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1012130602《自然科学基础》教学大纲
2015-08-26 08:10   审核人:

 

 

课程编码:1012130602

课程名称:自然科学基础

学时/学分:32/2

先修课程:

适用专业:初等教育专业

开课教研室:初等教育教研室

 

一、课程性质与任务

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专业选修课。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。

课程任务:课程教学所需达到的目的(按照基本理论、基本知识、基本技能,分了解、掌握、重点掌握三个层次分别列明)

二、课程教学基本要求

自然科学基础课列入学校的教学计划,成绩记入学生档案,按照《大纲》组织实施本课程教学,严格考勤考核制度。

自然科学基础课教学时数为36学时,学校在完成规定的学时之外,应积极开设选修课和举办讲座。在自然科学基础教学中,要掌握好深度和广度,不断改进教学方法,积极采用以计算机为中心的多媒体教学,确保教学质量。

三、课程教学内容

 

第一章 自然的探索

教学基本要求

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。

理解自然科学的基本研究方法。

要求学生掌握的基本理论、概念和原理

掌握自然科学的基本研究方法。

教学重点难点

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。

教学内容

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;

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;

教学建议

讲解与学员自学相结合的方式。

自学时阅读方法为主。

 

第二章 自然界的物质性

教学基本要求

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。

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。

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。

    逐步树立起自然界的物质观;学会使用显微镜。

要求学生掌握的基本理论、概念和原理

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。

教学重点难点

重点:太阳及太阳系的八大行星、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。

教学内容

第一节 地球概况

地球在宇宙中的位置:恒星、银河系、太阳、太阳系的八大行星;

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; 

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;

教学建议

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。

理解物质的量浓度并应用于pH值的计算。

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。

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。

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。

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。

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

教学基本要求

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。

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。

掌握牛顿第二定律、动量原理。

初步学会运用地球仪

要求学生掌握的基本理论、概念和原理

掌握牛顿第二定律、动量原理。

教学重点难点

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

教学内容

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;

教学建议

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。

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。

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

教学基本要求

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。

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。

掌握孟德尔遗传规律。

逐步建立对统一、动态平衡的辩证观点。

要求学生掌握的基本理论、概念和原理

掌握孟德尔遗传规律。

教学重点难点

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。

教学内容

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。

教学建议

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.

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,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。

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

教学基本要求

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。

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。

掌握化学平衡。

确立普遍的能量转换及守恒的观点。

要求学生掌握的基本理论、概念和原理

掌握化学平衡、能量转换及守恒。

教学重点难点

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。

教学内容

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。

教学建议

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。

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

教学基本要求

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。

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。

要求学生掌握的基本理论、概念和原理

掌握光的三条基本线

教学重点难点

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。

教学内容

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;

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。

教学建议

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。

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。

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

教学基本要求

了解环境保护和减灾的重要意义和对策。

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。

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。

要求学生掌握的基本理论、概念和原理

掌握生态环境系统和生态平衡的概念

教学重点难点

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。

教学内容

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;

教学建议

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。

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

教学基本要求

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。

要求学生掌握的基本理论、概念和原理

掌握信息技术、生物技术和新材料的基本概念

教学重点难点

重点;基因工程、传统材料的新发展、激光的应用和前景

难点:基因工程

教学内容

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。

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。

 

四、学时分配表

章序

内容

课时

备注

第一章

自然的探索

2

 

第二章

自然界的物质性

4

 

第三章

自然界的运动性

6

 

第四章

生命活动与自然界

8

 

第五章

资源能源及其利用

4

 

第六章

生活中的科学技术

4

 

第七章

人类活动与地球

2

 

第八章

人类科学技术的进步及其对生活的影响

2

 

 

五、主用教材及参考书

教材:《自然科学基础》               主编:张民生

出版社:高等教育出版社

出版或修订时间:2008

参考书:《自然科学基础学习指导书》主编:张民生

出版社:高等教育出版社

 

 

执笔:杨彩菊

 

审定:李传红    杜丽娟

 

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