《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 第一章 自然的探索 <业余进修 3 16 9 10 14 13 8 第二章 自然界的物质性第三章 自然界的运动性 第四章 生命与自然 第五章 资源、能源及其利用 % 第六章 生活中的科学与技术第七章 人类活动与地球环境 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）