科学教育的价值.ppt
《科学教育的价值.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《科学教育的价值.ppt(32页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、科学教育的价值高凌飚2007.3.9科学教育专题讲座第一讲Email:1科学与人类文明21.1 科学的产生和早期发展生产实践和人类自身具有的求知欲,促进了科学生产实践和人类自身具有的求知欲,促进了科学的萌芽。的萌芽。在谋求生存的长期斗争中,在从事农、牧业和手工生在谋求生存的长期斗争中,在从事农、牧业和手工生产以及医治疾病的过程中,不断地对自然进行观察,产以及医治疾病的过程中,不断地对自然进行观察,摸索并逐渐积累起有关自然现象的知识,形成了原始摸索并逐渐积累起有关自然现象的知识,形成了原始的自然科学。的自然科学。人的温饱得到初步的解决并开始有了闲暇,出于人类人的温饱得到初步的解决并开始有了闲暇,
2、出于人类天生的好奇心和求知欲,开始比较有系统地观察周围天生的好奇心和求知欲,开始比较有系统地观察周围的世界,进行归纳、清理,寻找其中的因果联系和变的世界,进行归纳、清理,寻找其中的因果联系和变化规律,逐步建立认识和解释自然现象的理论体系。化规律,逐步建立认识和解释自然现象的理论体系。古代科学的主要内容大多属于对现象的观察和描古代科学的主要内容大多属于对现象的观察和描述以及经验的总结,更多地依赖于直觉和思辨。述以及经验的总结,更多地依赖于直觉和思辨。古希腊古希腊中国春秋战国中国春秋战国 31.2 近代科学的产生和发展奠基时期奠基时期哥白尼哥白尼(Copernicus,1473-1543)和布鲁诺
3、和布鲁诺(Bruno,1548-1600)第谷第谷(Tycho,1546-1601)、开普勒、开普勒(Kepler,1571-1630)和笛卡儿(和笛卡儿(Descartes,1596-1650)伽利略伽利略(Galilie,1564-1642)对自然现象的初步的定性观察,不能作为科学理论的基础。必对自然现象的初步的定性观察,不能作为科学理论的基础。必须对现象加以分析,找出其基本的方面并加以测量,从中发现须对现象加以分析,找出其基本的方面并加以测量,从中发现隐匿着的数学规律性。隐匿着的数学规律性。一个理论的假说是否成立,最终要看它或它的推论是否符合实一个理论的假说是否成立,最终要看它或它的推论
4、是否符合实验的结果。验的结果。牛顿牛顿(Newton,1642-1724)力学三大定律力学三大定律万有引力定律万有引力定律微积分的创立,血循环的发现,显微镜的发明,化学微积分的创立,血循环的发现,显微镜的发明,化学元素概念的建立元素概念的建立4成熟时期成熟时期(1818世纪中叶以后直至整个世纪中叶以后直至整个1919世纪)世纪)物理学物理学热机的应用与热力学热机的应用与热力学能量的概念和能的转换与守恒的观点能量的概念和能的转换与守恒的观点光的波动说光的波动说杨杨(Young,1629-1695)对光的干涉现象的解释对光的干涉现象的解释菲涅耳菲涅耳(Fresnel,1788-1827)对光的干涉
5、和衍射现象的研究对光的干涉和衍射现象的研究傅科傅科(Foucault,1819-1868)对光在水中的传播速度的测定对光在水中的传播速度的测定电磁学电磁学库仑库仑(Coulomb,1736-1806)、安培、安培(Ampere,1770-1851)、奥斯、奥斯特特(Oersted,1777-1851)法拉第法拉第(Faraday,1791-1867)对电、磁现象之间的相互关系的对电、磁现象之间的相互关系的研究,研究,“电磁场电磁场”的概念的概念麦克斯韦麦克斯韦(Maxwell,1831-1879)经典电磁场理论经典电磁场理论赫兹对电磁波存在的证明赫兹对电磁波存在的证明(Hertz,1857-1
6、894)5化学化学拉瓦锡拉瓦锡(Lavoisier,1743-1794)氧化理论氧化理论道尔顿道尔顿(Dalton,1766-1844)原子论原子论盖吕萨克盖吕萨克(Gay-Lussac,1778-1856)和阿伏伽德罗和阿伏伽德罗(Avogadro,1776-1856)原子分子论原子分子论门捷列夫门捷列夫(,1834-1907)和迈尔和迈尔(Meyer,1830-1895)元素周期律元素周期律维勒维勒(Wohler,1800-1882)有机合成有机合成生物学生物学比沙比沙(Bichat,1771-1802)组织学说组织学说拉马克拉马克(Lamarck,1744-1829)进化论进化论施莱登施
7、莱登(Schleiden,1804-1881)、施旺、施旺(Schwann,1810-1882)和微耳荷和微耳荷(Virchow,1821-1902)细胞学说细胞学说达尔文达尔文(Darwin,1809-1882)进化论进化论6天文学方面,由于光谱学、光度学和照相术的天文学方面,由于光谱学、光度学和照相术的发展,发展,1919世纪以后人类的天文视野大为拓宽。世纪以后人类的天文视野大为拓宽。许多新星体不断被发现,对已知的星体及其运许多新星体不断被发现,对已知的星体及其运动也做了大量的观察和测量,发现了许多新物动也做了大量的观察和测量,发现了许多新物质和射线,积累了大量资料,为后来的恒星起质和射线
8、,积累了大量资料,为后来的恒星起源和演化的研究奠定了基础。源和演化的研究奠定了基础。地球科学方面的情况和天文学有点类似,各种地球科学方面的情况和天文学有点类似,各种探险活动和科学考察的展开,促进了相应的地探险活动和科学考察的展开,促进了相应的地图学、自然地理学和地质学的发展,并为图学、自然地理学和地质学的发展,并为2020世世纪的大突破做了准备。纪的大突破做了准备。7 总结起来,近代科学从文艺复兴开始,随着总结起来,近代科学从文艺复兴开始,随着工业革命和资产阶级自由民主运动的深入而不断工业革命和资产阶级自由民主运动的深入而不断发展,到了发展,到了1919世纪,可以说是经典科学成熟和收世纪,可以
9、说是经典科学成熟和收获的世纪。多个学科从萌芽到发展,积累了大量获的世纪。多个学科从萌芽到发展,积累了大量的科学知识,形成了一套严整的科学方法,并且的科学知识,形成了一套严整的科学方法,并且从被动地反映生产和生活的需要变成主动地探索从被动地反映生产和生活的需要变成主动地探索世界,从短视的功利的变为追求永久的真理,从世界,从短视的功利的变为追求永久的真理,从哲学和技术的附庸变成推动思辨哲学和生产技术哲学和技术的附庸变成推动思辨哲学和生产技术发展的动力。其中最伟大的两座高峰是麦克斯韦发展的动力。其中最伟大的两座高峰是麦克斯韦的电磁理论和达尔文的生物进化论,各自揭示了的电磁理论和达尔文的生物进化论,各
10、自揭示了物理现象和生命现象的内在统一性,显示了自然物理现象和生命现象的内在统一性,显示了自然科学理论的巨大综合威力,使人类的思想和生活科学理论的巨大综合威力,使人类的思想和生活发生了翻天覆地的变化。发生了翻天覆地的变化。81.3 现代自然科学的发展 物理学的革命物理学的革命从两朵乌云到相对论从两朵乌云到相对论以太漂移问题以太漂移问题能量均分定理能量均分定理狭义相对论爱因斯坦狭义相对论爱因斯坦(Einstein,1879-1955)广义相对论广义相对论量子力学的诞生量子力学的诞生“黑体辐射黑体辐射”“紫外灾紫外灾”普朗克普朗克(plack,1858-1947)“能量子能量子”的概念的概念爱因斯坦
11、进一步提出光的量子理论和光的波粒二象性爱因斯坦进一步提出光的量子理论和光的波粒二象性德布罗意德布罗意(V.de Broglie,1892-1987)物质波的概念物质波的概念海森堡海森堡(Heisenberg,1901-1976)、薛定谔、薛定谔(Schroedinger,1887-1961)提出统计确定性,在此基础上创立了量子力学提出统计确定性,在此基础上创立了量子力学9物理学方面的其他重大发现物理学方面的其他重大发现原子核人工嬗变和质子、中子以及一系列基本粒子的发现原子核人工嬗变和质子、中子以及一系列基本粒子的发现人工核裂变和聚变,原子能和放射性的应用人工核裂变和聚变,原子能和放射性的应用晶
12、体的结构分析和凝聚态物理的建立晶体的结构分析和凝聚态物理的建立半导体物理和技术的发展半导体物理和技术的发展磁性物理的建立和发展磁性物理的建立和发展超高温、超低温、超高压条件下物质特性和现象的研究超高温、超低温、超高压条件下物质特性和现象的研究地球科学地球科学魏格纳魏格纳(Wegener,1880-1930)的大陆漂移学说的大陆漂移学说板块结构学说板块结构学说天文学天文学勒梅特勒梅特(Lemaitre,1894-1925)的宇宙膨胀模型的宇宙膨胀模型伽莫夫伽莫夫(Gamov,1904-1968)的宇宙大爆炸模型的宇宙大爆炸模型10化学化学在物理学革命带动下的理论重构在物理学革命带动下的理论重构新
13、元素的发现,各种同位素的发现新元素的发现,各种同位素的发现现代化学键理论的建立和络合物化学键理论的现代化学键理论的建立和络合物化学键理论的建立建立分子结构的研究分子结构的研究化学热力学、化学动力学、溶液理论、催化理化学热力学、化学动力学、溶液理论、催化理论、电子转移理论的发展论、电子转移理论的发展化学分析技术的进步化学分析技术的进步化学与其他学科的结合化学与其他学科的结合11生物学生物学生物化学的建立和对组成生命的蛋白质、核酸、淀粉、生物化学的建立和对组成生命的蛋白质、核酸、淀粉、纤维素等物质的研究纤维素等物质的研究DNA(脱氧核糖核酸)的发现(脱氧核糖核酸)的发现福尔根福尔根(Feulgen
14、,1884-1955)、卡斯佩尔森卡斯佩尔森(Caspersson,1910-)艾弗里艾弗里(Avery,1877-1955)沃尔森沃尔森(Watson,1928-)和克里克和克里克(Crick,1916-)阐明了阐明了DNA双螺双螺旋结构旋结构奥乔亚奥乔亚(Ochoa,1905-1993)和科恩伯格和科恩伯格(Kornberg,1918-)发现了发现了RNA和和DNA生物合成的机理,在此基础上实现了基因自我复生物合成的机理,在此基础上实现了基因自我复制制霍利霍利(Holley,1922-)、阿拉那、阿拉那(Khorana,1922-)和尼伦伯格和尼伦伯格(Nirenberg,1927-)对对
15、DNA遗传密码的破译遗传密码的破译遗传学和进化论的革命遗传学和进化论的革命基因工程学的出现基因工程学的出现分子生物学和细胞生物学的建立分子生物学和细胞生物学的建立121.4 科学与技术的结合科学依赖于技术和思辨哲学的时期:古代科学依赖于技术和思辨哲学的时期:古代科学独立的时期:文艺复兴以后科学独立的时期:文艺复兴以后科学引领技术的时期:从电磁学的研究到科学引领技术的时期:从电磁学的研究到电气时代电气时代科学与技术结合的时期:科学与技术结合的时期:基础科学应用科学技术基础科学应用科学技术1320世纪重大科技进步电子学的发展电子学的发展真空管真空管晶体管晶体管集成电路集成电路微电子技术和纳米电子技
16、术微电子技术和纳米电子技术电子计算机的诞生和迅速发展电子计算机的诞生和迅速发展19461946年计算机问世年计算机问世19511951年第一代计算机年第一代计算机UNIVAC IUNIVAC I19591959年第二代计算机(晶体管计算机)年第二代计算机(晶体管计算机)19641964年第三代计算机年第三代计算机IBM386IBM386系列系列19801980年第四代计算机(大型通用机)年第四代计算机(大型通用机)巨型机:峰值处理速度高达巨型机:峰值处理速度高达5 5300Gflops(10300Gflops(10次浮点运算次浮点运算/秒秒),存,存储容量多达储容量多达1-32GB(101-3
17、2GB(10亿字节亿字节)微型机:在微型机:在1111平方英寸芯片上汇集包含平方英寸芯片上汇集包含1 1亿个晶体管,时钟频率亿个晶体管,时钟频率为为250MHz250MHz,处理速度为,处理速度为2000Mips2000Mips和和1000Mflops1000Mflops的处理器。的处理器。14软件技术软件技术计算机软件语言计算机软件语言第一代:面向机器语言和汇报语言的低级语言第一代:面向机器语言和汇报语言的低级语言第二代:面向过程非结构化的高级语言第二代:面向过程非结构化的高级语言(ALGOL 60,COBOL,FORTRAN,BASIC)第三代:面向过程结构化的高级语言第三代:面向过程结构
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 科学 教育 价值
限制150内