科学、技术与社会的关系
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科学、技术与社会的关系
          本领域包括科学史、技术设计、当代重大课题三个主题,在教材编写和教学中,应渗透到各领域的内容之中。通过学习这部分内容,学生将了解科学技术的发展,了解科学与技术、科学与社会、技术与社会之间的互动关系,了解技术设计的过程,认识科学技术对社会发展的影响,了解科学技术是第一生产力,形成可持续发展的意识。

  主题1 科学史

  (一)科学史在科学课程中的地位与作用 

  1.提供重要的科学事实、概念、原理、方法以及技术发明的历史背景、现实来源和应用。这些内容有助于启发学生的思维,加深学生对所学科学知识的理解;有助于促进学生对科学、技术与社会相互关系的理解,进而使学生感受科学在人类文化与社会进步过程中的地位和影响,认识到科学是一种生动的、基本的人类文化活动,引导他们重视科学在当代社会发展中的作用,并且关注科学各领域之间的内在联系。   2.通过科学史有关内容的介绍,使学生感受到科学是一个开放的、不断发展的系统,但在广度和深度上不断发展,而且已有的结论也可能被修正,科学是一个永远不会完结的过程。

  3.通过对科学史上一些重大发现、发明过程的介绍以及一些简单而典型的著名案例的学习,激发学生对科学的兴趣,培养他们的探索精神和科学态度,促进和改善学生对相应的科学思想方法的理解,进而了解科学的本质,培育科学精神。

  4.通过历史上的一些著名的反例,从反面给学生以强烈的震撼,加深他们对相应问题的理解,培养严谨缜密的科学思维;通过一些科学家犯错误、遭遇挫折和失败的例子,引导学生正确看待学习过程中遇到的困难,增强信心和勇气;通过对科学思想形成中的曲折与艰辛以及那些伟大的探索者的失败与成功的介绍,使学生进一步体会科学的丰富人文内涵。

5. 应当强调指出,在义务教育阶段的科学课程中引入科学史,主要是作为学生学习科学的一种途径和手段,科学史不应作为新的知识点来考核,其教学效果应当通过学生对相关科学知识的理解、对科学过程与方法的理解以及学生科学态度、情感与价值观的培育来体现。

(二)科学史进入科学课程的基本方式

  1.作为引入新知识的背景材料。

  例如,问题的提出、解决与发展,概念的提出与发展,重大科学事实的发现,重要科学规律、原理、方法的建立、应用与发展,理论体系的建立,新的分支学科的诞生。

  2.作为例题与习题。

  3.作为相关资料插入。

  例如,对与教学内容相关的历史人物及著作的简单介绍。

  4.作为扩展性阅读材料。

  5.作为科技活动素材。

  (三)本《标准》所涉及的部分科学史料举例

  下表所列科学史料有些已在相应内容标准中给出,所列内容只是初步的建议,给教材编写人员和教师留有选材和具体处理的充分余地。

分领域内容
相关的科学史材料
知道细胞是生命活动的基本单位(参见第14页)。

感受观察工具的使用及发展对提高人类认识自然的能力的作用(参见第14页)。

描述人体循环系统的结构和血液循环(参见第17页)。

了解细菌、真菌的主要特点(参见第17页)。

列举植物的感应性现象,了解植物生长素发现的历史,体验科学发现的过程(参见第18页)。

说出遗传物质的作用,认识DNA、基因和染色体的关系,举例说明基因工程;用彩色回形针制作DNA双螺旋结构模型(参见第20页)。

了解达尔文进化论的主要观点(参见第20页)。

说出七大营养素的作用,建立平衡膳食的观念(参见第21页)。

了解传染病的特点、传播三环节及预防措施(参见第21页)。

说明氧气、二氧化碳等重要物质的主要性质和用途(参见第24页)。

举出金属冶炼发展的历程对社会进步的作用及对环境影响的典型例子;查阅人类使用金属的历史资料(参见第24页)。

了解原子结构模型及其在历史上的发展过程,体验建立模型的思想(参见第26页)。

认识元素周期表的重要意义和科学家创造性思维的作用;阅读元素周期表的发现及应用的典型历史事实的资料(参见第27页)。

了解牛顿第一定律,能用惯性解释有关的常见现象(参见第29页)。

通过力学发展史中的典型事例领悟科学精神(参见第29页)。

通过了解电磁知识在技术中的应用和电磁学发展史中的典型事例,认识电磁感应现象的发现对社会发展的作用(参见第30页)。

了解我国古代在光学和声学方面取得的成就,增强爱国主义情感(参见第31页)。

了解能量转化与守恒定律。通过对能量转化与守恒定律发现史的学习,领悟科学思想和科学精神(参见第32页)。

查阅有关放射性发现的史料(参见第33页)。

查阅核反应堆、原子弹、氢弹发明的史料(参见第33页)。

举办有关爱因斯坦生平的讲座(介绍质能关系等内容)(参见第33页)。

使用星图(或天球仪)观测四季的星空(参见第34页)。

识别若干著名的恒星与星座(参见第34页)。

知道人类飞向太空的历程和对月球与行星的探测(参见第35页)。

了解地心说到日心说的发展,领悟科学家追求真理的精神(参见第35页)。

收集与交流中国天文学成就的资料(参见第35页)。

认识地壳是变动的,知道火山和地震是地壳运动的表现(参见第36页)。

知道板块学说的要点,领悟假说在科学发现中的重要作用(参见第36页)。

讨论能源技术发展对社会进步的作用(参见第43页)。

关注现代农业技术对提高农业生产力的作用(参见第43页)。

施莱登、施旺与细胞学说的建立。

望远镜、显微镜的发明。

哈维与血液循环的发现。

巴斯德与微生物学的建立。

人类认识植物感应性现象和发现植物生长素的简要历史线索。

沃森、克里克与DNA双螺旋结构的发现。

达尔文与进化论。

埃伊克曼、芬克与维生素B1的发现。

弗莱明、钱恩、弗劳雷与青霉素的发明。

氧气的发现与拉瓦锡的燃烧理论。

贝塞麦、西门子、托马斯。

道尔顿、卢瑟福、玻尔等。

门捷列夫

伽利略的有关工作与生平;牛顿及其《自然哲学的数学原理》。

阿基米德:杠杆原理、浮力原理;帕斯卡对大气压强的测量。

欧姆、法拉第、麦克斯韦、赫兹。

《墨经》中关于小孔成像的记述;朱载土育的声学研究成就;天坛。

能量守恒定律的发现史。

居里夫妇。

奥本海默与曼哈顿工程。

爱因斯坦与相对论。

古代的著名星图。

国际标准星座的由来;中国古代的二十八宿。

万户与中国古代火箭等;我国第一颗人造地球卫星发射成功以来在航天事业上的成就;阿波罗登月。

托勒密、哥白尼、布鲁诺。

中国古代天文学历史。

张衡创制地动仪。

从魏格纳的大陆漂移说到板块学说。

李四光利用地质学理论寻找石油。

袁隆平的杂交水稻。


主题2 技术设计

  技术是人们根据一定的工艺知识、技术期望、工具仪器设备、能源和材料去进行改造世界的社会实践活动。

  技术与科学既有区别又有联系。科学是人们认识自然界的一种活动,它的成果是科学理论的发现,其途径是科学探究;而技术则是人们改造世界的一种社会实践活动,它的成果是新产品或新工艺的发明,其途径的核心部分是技术设计。科学理论常常可以转化为技术原理,科学促进技术发展,技术又为科学的发展提供有力的支撑,随着时代的发展与科学技术的进步,科学与技术的关系日益密切。

  技术设计是技术活动(技术发明与技术改进)的核心环节。技术设计能力是技术创新和实践能力的重要组成部分。为21世纪提供技术创新的人才支撑,必须注重从义务教育阶段开始培养学生的技术设计能力。在科学课程中,并不设置独立的技术设计章节,但在一些科学探究活动中会涉及教具、仪器的制作,解决实际问题方案的制定等,这实质上都涉及到技术设计的问题。因此应将有关技术设计的教育有机地贯穿其中。 

  技术设计的模式是多种多样的。设计活动过程主要包含如下的环节:

  1.确定一个技术课题。

  2.提出设计建议,形成不同的解决方案,并对其作出选择。

  3.实施解决方案。

  4.评价方案及结果。

  5.交流方案、问题及结果。

  应该通过具体的案例教学(参见案例10和案例13),培养学生的技术设计能力。

  主题3 当代重大课题

  本主题所述的内容,涉及到科学与技术在社会经济生活等领域中的重要应用。它们既体现了科学技术对社会的正面影响,也涉及到技术对社会的负面影响,它们都是我国当前社会经济发展面临的重大课题。本主题带有很强的综合性,是学生学习分析综合性问题的重要内容。

  通过本主题学习,学生将形成关注环境、资源等社会重大问题的意识,增强社会责任感,知道应当用科学的原理和方法解释自然现象和解决生活中遇到的实际问题,逐步养成科学的生活态度与习惯。

  (一) 环境与资源

具体内容目标
活动建议
1.关注本地区资源的特性与合理开发利用的措施,包括能源、矿产资源、水资源、土地资源、生物资源等。

2.了解以下环境污染的危害性与防治措施:

大气污染与防治:酸雨、汽车尾气、粉尘(可吸入颗粒物);

水体污染与防治:富营养化、工业废水、生活废水;土壤污染与防治:固体废弃物。

3.知道我国自然灾害的概况和减灾防灾的措施,如水旱灾、风灾、地震、虫灾、滑坡、泥石流、沙尘暴。

4.了解可持续发展的思想及其意义。

讨论能源技术发展对社会进步的作用;调查当地开发利用生物质能的技术。

模拟降雨流水对土壤的影响;测定雨水的pH值,调查当地酸雨的状况;搜集氟利昂对臭氧层的危害的资料;调查当地污水处理的方法。

讨论种草、植树造林在减灾防灾中的作用。

  (二)现代农业与基因工程

具体内容目标
活动建议
1.关注现代农业技术(集约化农业、设施农业、生态农业)对提高农业生产力的作用。

2.列举基因工程技术在农业上的应用。

讨论在农村发展生态农业的必要性;

通过收集资料撰写有关基因工程技术在提高作物产量和质量方面的汇总材料;调查本地区现代农业技术的使用状况。

  (三) 通信与交通

具体内容目标
活动建议
1. 关注现代通信技术对科学、技术和社会经济发展的影响。

2.关注交通工具的发展对人类生活方式和经济发展的影响。

调查学生家庭近十年通信手段的变化;收集和交流交通工具的发展对人类生活方式和经济发展影响的资料;

收集和交流有关信息高速公路对经济影响的资料。

讨论大城市中发展私人小汽车的利与弊。

  (四) 材料

具体内容目标
活动建议
举例说明以下的传统材料和新型材料对人类生活方式和生活质量的影响,对社会经济发展的影响,以及对环境的影响。

常用的传统材料:钢铁、铜、铝、水泥、橡胶、陶瓷、玻璃、塑料、玻璃钢等。新型材料:稀土材料、超导材料、特种纤维、纳米材料等。

调查某一常用材料在生产和生活中的应用。

调查了解生活中遇到的传统材料和新型材料;收集材料技术发展对社会进步作用的资料;

通过你所熟悉的实例讨论生产使用塑料制品的利与弊。

  (五) 空间技术

具体内容目标
活动建议
1.关注航天器技术(例如运载火箭、人造卫星、载人航天飞船、航天飞机、空间站)的基本功能及其应用。

2.关注空间资源开发和空间环境保护的概况。

3.关注空间技术对改善人类物质生活水平的作用。

了解我国气象卫星的作用;了解卫星通讯的特点和作用;收集和交流我国空间技术发展状况的资料

收集和交流空间技术在生产和生活中的应用及其前景的资料。

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