《科学的本质》PPT课件.ppt

第二章 科学的本质与生物学素养,2023/7/28,2,本章学习目标：1用自己的话解释科学的本质和特征。2举例说明科学的不同维度。3描述一个具有科学素养的人。,科学哲学家查尔斯沃思说：“什么是科学？如果没有人问我，我知道；但当我要向发问者解释时，我就不知道了。”,第一节 关于自然科学,一、自然科学的本质和特征,2、定量化,1、观察与实验,3、人们在研究自然界的过程中对预期的要求,4、科学过程,5、在自我更正的过程中积累,定量化、精确的测量，以及充分使用数学的方法，是自然科学的特征之一。,通过精确的对照实验来探究问题，是自然科学的突出特征。,科学的真理不应在古代圣人的蒙着灰尘的书上去找，而应该在实验中和以实验为基础的理论中去找。一切推理都必须从观察与实验得来。-伽利略（意大利）,“孟德尔第一定律”和“孟德尔第二定律”,揭示了生物遗传的基本规律,遗传学的奠基人,观 察,实 验,定量化,检 验,科学过程,1.确认和表述问题；2.根据问题提出假设；3.为检验假设而寻找证据4.根据证据来评价假设的真实性，如有必要，对假设进行修改；5.得出结论，并将结论应用于解决相似的问题之中。,（探究）,二、自然科学的四个维度,科学是一个知识体系，科学是一系列的思维方式，科学是一套探究的方法，科学要与技术和社会相互作用。,动物学家康拉德洛伦茨在其著作灰雁的时代中写道：“当我一连几个小时坐在沙滩上-和我的鹅群呆在一起或坐在家里的热带鱼缸前-几乎每时每刻都有出乎我意料的现象发生。我不能马上解释这些新奇的现象，但他们确实引发我去进行更加深入的观察，同时更频繁地着手进行研究”,科学求真，是立世之基；人文求善，是为人之本，是民族存亡之根。,解决自然界问题,提出假设,实验,观察,第二节 科学素养与生物科学素养,一、科学素养的概念,科学素养是指一个人对自然科学领域中核心的基础内容的掌握情况,自然科学的核心基础包括：学生理解基本科学现象、规律，以及科学原理是如何用于技术领域之中的；学生以在学校的学习为基础，形成终身学习的基本能力和习惯；学生能够理解或解释发生在身边的科学现象；学生能够形成正确的态度、情感、价值观和科学的世界观，并以此来指导自己的行为；学生应掌握一系列的相关技能，包括操作技能、科学探究一般技能、比较、判断、分析和推理等思维技能，以及创造性和批判性的思维方式。,公众科学素养调查,公众科学素养由三部分组成：一是对科学知识的基本了解程度；二是对科学方法的基本了解程度；三是对于科学技术对社会和个人所产生的影响的基本了解程度。美国、日本、加拿大、原欧共体成员国等发达国家对进行集科学性、社会性和基础性为一体的公众科学素养的调查工作十分重视，经常和定期地对本国公众科学素养状况进行调查、分析和评估，并积累了大量的连续数据，为国家科技进步、社会经济发展有关决策打下了坚实基础。我国自世纪年代初开始借鉴国外公众科学素养调查的指标体系和调查经验，逐步开展了有关调查工作。,中国公众科学素养调查结果：每百个中国人仅3人达标,中国科协在科技会堂发布了国民科学素养调查结果报告。2010年中国具备基本科学素养的公民比例达到3.27%。尽管这一比例比之前的1.6%提高了到1.67个百分点。但这个水平只相当日本、加拿大和欧盟等主要发展国家和地区20世纪80年代末90年代初的水平。,在调查公众对封建迷信相信的程度时发现：高达20.4%的公众相信（包括很相信和有些相信）“求签”；26.6%的人相信“相面”；14.75%的人相信“星座预测”；4.8%的人相信“碟仙或笔仙”；22.3%的人相信“周公解梦”。,科学素养包括了两个不同的方面：一方面是对科学知识、态度情感价值观及科学技能的掌握情况；另一方面是在已有基础上提高自己科学素养的能力。,科学素养最基本的含义是指学生能够合理地将所学到的科学知识运用到社会及个人生活中。,二、具有科学素养的人,1.具有良好的科学态度和科学情感，包括探索自然的好奇心和求知欲、科学的价值观念、对科学学习的正确态度；2.掌握了科学的基本概念和原理；3.具有基本的科学探究能力，及对事物的观察能力，思考问题的能力，创造性地解决问题的能力，具有批判性思维的能力及在团队中的合作能力等。,一个人科学素养的具体地表现：阅读科技文章，倾听并参与科学问题讨论，能将所学知识用于解决现实生活中的问题，熟悉常见的自然现象及其规律，了解科学原理在实用技术中的应用等。,（一）生物科学素养的内涵,生物科学素养是指参加社会生活、经济活动、生产实践和个人决策所需的生物科学概念和科学探究能力，包括理解科学、技术与社会的相互关系，理解科学的本质以及形成科学的态度和价值观。它反映了一个人对生物科学领域中核心的基础内容的掌握和应用水平，以及在已有基础上不断提高自身科学素养的能力。,三、生物科学素养,现实与反思,某林场的烧柴,某林场的烧柴,某林场的烧柴,刘海洋伤熊事件,刘海洋伤熊事件,2002年2月23日，清华大学电机系四年级学生刘海洋为“考证黑熊嗅觉是否灵敏”，在北京动物园用硫酸泼向黑熊，涉嫌以故意毁坏财物罪，被北京西城公安机关依法刑事拘留一个月。他于3月26日被取保候审。,刘海洋伤熊事件,近日，在北京动物园里，五头受伤的熊中伤势最轻的棕熊已经和游人见面了，但脾气已经有了很大的改变。,刘海洋伤熊事件,因用硫酸泼熊而在社会上引起轩然大波的清华大学电机系四年级学生刘海洋，日前被学校处以留校察看处分,刘海洋伤熊事件,3月28日北京电台广播了一条新闻：伤熊学生刘海洋通过律师，就自己的行为向全国人民道歉，向被伤害的黑熊道歉。,黑熊无言，也不可能接受人类的道歉。向黑熊道歉，其实是向人类自己道歉，向我们的环境道歉。这是良知的复苏，是心灵的忏悔，也是对愚蠢和无知的反思。,刘海洋事件给你什么启示？,“刘海洋认为他最喜欢的是生物，为什么他反而去伤害生命呢？”,令人感到意外的是，刘海洋称他从小就喜欢小动物，小时候还养过一只鹦鹉。在大学读机电系的刘海洋对所学专业兴趣一般，对生物学特别感兴趣。但既然喜欢动物为什么又要摧残动物？“从书上看到熊的嗅觉特灵敏，我就想试一下，第一次用火碱没看到熊的反应；一个月后又想试验一下熊对硫酸有什么反应，但没想到后果这么严重。当时看到熊那么痛苦，我心里也慌了。”可悲的是，刘海洋身为著名高等院校四年级的学生，却说当时并不知道其行为是违法：“我们一上大学就学了法律基础课，学了民法和刑法等，但我只知道猎杀野生动物违法，但用试剂烧动物园里的动物是不是违法就不清楚了，但现在知道是违法了。”,刘海洋认为他最喜欢的是生物。比之数理化，比之电机，这是一个与有机的生命最为密切的学科，那么，为什么他反而去伤害生命呢？中学生物课讲授的内容，从植物、动物到人，再到DNA、细胞、遗传变异等，注重的是知识层面的介绍，缺少的是那种把地球看作所有生命的家园的平等意识，也很少谈人类对自然和其他生物的责任这回事。虽然最新编订的生物课本，已经想到要“加强动物与人的关系的内容”，并且重视“渗透思想感情、态度和价值观教育”。可是，它的具体内容仍然不断显露出狭隘的生物观和对动物的歧视。动物被分成有益和有害的，对人的价值则主要是“有用”。,甚至在初中生物课本里就开始写上“野鸭肉味佳美，羽毛可以作被褥的填充材料，也可以用来制作各种工艺品”；“蟒和其他大型蛇的皮可用来制作皮革和乐器，很多毒蛇的毒液能够用来制作药酒，蛇胆可以做成中药材”；而“哈士蟆的输卵管风干制成的哈士蟆油是著名的滋补强壮剂”！在这样的介绍里，连国家野生动物保护法也不顾了。这的确是一种压抑不住的潜意识在起作用：生物如果不是为人所用的又有什么价值呢？,教育并不是孤立存在的。一个社会对待自然、对待生命有什么样的认识，有什么样的氛围，都会显现到教育中来。如果说要“分析刘海洋”的话，其实也应该同时分析一下我们的社会对待动物的态度。,很多人认为刘海洋是大学生之耻，尤其是清华这样一个名牌学校的学生，竟然连起码的知识、常识和爱心都不具备，固然是他自身存在问题，但是老师、家长、学校又在他的成长过程中扮演了什么样的角色呢？教育问题又一次被凸现，人性教育，保护环境，人与自然等等命题进入关注刘海洋事件的人们的视线。,“伤熊案”上演成都版 大学生微波炉中活烤小鹿犬 成都3月21日电：昨晚，一只幼犬被活生生放入微波炉中烤了一分多钟，更让人震惊的是始作俑者竟是本市某名牌大学的大四学生。刚走上动物医院二楼，记者便听见阵阵揪心惨叫，只见一只仅两个巴掌大的咖啡色小鹿犬被绑缚在病床上痛苦地哀鸣，右耳表皮的毛已经脱落了一大片，露出鲜红的肉，医生翻开两只狗耳朵，记者见到耳廓内已经肿起了大大小小的水泡，小狗痛苦不安，不停地挣扎惨叫。,复旦硕士生虐杀20余小猫 持剪刀将猫眼捅成血洞 据网友统计，自今年7月开始，光是BBS上网友送给YuhZLL的猫咪数量就有近20只，也就是说平均每9天他就会领养一只猫。而无一例外的是，这些小猫的下落最终都不知所踪。很快，网友YuhZLL的身份被确认：是该校一名研究生三年级学生张亮亮。为了探求这些小猫的下落，有版友前往张亮亮的寝室，竟然在他寝室的笼子里发现了一只右眼流血、脖颈皮破带伤的白猫，而伤口都是新的，还在流血，网友赶紧用手机拍下了这张照片，随后传到网上。这下，版友们都愤怒了。,最初张亮亮竭力为自己辩护，表示这只猫当时自己从花鸟市场上买来时就已经带伤了，然而网友经过调查后马上证明他在撒谎。YuhZLL最终承认，白猫的受伤是出于他之手。他表示，当天由于其他原因心情烦躁，但是白猫在旁边不停叫唤，为了让它安静下来，就想把它抓起来。由于担心被猫爪子抓到手，他便 顺手拿了一把剪刀引开猫的注意，没想到在比划的过程中不小心划 伤了猫的眼睛,一只被张亮亮残害的猫咪“小兔子”（tianyawoya提供）,这只白底黑纹，头小屁股大，最爱绕着冰箱转的小猫送给领养人网友YuhZLL一个月后，下落不明。今年9月，“小秋天”的原主人购买猫粮想上门探望时，却被张亮亮告知“小秋天”已经在他不知情时被家人强制放生了。,一只被张亮亮残害的猫咪“小秋天”（tianyawoya提供）,昨天，记者采访了华东师范大学心理咨询中心的心理学家张亚。张亚分析说，可能当事人在以前生活中也遭遇到类似被遗弃的情景，会通过不断领养猫、再遗弃猫的手段获得心理补偿；也有可能当事人学业和生活压力比较重，又不懂得如何排遣，所以通过遗弃猫将压力转嫁。还有一个可能是，当事人的人格存在偏差，通过当事人从事的学科以及爱整洁的习惯来看，他是个非常理性的人，情感世界比较淡漠，不认为猫等一些小动物是有生命的，在对待人和物上没有太大区别，因此他才会不断的遗弃猫。女子用高跟鞋踩碎小猫脑袋,美教师当学生面杀死兔子 被指控虐待动物 据美联社3月24日报道，美国佛罗里达州布郎特市一名名为简本德的高中生物老师因当着学生的面用铁铲拍死了两只刚出生1天的小兔，被当地政府罚款620美元。调查人员称，本德在上个月当着学生的面杀死了两只刚出生不久的兔子，然后把它们与同一窝出生的其他两只已经死去的小兔子一起埋在了学校实验室旁的一块地里。本德称，两只小兔子只有鸡蛋大小，她是看它们无法存活下去才动手杀了它们。本德告诉调查人员，她还叫一名学生帮她挖坑，但那名学生拒绝与她一起埋小兔子。负责此事的调查人员麦克库劳说：“我们认为她应该被处罚。我们不希望教育别人这样对待受伤或生病的小动物。”（陆峰）2004年03月25日17:49 新华网,国际动物福利的五个标准 1、免受饥饿的自由；2、免受痛苦、伤害和疾病的自由；3、免受恐惧和不安的自由；4、免受身体热度不适的自由；5、表达所有自然行为的自由。,（二）生物课程标准中的生物科学素养,生物科学素养是指参加社会生活、经济活动、生产实践和个人决策所需的生物科学概念和科学探究能力，包括理解科学、技术与社会的相互关系，理解科学的本质以及形成科学的态度和价值观。它反映了一个人对生物科学领域中核心的基础内容的掌握和应用水平，以及在已有基础上不断提高自身科学素养的能力。,1科学态度和科学的世界观 2科学探究方法与技能3科学、技术与社会（STS）4生物学知识和操作技能,1科学态度和科学的世界观,（1）科学态度是人基于对科学知识的正确理解和对科学发展的认识而形成科学的信念和科学习惯。好奇心：诚实：合作：创造力：,牛顿对一个苹果产生好奇,瓦特对烧水壶冒出的蒸汽好奇发明了蒸汽机。,伽利略看吊灯摇晃而好奇发现了单摆。,特殊才能的创造力：科学家、发明家等杰 出人物的创造力,自我实现的创造力：对自己来说是初次进 行的、新的、前所未 有的认识和创造。,（2）科学的世界观 科学家对科学的基本信念和态度,世界是能够被认知的 科学知识是不断变化的 科学知识的主体具有连续性和稳定性。科学不能为一切问题提供全部答案,（3）爱国主义教育,积极培养热爱大自然，珍爱生命，爱家乡、爱祖国的情感，正确理解人与自然和谐发展的意义、从而增强振兴祖国和改变祖国面貌的使命感与责任感。,野生东北虎种群的命运,关于东北虎的现存数量，据国际自然保护组织的估计，总数约有300头，其中在俄罗斯远东地区约有200头，少数生活在朝鲜北部，其余则生活在我国的黑龙江、吉林境内。,我国动物学专家指出：野生东北虎种群将走向灭绝,据新华社电 1月16日在辽宁省抚顺市新宾满族自治县发现的一只东北虎，2月4日经辽宁省林业部门证实因伤势过重在野外死亡。此间动物学专家指出，野生东北虎种群不可能再次繁荣，只能最终走向灭绝。,悲惨死去的东北虎死亡时间还不是很久老虎身体的钢套,这只老虎是野生东北虎，身长1.8米，100多公斤重，是十岁左右的雌虎。这只老虎是从长白山追逐猎物来到新宾县的，长期游牧于新宾的山林里。它的死亡原因是喉部被套伤失血性休克死亡，食物短缺也是导致老虎死亡的又一原因。经过检验，初步确定老虎的死亡时间为四天以前。,据中国日报报道，也许你从未见过它们，它们就已经从地球上永远消失了。总部设在瑞士的世界自然保护联盟日前发布的2007受威胁物种红色名录称，全球目前有16306种动植物面临灭绝危机，比去年增加了188种，占所评估全部物种的近40%。,大猩猩10年内可能灭绝,伊比利亚山猫,白鳍豚,墨西哥圣塔卡特莱那岛 响尾蛇,2科学探究方法与技能,（1）科学探究是学生学习科学的有效方式 之 一。学生们应该掌握科学探究的一般技能，包括：提出问题、收集证据、做出假设、得出结论、制定计划、表达和交流的科学探究能力。,（2）科学思维的方法,科学思维的方法包括形式逻辑思维、辩证逻辑思维、批判性思维和发散性思维等思维方式和思维习惯。科学的思维习惯不是科学家所特有的，是每个人可以掌握、应该掌握的技能，一个人一旦掌握了这些技能，无论他从事何种职业都可以终生享用。,3科学、技术与社会（STS）,对学生进行STS的教育，目的在于突出科学、技术、社会之间的关系，即教育、教学内容的出发点不仅限于科学知识本身，也强调三者之间的关系。,4生物学知识和操作技能,生物学知识:基本的生物学、概念、原理和规律。操作技能:正确使用显微镜等生物学实验中的常 用工具和仪器，基本的实验操作技能。,（三）生物科学素养的不同水平,课程目标：生物学素养 0 学生起点的位置 学生毕业时的位置 100%,生物学素养的4个水平,1肤浅的生物学素养 学生在日常生活中能够认出哪些是生物学的术语和概念，并能够将这些术语与自然界中的现象相对应。但他们仍然有错误概念，对生物学概念的理解也很不准确（天真）。学生从小学进入中学，刚刚开始生物学课程的学习时，他们的生物学素养常常在这一水平。,2功能化的生物学素养 学生能够使用正确的生物学词汇，对术语的定义表述也很准确。但大都是基于记忆。一些学生在结束生物学课程的学习后只能达到这一水平。他们能表述一些概念，但是很少能表现出对于概念的理解。,3结构化的生物学素养 学生应能够理解生物学的概念体系，理解科学探究过程的知识和技能，能够用他们自己的话来解释概念。能将所学的知识与他们个人生活实际相联系，对于生物学的学习充满兴趣；他们从学习或实践的经历中构建了概念的意义和对概念的理解。,4多维的生物学素养 学生理解生物学素养在诸多自然学科中的地位，知道生物学的发展史和生物学的本质、特点，理解生物学与社会之间的相互作用。学生能够意识到自己在知识或技能方面的不足，自己主动去获取更多的知识或技能；能够将学科知识应用于解决问题或寻找答案的行动之中。,讨论题 1在你学习过的生物学课程中，哪门课程较好地体现了科学的本质和特征？举例并解释。2你是怎样认识科学-技术-社会的？3试描述一个具有生物科学素养的人。,