自然科学基础课程教学大纲 中央电大教务处教学管理科2010年09月06日第一部分大纲说明一、课程性质自然科学基础是中央广播电视大学开放教育专科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（自然地理部分）的基础知识及其应用加以综合，理论联系实际（社会生活实际、小学教育实际），体现应用性和针对性。二、课程目的和教学要求课程目的：通过学习，使学员获得必要的自然科学的基础知识，开阔眼界，使其有利于现代生活的应对和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，提高分析问题的能力；通过一些科学活动训练，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。教学要求：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、地的内容少而精地整合。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，并加以综合处理。让学员了解自然科学的发展简史，理解自然科学的主要研究方法，掌握必要的自然科学的基本原理与实际应用。三、课程的教学要求层次教学要求中，有关概念的内容按“知道、了解、理解”三个层次要求；有关原理和原则等内容按“会、掌握、熟练掌握”三个层次要求。四、教学方法与教学形式建议本课程是以远程教学形式进行教学，各教学点应以“自学和辅导”相结合的方法实施教学，教学形式以“自学、课堂辅导、学习小组讨论”等形式进行。第二部分媒体使用和教学过程建议一、学时分配自然科学基础课程安排一个学期。本课程为4学分，共72学时。具体学时分配见下表：教学内容学时媒体引言不断创新的科学1文字教材第一章物体的运动和力6文字教材、录像教材、IP课程第二章分子运动和物态变化8文字教材、录像教材、IP课程第三章声和光5文字教材、录像教材、IP课程第四章电和磁8文字教材、录像教材、IP课程第五章物质的分类和组成4文字教材、录像教材、IP课程第六章化学反应10文字教材、录像教材、IP课程第七章生物多样性8文字教材、录像教材、IP课程第八章生命活动及调节6文字教材、录像教材、IP课程第九章生物的遗传和进化6文字教材、录像教材、IP课程第十章地球 太阳系和宇宙9文字教材、录像教材、IP课程结束语科学和教育1文字教材二、多种媒体教材的总体说明根据本课程的性质和特点及远程开放教育的需要，本课程拟采用文字教材、录像教材、IP课程三种教学媒体进行教学。三者密切配合，互为补充，相辅相成。它们所承担的任务分别是：1文字教材的编写按章排序。文字教材是基础教学媒体，也是主要教学媒体，它承载全部教学内容，是其他教学媒体的主要依据。2对于文字教材中须用电视手段才能最完善地表现教学内容，最有效的帮助学员深化、理解的重难点，用电视媒体辅助教学。3IP课件与文字教材相对应，主要针对本课程教学的重点、难点内容作系统精讲，理清脉络，以便学员把握教学重点尽快掌握知识。同时便于有条件地区的学员利用现代远程教育技术根据自己的需要有选择地进行开放式的自主学习。三、教学环节1文字教材文字教材是学员学习的主要用书，包括课程的主要内容，是教和学的主要依据。2录像教材录像教材是重要的教学环节，是学员获得本课程知识的重要方法之一。直观形象的电视课，将帮助学员扩大视野，提高科学素养。录像教材可以制成VCD光盘，VCD光盘是学员获得本课程知识和自主学习的重要方式之一。3自学与面授助学学员可以通过自学、收看电视课、也可以通过IP课件进行学习，各地可以采取灵活多样的助学方式，帮助学员学习。如疑难解答，定点定时的章节讲解、帮助学员批改作业等。面授助学要服从于教学大纲、文字教材和录像教材，采用讲解、讨论、答疑等方式。4考核本课程采用形成性考核和期末终结性闭卷考试相结合的方式。第三部分教学内容与教学要求引言不断创新的科学一、教学内容：1作为探究新事物的科学。科学概念的内涵：科学是知识；科学是知识体系；科学是一项事业。科学文化的内涵：科学知识、科学方法、科学思想、科学精神。2科学发展的几个主要里程碑。10位有代表性的科学家：哥白尼、牛顿、法拉第、赖尔、达尔文、诺贝尔、门捷列夫、齐奥尔科夫斯基、爱因斯坦、卡逊。9大重要科技进展：产业革命、化工技术革命、生物工程开创、电力技术革命、原子能应用的开始、石油化工技术开发；电子计算机问世、空间技术发展、分子生物学开拓。3主要的科学方法。二、教学要求1了解科学文化的内涵。2理解科学是怎样不断创新的、理解主要的科学方法。三、重点难点重点: 主要的科学方法。难点：实验方法的设计和实验结果的整理。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，可配合录像带和IP课件。第一章物体的运动和力一、教学内容1机械运动参考系、认识运动的重要方法测量，有效数字和误差，竞技运动（体育比赛）。大气运动、气象知识。2力惯性、质量和密度，二力平衡，动量、动量定理（火箭发射、喷气推进），万有引力定律（超重、失重），压强、血压，各种各样的力。3功和能简单机械功和能的概念，功率和功的原理，生活中常见的机械（起重机等）。二、教学要求1了解描述运动的相对性，了解重力、浮力、大气压强，了解地球上各种动物的运动速率、月球的运动、天体的运动。2理解位移、速度和加速度，理解牛顿定律。3掌握力的有关计算、动量原理、测量工具和仪器的使用。三、重点难点重点：本章是学科的基础，所有概念均要求理解，实验方法要求掌握。难点：力的分析和纠正错误概念，弄清模糊概念。四、教学建议通过各种测量工具的使用，弄清大气压强、血压，液体密度，精密天平的原理，深化对运动和力的概念的理解。运用音像教材和讨论，化解难点的理解。第二章分子运动和物态变化一、教学内容1分子运动理论的普遍性、温度和热量。一切物质都是由分子组成的。温度、温标，热量和比热容。2物态变化物质的几种凝聚态间的转化。3热力学第一定律物体内能的改变，热力学第一定律，各种各样的能源，能的转化和守恒定律。4热力学第二定律热机效率，热力学第二定律。二、教学要求1了解自然界的物态变化现象。2理解分子运动的普遍性。3掌握能的转化和守恒定律。三、重点难点重点：测能仪器的基本原理，人体的体温调节。难点：微观概念的建立。四、教学建议1观察日常生活中物质凝聚态间的转化和实际意义。2通过各种能量转化的计算理解能的各种效应。第三章声和光一、教学内容1声机械振动和机械波、声音的传递，听觉，声音现象，有关高新科技。2光光波、光的反射和折射定律，物体的颜色，照度和亮度，视觉，光学仪器，有关高新科技。二、教学要求1了解光现象、声现象及其在人类生活实践中的应用，了解信息及其处理。2理解光、声的有关定律。3掌握有关光声仪器的使用，人眼和耳的保护。三、重点难点重点：有关光的反射、折射定律。难点：折射率，产生全反射的条件。四、教学建议1通过投影仪，音像教材和仪器的使用学习透镜成像的规律和成像的性质。2从各种影片了解音、像高科技手段在现代生活中的广泛应用。第四章电和磁一、教学内容1电流和电路电荷、电场、电路元件、欧姆定律、电池、电化学。2电功和电功率电功、焦耳定律、电功率、安全用电。3电磁现象磁场、电磁感应定律、电动机、发电机。4电磁波、信息技术的数字化二、教学要求1了解电、磁现象及其在人类生活实践中的应用。2理解电、磁学的有关定律和简易电路设计图。3掌握有关电磁仪器及设备的使用和安全作业。三、重点难点重点：有关电路的设计和定律。难点：电磁感应定律。四、教学建议1通过电、磁音像教材的应用，了解其有关原理。2通过各种实践活动掌握电磁测量仪器，设备的安全处置。第五章物质的分类和组成一、教学内容1空气和水空气组成、空气与生活的密切关系。水的组成，水溶液与生命，重要的水溶液体系。2金属 非金属 无机化合物黑色金属和有色金属（铁、铝、铜）；非金属（碳、硫、磷）；合金（钢铁）；无机化合物（氧化物、酸、碱、盐）。3有机物食品中的重要物质；药物中的重要物质；高分子物质（塑料、化纤、合成橡胶）。二、教学要求1了解重要的自然资源，如常见的非金属、金属的开发利用。2理解合金、金属腐蚀与防护的方法，理解高分子材料的合成、性能和应用。3掌握煤、石油、天然气等能源物质的重要性质。三、重点难点重点：空气和水的污染。难点：有机物的分子结构式。四、教学建议1通过水质的监测实验及其他活动，了解环境污染现象的普遍性。2以我国自然资源现状为主，了解我国资源分布的优势与缺失。第六章化学反应一、教学内容1化学反应的类型几种常见的化学反应、氧化还原反应与生命活动、聚合反应。2化学反应中的能量转换燃烧和爆炸、化学反应的控制、化学反应与安全、绿色化学。3化学反应的定量研究摩尔概念、化学反应方程式的平衡、质量守恒定律、化学反应的速率、化学平衡。4化学反应的实质原子结构、元素周期律、化学键。二、教学要求1了解原子结构和常见的化学反应。2理解化学键和分子结构，元素周期律，化学与安全的密切关系，绿色化学。3掌握元素周期表的应用，溶液浓度的计算，有关化学安全知识。三、重点难点重点：原子结构和分子结构。难点：化学计算、化学平衡。四、教学建议1通过安全手段的运用，重视化学对国家安全、社会安全、个体安全的意义，及绿色化学。2通过简单的定量分析实验，理解化学作为一门精确科学的意义。3学习看化验报告单，理解浓度范围的意义。第七章生物多样性一、教学内容1生命的物质基础和结构基础生物的基本特征、生命的物质基础、生命的结构基础。2生物多样性的层次物种、种群和品种、生态系统；遗传多样性，物种多样性，生态系统多样性。3生物多样性的价值直接使用价值、间接使用价值、潜在使用价值。4生物多样性的保护生物多样性面临的威胁、生物多样性的保护方法。二、教学要求1了解生物的基础特征。2理解生物多样性的层次和价值。3掌握生物多样性的保护。三、重点难点重点