七章：生态学的基本概念7.1 生态学概述生态学的定义和研究对象生态学的发展历程7.2 生态系统的结构与功能生态系统的组成生态系统的能量流动和物质循环7.3 生物与环境的相互关系生物对环境的影响环境对生物的影响7.4 生态保护和生物多样性生态问题的产生和解决生物多样性的保护第八章：地理学的基本概念8.1 地理学概述地理学的定义和研究对象地理学的发展历程8.2 地球上的空间分布人口、城市和经济发展自然资源的分布和利用8.3 地形和气候地形的影响因素和分类气候的成因和分类8.4 地理信息系统地理信息系统的概念和功能地理信息系统的应用领域第九章：生物化学的基本概念9.1 生物化学概述生物化学的定义和研究对象生物化学的发展历程9.2 生物大分子蛋白质的结构和功能核酸的结构和功能9.3 生物体内的代谢能量代谢与生物合成物质代谢与营养9.4 生物化学技术色谱技术光谱技术与质谱技术第十章：环境科学的基本概念10.1 环境科学的概述环境科学的定义和研究对象环境科学的发展历程10.2 环境问题的产生和解决环境污染和生态破坏环境保护的政策和措施10.3 环境监测与评价环境监测的方法和手段环境影响评价的原则和方法10.4 可持续发展与环境保护可持续发展的概念和原则环境保护与可持续发展的关系第十一章：人类对自然科学的探索11.1 科学探险与发现探险的意义与方法历史上的重要科学发现11.2 科学实验与探索实验在科学发现中的作用实验方法和技巧的进步11.3 科学思维与创新科学思维的特点与方法创新在科学发展中的重要性第十二章：自然科学与社会发展12.1 科学与技术的相互促进科技发展的历史轨迹科技对社会进步的影响12.2 科学与社会的互动科学研究的伦理与责任科学政策与社会决策12.3 科技革命与产业变革工业革命与现代产业高新技术产业的发展第十三章：自然科学教育与普及13.1 自然科学教育的重要性科学素养的内涵与培养自然科学教育的目标与方法13.2 科学普及与公众理解科学普及的意义与途径提高公众科学素质的策略13.3 科学教育与创新能力培养创新教育的理念与实践科学教育与创新能力的培养第十四章：自然科学研究的伦理与法规14.1 科学研究伦理科研活动中的伦理问题科研伦理规范与实践14.2 科学数据与知识产权科学数据的管理与使用知识产权的保护与利用14.3 科学研究的法律法规科学研究法的内涵与作用科学研究中的法律责任第十五章：面向未来的自然科学15.1 科学发展的趋势与挑战科学发展的全球视角面临的挑战与应对策略15.2 科学技术的创新与突破引领未来的科技发展趋势科技创新的重要领域15.3 自然科学教育的未来发展科学教育改革的趋势培养未来科学家和教育者的策略重点和难点解析本文档为自然科学概论教案，共包含十五个章节，涵盖了自然科学的基本概念、原理和发展趋势，以及人类对自然科学的探索、与社会发展的关系、教育与普及、研究的伦理与法规，以及面向未来的自然科学等方面。

《自然科学概论》课程大纲课程代码：02083001课程学分：2课程总学时：28适用专业：小学教育专业一、课程概述（一）课程的性质自然科学概论是小学教育专业开设的一门文理通识专业基础必修课，理论性、知识性都很强，作为小教专业的基础课之一，它是科学、哲学与技术发展的总结，是人类认识世界和改造世界成果的理论结晶。

它对培养学生科学的世界观和方法论，为科学献身的精神，拓宽知识面，了解科学技术发展、规律及新动态有重要作用。

1.本课程是小学教育专业（本科）一门必修的专业基础课。

2.本课程试图结合不同时代的社会背景，沿历史的脉络粗线条的勾画出自然科学发展的源流。

3.本课程教学以现代自然科学成就为主要着眼点，力求反映当代最新科学成果，体现时代特征，同时充分揭示科学、技术与社会互动关联的实际，融科学精神与人文精神为一体。

4.本课程在广泛介绍自然科学成就的基础上，大力挖掘科学成就的哲学意义，让学生在获得自然科学知识的同时，也受到哲学思想的熏陶，从而提高其综合素养。

（二）设计理念与开发思路1.设计理念（1）在课程目标上注重提高全体学生的科学素养。

该课程旨在提高学生的科学素养，从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等三个方面培养学生，为学生终身发展、应对现代社会和未来发展的挑战奠定基础。

（2）在课程结构上重视基础，体现课程的选择性。

注重全体学生的共同基础，同时应该针对学生的兴趣、发展潜能和今后的需求，设计供学生选择的课程模块（选读），以满足学生的不同学习需求，促进学生自主地、富有个性地学习。

（3）在课程内容上体现时代性、基础性和选择性。

该课程加强与学生生活、现代社会及科技发展的联系，反映当代科学技术发展的重要成果和新的科学思想，关注科学技术应用所带来的社会热点问题，培养学生的社会参与意识和对社会负责任的态度。

（4）在课程实施上注重自主学习，提倡教学方式多样化。

课程在精选终身学习必备的基础知识与技能，关注科学与其他学科的联系，培养学生基本能力的同时，应促进学生自主学习，让学生积极参与，乐于探究，勇于实验，勤于思考。