科學(xué)素養(yǎng)基礎(chǔ)教程

前言

　　科學(xué)素養(yǎng)是指對(duì)在日常生活、社會(huì)事務(wù)以及個(gè)人決策中所需要的科學(xué)概念和科學(xué)方法的認(rèn)識(shí)和理解，并在此基礎(chǔ)上所形成的穩(wěn)定的心理品質(zhì)。具有科學(xué)素養(yǎng)的人，能夠提出、發(fā)現(xiàn)和解答與日常體驗(yàn)有關(guān)的問(wèn)題，能夠描述、解釋和預(yù)言自然現(xiàn)象，能夠運(yùn)用知識(shí)和技能提高自己的工作效率?！　‘?dāng)今，科學(xué)技術(shù)水平和國(guó)民的科學(xué)素質(zhì)成為一個(gè)國(guó)家國(guó)力的重要標(biāo)志。從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，以科技實(shí)力和經(jīng)濟(jì)實(shí)力為主的綜合國(guó)力競(jìng)爭(zhēng)，最終更多地體現(xiàn)為國(guó)民科學(xué)素質(zhì)的競(jìng)爭(zhēng)。因此，新時(shí)代科學(xué)傳播的根本任務(wù)不再是一味培養(yǎng)科學(xué)家，更重要的是提高公眾的科學(xué)素養(yǎng)。這是一個(gè)比造就一批科學(xué)精英更艱難的任務(wù)。正因?yàn)榭茖W(xué)傳播活動(dòng)對(duì)于國(guó)家的現(xiàn)代化和民族的振興都有十分重要的意義，所以日益受到世界各國(guó)政府的高度重視?！　‘?dāng)前，許多國(guó)家都在制定以提高國(guó)民科學(xué)素養(yǎng)為目標(biāo)的國(guó)家政策。譬如，美國(guó)國(guó)家研究理事會(huì)于1995年12月頒布了國(guó)家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)。這一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了所有學(xué)生都應(yīng)該知道并能夠去做的科學(xué)內(nèi)容，提供了對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)這些科學(xué)內(nèi)容所達(dá)到的程度進(jìn)行評(píng)估的指導(dǎo)方針。并推出了《面向全體美國(guó)人的科學(xué)》（提出加強(qiáng)各年齡段公眾科學(xué)素養(yǎng)的目標(biāo)）、“2061計(jì)劃”（保證科學(xué)素養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)），切實(shí)把提高全體美國(guó)人的科學(xué)素養(yǎng)作為重大國(guó)策來(lái)抓。再如，印度制定了《全面素養(yǎng)計(jì)劃》，針對(duì)不同年齡、不同文化水平的人提出不同的科學(xué)素養(yǎng)目標(biāo)，這不僅有利于全面提高印度國(guó)民的科學(xué)素養(yǎng)，還給第三世界國(guó)家的科學(xué)傳播工作提供了很好的思路。　　近幾年來(lái)，我國(guó)也非常重視科普工作，將它視為實(shí)施“科教興國(guó)”戰(zhàn)略和“可持續(xù)發(fā)展”戰(zhàn)略、提高全民科學(xué)素養(yǎng)的關(guān)鍵措施。2006年，國(guó)務(wù)院頒布了《全民科學(xué)素質(zhì)行動(dòng)計(jì)劃綱要（2006-2010-2020）》，目標(biāo)是“到2020年，科學(xué)技術(shù)教育、傳播與普及有長(zhǎng)足發(fā)展，形成比較完善的公民科學(xué)素質(zhì)建設(shè)的組織實(shí)施、基礎(chǔ)設(shè)施、條件保障、監(jiān)測(cè)評(píng)估等體系，公民科學(xué)素質(zhì)在整體上有大幅度的提高，達(dá)到世界主要發(fā)達(dá)國(guó)家21世紀(jì)初的水平?！笔谷w公民了解必要的科學(xué)知識(shí)，并學(xué)會(huì)用科學(xué)的態(tài)度和科學(xué)的方法去判斷及處理各種事務(wù)。力圖逐步提高我國(guó)公民的科學(xué)素養(yǎng)。同時(shí)，《中共中央國(guó)務(wù)院關(guān)于深化教育改革全面推進(jìn)素質(zhì)教育的決定》提出“要全面推進(jìn)素質(zhì)教育，培養(yǎng)適應(yīng)二十一世紀(jì)現(xiàn)代化建設(shè)需要的社會(huì)主義新人”，并提出“調(diào)整和改革課程體系、結(jié)構(gòu)、內(nèi)容，建立新的基礎(chǔ)教育課程體系”，“改變課程過(guò)分強(qiáng)調(diào)學(xué)科體系、脫離時(shí)代和社會(huì)發(fā)展以及學(xué)生實(shí)際的狀況。抓緊建立更新教學(xué)內(nèi)容的機(jī)制，加強(qiáng)課程的綜合性和實(shí)踐性，重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)。培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際操作能力”?！　榱素瀼芈鋵?shí)《中共中央國(guó)務(wù)院關(guān)于深化教育改革全面推進(jìn)素質(zhì)教育的決定》精神，滿足社會(huì)對(duì)中等職業(yè)學(xué)校人才類型的需要，加強(qiáng)中職學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)，我們組織編寫了《科學(xué)素養(yǎng)基礎(chǔ)教程》。在編寫的過(guò)程中，我們廣泛征求專家、一線教師和學(xué)生的意見(jiàn)，吸取有關(guān)科學(xué)教材的經(jīng)驗(yàn)，力求做到內(nèi)容全面、重點(diǎn)突出、綜合性強(qiáng)、貼近學(xué)生實(shí)際，充分發(fā)揮本教材在素質(zhì)教育中的作用。

內(nèi)容概要

　　本教材是中職學(xué)生素質(zhì)教育的新型教材。教材結(jié)合中職教育的實(shí)際，以中職學(xué)生的知識(shí)層次為出發(fā)點(diǎn)，匯集和綜合了運(yùn)動(dòng)與能量，物質(zhì)與變化，生命與遺傳，環(huán)境與氣候，地球、宇宙與空間科學(xué)，計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，激光與納米技術(shù)，農(nóng)業(yè)與制造技術(shù)等多門現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)知識(shí)，幫助學(xué)生走進(jìn)科學(xué)殿堂。通過(guò)本教材的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解和掌握自然科學(xué)和現(xiàn)代技術(shù)方面的知識(shí)，養(yǎng)成關(guān)注科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)問(wèn)題的習(xí)慣，形成科學(xué)的態(tài)度和價(jià)值取向，培養(yǎng)創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力，為學(xué)好其他課程及學(xué)生的終身發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)?！　”窘滩膬?nèi)容通俗易懂、圖文并茂，便于學(xué)生閱讀理解。教材安排了“學(xué)習(xí)指導(dǎo)”、“研究性學(xué)習(xí)”和“拓展閱讀”，幫助學(xué)生開(kāi)拓視野、激發(fā)興趣、豐富精神世界。

書籍目錄

緒論走進(jìn)科學(xué)殿堂第1章 運(yùn)動(dòng)與能量1.1 運(yùn)動(dòng)1.1.1 認(rèn)識(shí)運(yùn)動(dòng)1.1.2 位移1.1.3 速度1.1.4 加速度1.2 力1.2.1 力1.2.2 重力1.2.3 彈力1.2.4 摩擦力1.2.5 牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律1.2.6 牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律1.2.7 超重與失重1.2.8 牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律1.3 功和能1.3.1 功的含義1.3.2 功的計(jì)算1.3.3 功率1.3.4 功率的計(jì)算1.3.5 能1.3.6 動(dòng)能1.3.7 勢(shì)能1.3.8 各種各樣的能1.3.9 不同形式的能之間的轉(zhuǎn)化1.3.1 0機(jī)械能守恒和動(dòng)量守恒1.4 溫度與熱能1.4.1 溫度1.4.2 溫標(biāo)1.4.3 內(nèi)能1.4.4 物質(zhì)的三種形態(tài)1.4.5 物態(tài)變化1.4.6 熔化和凝固現(xiàn)象1.4.7 汽化和液化現(xiàn)象1.4.8 熱力學(xué)定律第2章 物質(zhì)與變化2.1 物質(zhì)的組成與結(jié)構(gòu)2.1.1 物質(zhì)的組成2.1.2 常見(jiàn)物質(zhì)的組成2.1.3 物質(zhì)的狀態(tài)2.2 元素周期表2.2.1 元素周期表2.2.2 元素周期律2.2.3 元素金屬性與非金屬性、酸性與堿性變化的周期性2.2.4 周期表中的典型元素2.3 物質(zhì)的變化及常見(jiàn)化學(xué)反應(yīng)2.3.1 化學(xué)反應(yīng)速度2.3.2 影響反應(yīng)速度的條件2.3.3 化學(xué)平衡2.3.4 鹽的水解2.3.5 電化學(xué)反應(yīng)2.4 物質(zhì)的分類2.4.1 有機(jī)化合物2.4.2 無(wú)機(jī)化合物第3章 生命與遺傳3.1 生命的基本單位3.1.1 生命的定義3.1.2 生物是生命的存在形式3.1.3 細(xì)胞和胚胎3.1.4 生物化學(xué)3.1.5 細(xì)胞生物學(xué)3.2 生命的進(jìn)化3.2.1 生命（物）的多樣性3.2.2 生命（物）對(duì)環(huán)境的適應(yīng)3.2.3 傳統(tǒng)的生命進(jìn)化論——達(dá)爾文進(jìn)化論3.2.4 生命的進(jìn)化機(jī)制——變異與保存3.2.5 新陳代謝3.2.6 細(xì)胞物質(zhì)進(jìn)化3.2.7 人類進(jìn)化學(xué)說(shuō)3.3 生命進(jìn)化動(dòng)力——遺傳與變異3.3.1 遺傳的基本規(guī)律3.3.2 遺傳基礎(chǔ)——染色體的變化3.3.3 遺傳物質(zhì)——基因的奧秘3.3.4 人類特征形成與個(gè)體差異3.3.5 克隆與轉(zhuǎn)基因3.4 人類健康、毒品與艾滋病3.4.1 公民健康素養(yǎng)3.4.2 拒絕毒品3.4.3 遏制艾滋病第4章 環(huán)境與氣候4.1 生物與環(huán)境4.1.1 生物圈4.1.2 生物與環(huán)境的相互作用4.1.3 環(huán)境破壞和生物4.2 生態(tài)系統(tǒng)4.2.1 生態(tài)系統(tǒng)的概念和組成4.2.2 生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)4.2.3 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)4.2.4 城市生態(tài)系統(tǒng)4.3 環(huán)境資源4.3.1 人類生活、生產(chǎn)與環(huán)境4.3.2 資源與能源4.3.3 協(xié)調(diào)人類發(fā)展與環(huán)境的關(guān)系4.4 環(huán)境與氣候4.4.1 人類活動(dòng)對(duì)氣候的四種負(fù)效應(yīng)4.4.2 我國(guó)氣候與環(huán)境變化及其影響4.4.3 大氣環(huán)境保護(hù)第5章 地球、宇宙與空間科學(xué)5.1 宇宙的起源與未來(lái)5.1.1 人類探索宇宙的歷程5.1.2 我們了解的宇宙5.1.3 宇宙的起源一大爆炸宇宙論5.2 我們的家園——地球5.2.1 地球的運(yùn)動(dòng)5.2.2 地球的演化5.2.3 地球的內(nèi)外圈層5.3 空間技術(shù)的應(yīng)用與展望5.3.1 方興未艾的新興空間產(chǎn)業(yè)5.3.2 世界空間技術(shù)發(fā)展概況第6章 計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)6.1 電子計(jì)算機(jī)史話6.1.1 真正的“電子計(jì)算機(jī)之父”6.1.2 兩顆耀眼的巨星——阿蘭·圖靈和馮·諾依曼6.1.3 晶體管時(shí)代的到來(lái)6.1.4 百年帝國(guó)——IBM6.1.5 與巨人抗衡的DEC6.1.6 一顆奔騰的芯-一Intel6.1.7 軟件帝國(guó)——微軟6.2 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述6.2.1 認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)6.2.2 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和協(xié)議6.2.3 因特網(wǎng)6.2.4 局域網(wǎng)的組建6.3 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與社會(huì)6.3.1 網(wǎng)絡(luò)對(duì)當(dāng)今社會(huì)的有利影響6.3.2 網(wǎng)絡(luò)給社會(huì)帶來(lái)的負(fù)面影響6.3.3 如何正確面對(duì)網(wǎng)絡(luò)第7章 激光與納米技術(shù)7.1 激光概述7.1.1 激光簡(jiǎn)介7.1.2 激光的歷史7.2 激光的主要特點(diǎn)及應(yīng)用7.2.1 激光的主要特點(diǎn)7.2.2 激光的應(yīng)用7.3 納米技術(shù)概述7.3.1 納米概述7.3.2 納米材料7.3.3 納米技術(shù)7.4 納米技術(shù)發(fā)展情況7.4.1 納米技術(shù)的應(yīng)用7.4.2 納米技術(shù)和材料科學(xué)領(lǐng)域的幾項(xiàng)重大進(jìn)展第8章 農(nóng)業(yè)與制造技術(shù)8.1 高新技術(shù)與農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化8.1.1 農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的產(chǎn)生與發(fā)展8.1.2 農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的概念和基本特征8.1.3 農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化與高新技術(shù)8.2 無(wú)公害農(nóng)業(yè)的發(fā)展8.2.1 無(wú)公害農(nóng)業(yè)的產(chǎn)生和無(wú)公害農(nóng)業(yè)的概念8.2.2 國(guó)內(nèi)外無(wú)公害農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀8.3 機(jī)械制造與計(jì)算機(jī)技術(shù)8.3.1 機(jī)械制造的基本過(guò)程8.3.2 計(jì)算機(jī)輔助制造8.4 現(xiàn)代加工制造技術(shù)8.4.1 數(shù)控加工技術(shù)8.4.2 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造8.4.3 工業(yè)機(jī)器人8.4.4 超聲加工8.4.5 激光加工8.4.6 電火花加工

章節(jié)摘錄

　　2.一般方法　　科學(xué)的一般方法，指的是辯證思維方法及其延伸和深化——?jiǎng)?chuàng)造性思維方法。它既適用于自然科學(xué)、社會(huì)科學(xué)的科學(xué)研究，又適合于思維科學(xué)的科學(xué)研究，帶有一般的普遍性和共同性。常用的方法有辯證思維方法和創(chuàng)造性思維方法。　　辯證思維方法。此方法的基本內(nèi)容是根據(jù)對(duì)立統(tǒng)一規(guī)律，揭示、反映客觀事物的內(nèi)在矛盾及其發(fā)展變化的過(guò)程。在科學(xué)研究中，為了實(shí)現(xiàn)由感性認(rèn)識(shí)到理性認(rèn)識(shí)的升華，促進(jìn)理性思維的發(fā)展。做到概念準(zhǔn)確、判斷恰當(dāng)、推理符合邏輯，并進(jìn)而完成向?qū)嵺`飛躍。就必須自覺(jué)遵守辯證思維規(guī)律，運(yùn)用辯證思維的研究方法?？茖W(xué)的辯證思維方法，是一個(gè)整體，它由若干個(gè)既相互區(qū)別，又互相聯(lián)系的方法組成。其中主要有歸納與演繹、分析與綜合、抽象到具體、歷史與邏輯相統(tǒng)一等方法?！　?chuàng)造性思維方法。是指對(duì)現(xiàn)代思維的各種思維要素和思維形式、方法、類型等的綜合運(yùn)用，在已有知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行想象、概括、推理、拓展、再創(chuàng)造，進(jìn)而產(chǎn)生某種嶄新的思想、理論和產(chǎn)品（包括物質(zhì)產(chǎn)品與精神產(chǎn)品）的一種高級(jí)思維方法。創(chuàng)造性思維方法具有廣闊性、開(kāi)放性、新穎性、多樣性、靈活性、超前性和綜合性等特點(diǎn)。它包括發(fā)散思維、橫向思維、逆向思維、多路思維、立體思維、系統(tǒng)思維和集中思維等成分，是上述這些思維方式的綜合和具體運(yùn)用?！　?.具體方法　　具體方法是指各門具體學(xué)科和具體思想、工作、學(xué)習(xí)、生活的科學(xué)方法。這些科學(xué)方法涉及面廣，十分豐富?！　「鏖T具體學(xué)科的科學(xué)方法，包括自然科學(xué)、社會(huì)科學(xué)、思維科學(xué)和橫向科學(xué)中每門學(xué)科的科學(xué)方法。自然科學(xué)有物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)和地理學(xué)等科學(xué)方法；社會(huì)科學(xué)有政治學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、文學(xué)、美學(xué)和歷史學(xué)等科學(xué)方法；橫向科學(xué)有數(shù)學(xué)、控制論、信息論、系統(tǒng)論、耗散結(jié)構(gòu)論、協(xié)同論、突變論等科學(xué)方法?！　‖F(xiàn)代科學(xué)方法建立在實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn)過(guò)的科學(xué)理論的基礎(chǔ)上。任何一種理論都能在探索某些事物的本質(zhì)時(shí)，起提供思維的概念工具、確定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和程序的作用?？茖W(xué)方法伴隨著科學(xué)的興起而出現(xiàn)，兩千多年來(lái)經(jīng)歷了由低級(jí)到高級(jí)，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，由粗糙到精細(xì)，由貧乏到多樣化的發(fā)展過(guò)程。20世紀(jì)中期以來(lái)，由于一般科學(xué)方法在各個(gè)科學(xué)部門中的全面應(yīng)用，以及自然科學(xué)與社會(huì)科學(xué)在方法上的相互借鑒，導(dǎo)致現(xiàn)代科學(xué)的綜合化、整體化發(fā)展趨勢(shì)。科學(xué)方法已成為現(xiàn)代科學(xué)研究的靈魂。我們?nèi)绻莆樟艘恍┗镜目茖W(xué)方法，在學(xué)習(xí)、接受科學(xué)知識(shí)時(shí)，就能比不掌握科學(xué)方法要快得多、有效得多。　　科學(xué)方法不僅是科學(xué)探究、獲取未知領(lǐng)域真相的鑰匙，也是學(xué)習(xí)、接受、傳授已知領(lǐng)域知識(shí)的途徑和方法，更是揭露偽科學(xué)、反科學(xué)、弄虛作假等一切假象的工具。因此，作為當(dāng)代中職學(xué)生，掌握一定的科學(xué)方法十分重要。

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