#教案# 导语地球（Earth）是太阳系八大行星之一，按离太阳由近及远的次序排为第三颗，也是太阳系中直径、质量和密度的类地行星，距离太阳1.5亿公里。地球自西向东自转，同时围绕太阳公转。 准备了以下内容，供大家参考!

地球的故事

　教学目标

科学探究

　1．能用简单实验来验证前人的猜想并做出结论。

　2．进一步学习搜集与整理资料的方法。

　情感、态度与价值观

　知道科学探究活动的长期性与艰苦性，逐步培养学生坚忍不拔的科学精神。

　科学知识

　1．知道地球是一个巨大的球状星体。

　2．了解人类对地球形状认识的历史。

　教学准备

　篮球、橡皮泥、火柴、课件（与地球形状、“神舟5号”、“神舟6号”等有关的资料)。

　教学重点：体验科学探究中运用想象建立假设及解释的重要性。

　教学难点：知道人类探索地球形状经历了漫长而曲折的过程。

　教学过程：

　第一课时

　一、教学导入

　提问：我们大家有一个共同的家园——地球，而作为这个大家庭中的一员，你是否知道自己的“家”是什么形状呢？你是怎么知道的？

　谈话：我们现在通过上网、看书、询问，也许1分钟就可以轻松知道答案，可你们是否知道在这个答案的背后，人们经历了一个多么复杂、辛苦的探究过程。

　二、探讨人类认识地球的过程

　活动1关于地球形状的猜想与探索

　谈话：首先让我们走入远古时代，了解最初人们把地球想象成什么样的？（课件展示）

　提问：“天圆地方”的这种说法在现在看来也许有几分可笑，但是，我们想想当时的条件，人们为什么会形成这种认识呢？

　学生交流，评价。

　小结：那时候受客观条件的限制，人们只能凭自己的直觉光靠自己的眼睛来判断，尽管结论是错误的，但他们毕竟也是在仔细观察之后作出猜测的，并不是凭空捏造。

　讲解：慢慢地人们对自己的这种想法产生了怀疑（课件展示）。

　希腊人通过观察船只进港和出港提出了假设：大地不是平的，可能是一个大圆球。

　活动2观察进港的帆船

　谈话：接下来我们做一次模拟实验，看看是否也能观察到古希腊人看到的现象。

　（课件展示实验步骤和注意事项）

　学生实验，交流发现。

　我们再把船放在桌面上航行，用同一方法观察，看看和刚才有什么不同。从这两个实验中说明了什么？古希腊人的猜想成立吗？生活中见到过类似的现象吗？

　讲解：这是人们对地球形状认识的一个重大转折，接着，在公元前350年前后，古希腊哲学家亚里士多德观看月食时，发现月亮上地球的影子是圆弧形的，因此他推测地球是个球体。

　全课总结：

　这时候人们已经推测出地球是个球体，可认识事物光靠猜想和假设行不行呢？接下来人们用什么方法来验证这一猜想呢？下节课我们继续来学习。

　第二课时

　教学过程：

　一、导入：

　讲解：上节课我们学习了人们对地球形状作出了什么猜想啊？今天这节课我们来学习人们是怎样来验证这一猜想的。

　二、活动三：验证地球是个球体

　一、麦哲伦的环球航行

　讲解：首先我们来认识一位非常勇敢的航海家：麦哲伦（课件展示他的画像）。有同学了解有关他的故事吗？

　布置任务：阅读书上42页的相关和文字资料。

　学生阅读、交流。

　提问：麦哲伦环球航行之前作出了什么假设？

　麦哲伦为这次航行付出了什么代价？有收获吗？是什么？

　读完这则故事，你有什么感受？

　小结：根据学生的回答适当归纳总结，让学生明白1、在探究的过程中懂得利用科学技术。2、对待心中的疑问，要大胆去猜测，更要想办法去证明。3、科学探究是一个长期、复杂的过程，我们也要学习麦哲伦的坚持不懈的吃苦精神。

　二、在太空中看地球

　讲解：随着科学和技术的发展，现在人们能够在太空中观察地球了。

　课件展示（太空中拍摄到的地球）

　提问：你知道这是什么方法拍到的地球照片吗？最早给地球拍照是什么时候？哪个国家呢？（学生回答后，课件揭示相关资料）

　提问：最近几年，我们国家在这方面也有了重大突破，令世界都对我们刮目相看，你们知道中国飞天第一人吗？了解有关他的故事吗？

　学生回答。

　课件展示杨利伟的和相关资料。

　讲解：太空是神奇而美妙的，但是对宇航员来说是残酷的，因为那里既没有氧气、没有水也没有重力，是对人生存极限的一种挑战，如果你也希望有一天能到太空遨游一翻，那么现在必须把身体锻炼好。

　提问：通过各种实践，人们已经发现地球是一个巨大的球体，到底有多大？你知道飞机、人绕地球一圈需要多长的时间吗？

　学生回答

　课件展示相关资料。

　三、作业

　布置任务：通过这两节课的学习，我们了解了人类认识地球的艰辛旅程，我们应该把这些都牢牢记住，因此我提议每个人利用课余时间搜集资料，制作一张有关地球故事的科学小报。

风光无限的地貌

　教学目标

科学探究

　1．认识各种形态的地貌，并能分析家乡的地貌类型。

　2．会设计并制作简单的地貌模型。

　情感、态度与价值观

　1．能发现并会描述各种地貌的美，有初步的审美能力。

　2．通过描述家乡的地貌特点、制作家乡地貌模型，激发学生热爱家乡之情。

　科学知识

　1．认识山地、平原、海洋、沙漠、丘陵、湿地等几种典型的地貌，了解它们不同的特点。

　2．知道家乡的地貌特点。

　教学难点：熟悉各种地貌的特征

　教学准备

　有各种典型地貌的课件、小木板、绘图纸、橡胶泥、洗净的沙、彩纸、彩笔、胶水、铅笔、剪刀等。

　教学过程：

　第一课时

　教学导入：

　直接导入：今天这节课我们来学习《风光无限的地貌》，什么叫地貌呢？就是指地球表面起伏的形态。

　教学新授：

　一、认识常见的地貌

　提问：说说看，你知道哪些形态的地貌？（学生自由回答）

　下面我们来认识常见的一些地貌（课件先后出示山地、平原、高原、盆地、丘陵、湿地、海洋、沙漠的地貌图）

　提问：仔细比较，这些地貌各自有什么明显的特征？

　学生讨论、作答，课件先后展示各种地貌的文字说明部分。

　二、美丽的家乡

　讲解：正由于形态各异的地貌才构成了大自然中许多秀美的风光，下面我们以自己的家乡为例，进一步熟悉地貌的特点。

　课件展示能代表本地地貌的典型。

　布置任务：老师和大家的感受一样，咱们的家乡确实很独特很美，接下来请同学们用绘画或文字的形式将家乡的这种“独特之美”描述出来，注意要概括出地貌的特点。

　学生描述本地地貌的特点，教师巡视指导。

　学生汇报、展示作业，师生共同评价。

　提问：请同学们判断咱们家乡主要属于哪一种地貌，说说你的理由。

　总结归纳

　第二课时

　教学导入：

　谈话：上节课同学们对家乡地貌的描述很准确也很生动，课后我根据实际情况做了一个咱们家乡的地貌模型。

　（展示教师制作的模型）

　讲解：同学们不用羡慕，因为今天这节课你们可以亲自设计并制作一个地貌模型。为了将模型做得更漂亮，组内同学先商量一下，想用什么材料来制作？具体怎样分工合作？请制定一个计划。

　小组讨论

　讲解：为了做今天的模型，老师也为大家准备了一些材料，有泥、沙石、树叶、水、各种颜色的粉笔灰、橡皮泥等。下面大家就利用老师准备的和你们现有的材料来制作。

　要求：做好分工，由每组的材料员统一拿材料，用多少，拿多少，多了的马上送回，卫生监督员随时保持周围的卫生。另外各组制作的模型不能太复杂，因为大家制作的时间只有20分钟，模型中一定要标记方位。

　学生分组制作活动。（中途可让学生到别的小组去“取经”）

　讲述：刚才，我们各组按各自的描述做了一个地表模型，做得怎样呢？下面大家相互参观一下。

　学生离座参观各组作品。

　学生谈参观感受。

　请做得好的小组介绍经验。

地球的内部

　教学目标

科学探究

　1．能根据火山、地震等自然现象传递出的信息，对地球内部的情况做出自己的猜想。

　2．能用资料来验证自己关于地球内部的猜想。

　3．能制作出地球内部结构的模型。

　情感、态度与价值观

　能对地球内部的探索、开发利用进行大胆的想象。

　科学知识

　1．知道地球内部是一个运动着的高温、高压的环境，地球内部有炽热的岩浆。

　2．知道地球的内部结构是由地壳、地幔、地核三个部分组成。

　教学重点：了解地球内部的结构

　教学难点：根据自然现象做出有关地球内部结构的猜想

　教学准备

　有火山、地震、地热等自然现象的视频课件，不同颜色的橡皮泥、小刀、煮熟的鸡蛋。

　教学过程：

　一、游戏导入：

　谈话：在教学之前我们先来做一个小游戏，我手上有一个密封的胶卷盒，在不打开盖子的条件下，你们能想办法知道盒子里装的是什么吗？

　学生汇报方法，教师按照学生的想法进行实验，然后依据所得的信息进行判断：盒子里可能是什么？

　二、了解地球内部构造。

　1、师：尽管我们看不到胶卷盒里到底是什么，但是我们还是有办法获得它的一些特征，并且根据这些特征作出猜测、判断。其实地球也象一个无法打开的胶卷盒，那么关于地球内部的信息我们可以通过哪些现象去猜测呢？

　2、师：我们先来看一组有关地表现象的、视频。

　（课件出示火山、地震、地热、海啸等和视频，让学生进行观看。）

　3、你能根据这些现象作出有关地球内部的猜想吗？说说猜想的依据。

　（让学生进行充分交流，注意让学生说出一些现象和判断。）

　4、师：科学家们又是通过哪些途径来收集并了解有关地球内部的信息的呢？可以通过发射地震波来进行检验，我们具体来了解一下，阅读书上49页相关内容。说说地球的结构并说说这些部分分别在地球的什么位置？

　5、师：看到这个地球内部的构造示意图（课件展示），你觉得像什么？我这有一个切开的熟鸡蛋，对照一下这张地球内部的构造图，确实类似，请你们在记录本上画一幅切开的鸡蛋图，并标出地壳、地幔、地核。（学生看大屏幕了解地球内部结构，再看剖开的鸡蛋，画图。）

　6、谈话：对于探究地球的内部构造，科学家们还采用了很多先进的技术，请同学们阅读49页《伸入地球深处的“望远镜”》。

　7、说说看，我们的猜想和科学家的发现有相同的地方吗？

　三、制作地球构造模型。

　1、师：同学们现在对地球的内部构造有了一定的了解，接下来我们用橡皮泥做一个地球构造模型。

　2、师：那先说说你的制作步骤，准备用什么办法来区分地球的三个部分呢？

　3、学生交流自己想好的制作步骤，教师注意及时进行归纳。

　4、学生动手做地球模型。

　5、制作完成后，让学生展示自己制作的地球构造模型，并说说自己是怎样做的以及制作时的一些想法和感受。

　四、课堂教师小结。

　师：对于地球内部的构造，现在仍然是一个迷团，科学家也仅仅是一种预测。你有什么更好的办法探索开发地球内部吗？展开你的想象，将设计画在记录本上。

地球仪

　教学目标

科学探究

　1．能用多种方法，研究海洋与陆地所占地球表面的比例。

　2．能借助地球仪上的主要标识，准确辨认位置，画出麦哲伦的航线。

　情感、态度与价值观

　1．在使用地球仪的过程中，体会模型带来的方便。

　2．愿意和其他同学合作，共同寻找麦哲伦环球航行的路线。

　科学知识

　1．知道地球仪是地球表面的模型。

　2．能在地球仪上准确地找到七大洲和四大洋，知道地球是由小部分陆地和大部分水域构成。

　3．认识地球仪上的主要标识：经线、纬线、方向、赤道等；知道东、西半球与南、北半球的划分。

　教学重点：了解地球上的海陆分布及地球仪的主要标识

　教学难点：能设计实验研究海陆分布的比例

　根据经纬度确定某物的位置

　教学准备

　地球仪、卡纸、天平、剪刀、铅笔、直尺、橡皮泥、火柴梗等。

　教学过程：

　第一课时

　教学导入：

　讲解：由于地球太大了，人们一般不能观察其全貌。为了便于学习和研究地球知识，人们仿照地球的形状，并按一定的比例把它缩小，制作了地球的模型——地球仪（出示地球仪）。建立模型也是我们科学研究的重要方法。

　教学新授：

　活动一蓝色的星球

　1、模拟

　讲解：请慢慢地旋转地球仪，注意观看它的颜色，你发现了什么？面积的颜色是什么？

　学生观察并交流发现。

　提问：地球仪上用不同的颜色来区别不同的地貌，蓝色占的面积，它是用来表示什么呢？这说明了什么呢？

　小结：地球是由大部分的海洋和小部分的陆地组成。

　鼓励学生根据这个特点给地球再取一个名字。

　2、填图

　讲解：由于陆地和海洋交错分布着,因此地球被划分成七大洲和四大洋。你知道是哪七大洲又是哪四大洋吗？

　根据学生的回答情况教师予以补充总结。

　布置任务：你知道他们分别在地球的什么位置吗？请对照地球仪，把四大洋和七大洲的名称填写在书上52页的图中，并尝试记住。（提醒学生字写小点）

　学生填图。

　课件出示没有文字说明的七大洲四大洋分布图，帮助学生记住他们的具体位置。

　3、估测

　引导学生质疑：我们已经知道地球的主要地貌为海洋，但是它所占地球的表面到底比陆地多多少呢？我们能想办法作出科学的估测吗？

　学生思考、交流

　在教师的引导下对学生的方案进行筛选（如学生不能想出合理的方法，则引导学生按照书上的方法进行）。

　学生估测、记录

　汇报估测结果。

　小结：科学家经过精密地测量、计算，地球表面积约5.1亿平方千米，其中陆地占29%，海洋占71%。哪个小组的数据最接近呢？课后向他们取取经验。

　第二课时

　一、导入：这节课我们继续来学习有关地球仪的知识？

　二、新授

　一、活动2怎样确定某一地点的位置

　1、地轴

　观察：让学生转动本组的地球仪

　演示篮球在地上乱转。

　谈谈它们的转法一样吗？有什么不同？

　小结：地球仪是绕着中间这根轴转动的，在转动过程中始终斜着身子。这根轴叫做地轴，当然，地球里面并不是真的有根轴，而是科学家根据地球自转的特点虚拟出来的。

　（做一做）先后请几位学生上台演示地球自转（自西向东）。

　2、经线、纬线

　讲解：我们再来观察地球仪，是不是有很多线圈，这就是叫做经纬网，干什么用的呢？就像在电*看**，知道排号和座号就能找到座位。经纬网可以确定某一地点的准确位置。课件展示纬线的概念及什么叫赤道（让学生找一找）

　讲解：为了区别每一条纬线，人们给纬线标定了不同的度数。这就是纬度。

　找一找：北纬30度在哪？

　课件展示经线的概念及南北极。

　讲解：为了区别每一条经线线，人们给经线线标定了不同的度数。这就是经度。

　找一找：东经125度在哪？

　找一找：北京（东经116度、北纬40度）伦敦（0度、北纬51度）

　讲解：以赤道为界，赤道以北是北半球，以南是南半球。

　以西经20度和东经160度的经线圈来划分东、西半球。（并说说这样分的原因）

　找一找亚洲、大洋州分别处在哪半球。

　总结：尽管地球有那么大，但是只要我们确定了某一个地方的经纬度就很容易找到它，比如遇难的船只只要报告他所处的经纬度，别人就可以知道船只在茫茫大海上的位置，进而得到救援。

　二、活动3麦哲伦的航线

　讲解：接下来我们也要来体验一下麦哲伦的“环球航行”。

　课件展示具体路线和游戏规则

　建议活动小组的成员分别担任“船长”（麦哲伦）、“大副”、“文书”、“水手”等不同角色，合作完成活动中的不同任务。

　课件展示麦哲伦环球航行的正确路线。

　组织学生对路线图分析：船队一直是朝什么方向航行，又是从什么方向回到西班牙的。

地图

　教学目标

科学探究

　会看地图，能从地图上获取有用信息。

　情感、态度与价值观

　1.想加深对祖国的了解。

　2.懂得保护家园的重要。

　科学知识

　了解地图上的主要标识及功用。

　教学准备

　中国地形图、中国政区图。

　教学重点：学会看地图

　教学难点：能从地图上获取自己想要的信息

　教学过程：

　一、教学导入：

　提问：当你到一个陌生的城市旅游时，想自己到处逛逛，但又不熟悉路线，你会怎么办呢？

　根据学生的回答导入课题。

　谈话：说一说你们使用过什么地图，地图有什么作用呢？

　提问：你知道最早的地图是什么时候绘制的吗？

　学生阅读55页有关科技史。

　二、教学新授：

　讲解：刚才同学们也讲了地图有着多种用途，是我们学习生活中不可缺少的“小帮手”。所以我们一定要学会使用它。接下来请仔细观看比较这两张地图（中国地形图、中国政区图），可以将你的发现与本小组的成员交流，看谁获取的信息最多。

　学生汇报

　小结：要想使用地图，首先要知道地图上的比例尺、方向和图例。

　一、比例尺（板书）

　教师讲述：地图和地球仪一样，所表示的实地面积都很大，因此必须按照一定的比例将图形缩小。图上线段的长度与实际距离之比就叫做比例尺，表示地图图形的缩小程度。

　练习：

　找一找这两幅地图的比例尺分别是多少？分别表示什么意思。

　教师给出数据，进行比例尺、图上距离、实际距离的计算。

　对照书上的两幅图，小组内自由出题，计算某两地的实际距离。

　除了比例尺外，我们还得学会通过地图识别方向。

　二、地图上的方向（板书）

　1．地平面上的八个方向（板书）

　[练习]（教师先在黑板上画出未标明方向名称的地平面的八个方向图。）请学生上台标出八个方向。

　对于一幅地图，我们怎么来判断方向呢？

　2．地图上方向的判断（板书）

　[教师讲述]

　(1)一般的地图，通常是按面对着地图“上北下南，左西右东”的规定确定方向的。

　(2)有指向标的地图，应按指向标规定的方向判断，指向标一般指北。

　(3)有经纬网的地图，还可以根据经纬网定方向。指名学生说经线、纬线分别表示什么方向。

　[练习]参上（学生“你问我答”巩固对地图上方向的掌握。）

　在地图上有各种符号和文字，这是图例和注记。

　三、图例和注记

　讲解：不同的图例用来表示各种地理对象，教师举例说明。

　布置任务：将中国政区的图例找出来并记录在书上58页表内。

　鼓励学生课外了解更多的图例。

　总结：如果我们能在地图上准确地辨方向、量距离、识图例，那么我们也就学会了使用地图。

　四、保护我们的家园

　提问：58页的这张，给我们带来了什么信息。

　学生回答

　讲解：其实为了改变这种不好的状况，近年来我国采取了“退耕还林”、“退田还湖”等方法，但是保护环境人人有责，你觉得我们又该做些什么呢？

　学生回答

　教师小结：希望同学们能说到做到，为保护自己的家园，贡献自己的一份力量。

漂移的大陆

　教学目标：

科学探究：

　能对地图上相对的海岸线能拼接的现象做出猜想，并能想出办法去验证。

　情感态度与价值观：

　理解科学研究既需要仔细地观察、大胆的质疑、假设和验证，还需要有坚韧的毅力和勇于探究的精神。

　科学知识：

　了解大陆飘移学说，理解万物都在不断运动变化中。

　教学重点：了解大陆漂移假说

　教学难点：激活学生思维，培养学生批判、质疑的思维品质。

　教学准备：世界地图及黑白复印、剪刀、多媒体课件等

　教学过程：

　一、教学导入：

　质疑：同学们，前面我们学习了地球的海陆分布。今天我想追问一个问题：地球上的海陆分布一直就是这样的吗？

　讲解：1910年，生病卧床休息的德国气象学家魏格纳望着墙上的一张世界地图，突然发现，南美洲的东海岸和非洲的西海岸之间，相互对应，简直就可以拼合在一起。顿时他脑海里冒出了一个大胆的猜想……

　提问：我们也来观察一下南美洲东岸和非洲西岸，你知道魏格拉产生了什么猜想吗？

　学生回答。

　二、教学新授：

　活动1、拼图与猜想

　提问：南美洲东岸与非洲西岸是否真的如我们所想能拼在一起呢？我们用什么方法来检验呢？

　学生回答

　讲解：同学们说得很好，我们可以将南美洲和非洲从地图上剪下来，然后拼凑到一起试试看。

　为了不浪费，我给大家准备了复印的地图。

　学生剪、拼图

　交流发现。

　讲解：是不是所有的大陆都能象南美洲东岸与非洲西岸一样接在一起呢？（学生观察片刻）

　教师演示：将事先剪好的各大洲拼凑到一起。

　质疑：你们发现了什么？你们是怎么想的？

　活动2、魏格纳的猜想

　讲解：其实魏格纳和同学们的想法一样，当它发现南美洲东岸与非洲西岸可以很好地拼凑在一起时，就提出了一个大胆的猜想：很多年前，这两块大陆是接合在一起的。他的这一说法在当时引起了轰动，大家都不承认这一说法，甚至嘲笑他：这么坚固的大陆怎么会漂移呢？

　在一片反对声中，魏格纳仍然坚持自己的观点，并且不顾危险实地考察，搜集资料为自己的说法寻找有力的证据。例如，他发现南美洲和非洲都能见到的具有相同骨骼构造的动物化石，而这些动物是不可能游过大洋的。两年后他正式提出了大陆漂移说。他认为在三亿年前，地球上各大洲是相互连接的一块大陆，后来，原始大陆才分裂为几块大陆，缓慢漂移，逐渐形成今天的海陆分布。（播放多媒体动画演示大陆漂移的过程）

　可惜魏格纳还没来得及解释大陆漂移的原因，在一次实地考察中由于气候恶劣和食物缺乏而牺牲。

　质疑：从魏格纳发现并验证大陆漂移说的过程，你得到了什么启发？

　课后拓展：搜集资料解释大陆漂移的原因。

　想象100万年后，中国大陆还会在现在的位置吗？你认为是怎样的情景呢？

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1．什么是科学？什么是技术？

在当今的中国，出现频率最高的词汇莫过于科技。那么，什么是科技？什么是科学的，什么是不科学的？什么是技术？科学和技术是一回事吗？

关于什么是科学？存在着各种不同的理解。从科学的起源看，可以追溯到人类文明的萌芽时代。但严格地说，真正的科学诞生于近代。从哥白尼的“日心说”到牛顿“三大定律”，标志着人类进入科学时代。我们这里谈的科学是指这种近代或现代意义上的科学。

科学是关于自然界、人类社会以及人自身的规律的概念、原理、方法和观念。在这个“说法”中，包含了三层意思：第一，科学的核心是规律；第二，科学是关于自然界、人类社会和人自身三个领域的规律，也就是说科学包括自然科学和社会科学；第三，科学是关于规律的概念、原理、方法和观念几个方面的知识体系，也就是说，科学不仅仅是传统意义上的知识（概念和原理），更包括科学方法和科学观念。

在这个“说法”之外，科学又是一种社会活动，一种社会的认识活动，以及为认识而进行的实践活动。同时科学又是一个过程，一个不断发展的社会过程。具体说来：

（1）科学的核心是“规律”。科学就是探索规律，认识规律，掌握规律。规律的基本特征是普遍性和本质性，不具普遍性的不是规律。科学就是根据事物的普遍性处理事物的特殊性。规律又是最基本、最本质的。越具普遍性的就越具本质性，就越深刻，越重要，越能说明问题。“实事求是”的求是，就是求最本质、最基本的原理。规律一方面表现为普遍性、共同性，同时又体现为本质性、原理性。所以原理精神是科学精神的重要组成部分。

比如人类在认识物质的时候，我们中国长期停留在金、木、水、火、土的浅层次，但现代科学却一味地去追求最基本的东西，分子、原子、原子核和电子、质子和中子、夸克、弦（超弦理论）……科学就是无穷无尽的“为什么”。弄清了分子和原子的基本原理，才有现代的化工技术，弄清了电磁相互感应的原理才有现代的电气技术，弄清电磁场的原理，才有现代的无线电电子技术，弄清了DNA的基本原理，才有现代的遗传工程……，甚至现代社会也是建立在科学原理基础之上的。

当然明确了基本原理或者说原理正确了，实际操作的时候就要注意事物的特殊性了。科学就是根据事物的普遍原理去处理事物的特殊性。这里的“处理事物的特殊性”，指的就是在操作层面上，或说在技术层面上，各具特色。我们应严格区别科学理论的统一性、共同性和操作或技术层面的多样性、特殊性。

（2）科学包括自然科学和社会科学，二者密不可分。

（3）科学与技术是有着密切联系的两回事。科学的任务是认识客观事物，揭示事物的真相和原理，科学是发现，科学发现提高人类的认识水平；技术的任务是变革现实，是根据科学原理或实践经验发明和开发变革现实的方法、措施和途径，技术发明增强人类的生存能力、提高人类生活质量。科学发现是技术发明之根，但是，不是所有科学发现都必然导致重大技术出现。不能把科学和技术混为一谈。

（4）科学始于好奇，源于事实。观察和实验是科学的基础，同时，科学又是人类（主要是科学家）在事实基础上的思维的创造，思维是科学的关键。同样，科学需要强烈的好奇心，也需要高度的事业心和责任感。

（5）未来的科学知识往往是不可预见的。当现实不再与现有理论相符时，科学突破就会出现，无论现有的科学家抱什么态度。科学突破，一出现就是反传统的。所以，科学的可靠性与科学的保守主义不可分割地联系在一起。发展、创新、突破、革命，是科学的生命。

（6）科学有局限性，技术有负效应。科学需要不断的发展，技术需要不断的净化和完善；技术的负效应主要体现为：技术错用、技术运用不当以及技术报复效应，等等；技术是根据生产实践或科学原理而发展成的各种工艺操作方法和技能，以及相应的材料、设备、工艺流程等等。技术的任务是发明或开发出新的方法、手段、措施和途径。

如果说，科学是认识世界，那么，技术则是变革世界。科学是提高人类的认识水平，技术是增强人类生存能力，改善人类的生活质量。技术是一种变革世界的能力。古代技术主要来自生产实践，现代技术则更多地是根据一定的科学原理，为达到一定的应用目的，所发明和开发出来的方法和手段。技术，包括材料技术、产品技术、设计技术、工艺技术、生产工序技术以及手工技术等等。技术体现为三种形态：物质形态（如工具、设备等）；知识形态（如图纸、资料、图书等，也可以说是信息形态）；人才形态（科学家、工程师、技术员、技术工人等技术人才）。显然，人才是技术的核心，有了人才，就可以创造出物质形态和知识形态的技术。由于科学和技术的差别，科学和技术发展的动力和机制也有所不同。科学发展的动力主要是科学家的好奇心、兴趣和社会责任感，遵循的机制则是：政府出资支持，科学家自主研究，科学共同体评价认可。而技术发展的动力则是社会的需求，特别是市场的需求，技术运行的机制是市场机制。

2、现代科学技术发展有哪些特征？

20世纪是科学技术突飞猛进的世纪，20世纪是科学技术使人类生活、生产和社会发生天翻地覆巨大变化的世纪。科学技术从来没有像今天这样，以巨大的力量，以难以想象的速度，深刻地影响着人类经济和社会发展。具体说来，现代科学技术有以下重要特征：

（1）速度惊人，难以预料。

150年前，马克思曾说：“资产阶级在它的不到100年的阶级统治中所创造的生产力比过去一切时代创造的全部生产力还要多，还要大。”20世纪80年代，希腊德库希亚迪斯教授说：“在人类6000年的历史中，近30年开发出来的知识、技术、信息的总量，与前5970年的总量相等。”回眸人类文明发展的历史，人类用200多万年的时间发明了轮子，大约5000年后蒸汽机使轮子转动起来。而在现代，1946年发明的计算机可以装满整间房子，缩小到放在桌上只用35年，从台式计算机一跃发展到放在膝上的笔记本电脑，只用了10年时间，从笔记本电脑再到手持式，仅仅5年时间。在本世纪的大部分时间里邮政和电话是人类主要的通讯手段，不到10年，传真机、语音传递、电子邮件已广泛使用。当今世界，10年就会有一个翻天覆地的变化。1996年，随着信息网络技术的发展，当个人计算机（PC机）从386、486到586，再到奔腾P6，如日中天的时候，一种更为简单、更为便宜，被称之为傻瓜机的NC机（网络计算机）进一步发展。在短短的30年内，计算机发展经历了三次浪潮：第一次，IBM一马当先，掀起了20世纪70年代巨型机的浪潮；第二次是20世纪80年代的微机浪潮，英特尔一直走在前列；第三次，20世纪90年代，计算机和网络的结合，出现了数字化、网络化、信息化，把人类社会推向一个崭新的时代。

（2）综合应用，集成发展。

现代科学技术的研究，一方面学科和专业越分越细，另一方面在应用上又越来越综合。系统科学不断综合着数学、基础自然科学、技术科学、社会科学和思维科学的众多分支的新成果，从系统、信息、控制、自组织等新的角度提出关于自然和人类社会系统的新认识，逐渐形成了独特的研究方法和研究领域。系统科学正处于大发展的前夜。美国空间技术发展史上的两个里程碑——阿波罗登月飞船和航天飞机的研制成果，都涉及到数千个技术开发项目，其范围囊括了现代技术所有主要领域。他们的成功标志着美国在多数技术领域的进展领先别国。今天，美国之所以在数字化信息革命中又走在前列，一个很重要的原因就是有较强的技术突破和技术综合能力。就单项技术看，日本、德国在某些方面可能领先于美国，但是综合技术能力，美国却遥遥领先。

（3）渗透社会，融入生活。

在现代，一项新的科学发现，或者一项新的技术发明，一旦产生便很快渗透到人类社会的各个方面，广泛影响着人类的经济、政治、文化、教育等各个领域。在政治民主化、经济市场化、文化多元化的今天，社会对科学和技术有着强有力的吸纳能力和转化能力。而科学技术对于人类社会更有巨大的渗透力和影响力。彼此相互作用加快了科学和技术发展的速度，同时也推进了社会发展的进程。

（4）变革社会，创造未来。

科学技术不仅决定着人类经济和社会发展的速度，而且深刻地影响了人类社会发展的方向，使得人类经济增长方式发生了质的变化：经济，正在发生新的革命（从工业经济转向知识经济）；社会，正在发生新的转型（从工业社会转向知识社会）。科学技术使得人类经济更加繁荣，政治更加民主，社会更加理性。

3、在当今，改变人类社会的关键技术有哪些领域？

高技术一词出现在20世纪60年代，一般是指具有源于一定的科学原理、知识密集程度高、实现难度大、设备和条件要求严、影响力强等特点的技术。它包括下面六大领域：

（1）新材料及其加工技术

材料是工业的基础，也是技术的基础。同时新材料又是技术发展的产物。一般地，材料大体上可分为：金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料、半导体材料、光电子材料、磁性和超导材料、生物医学材料、核材料。按性能可分为：结构材料、功能材料、智能材料、设计材料，等等。新材料加工技术有：近无余量成形加工、快速凝固加工、电子束加工及激光硬化等。新材料，又称高技术先进材料，类型很多，基本上可以分为四大类：新金属材料（如先进高温合金、金属化合物及形状记忆合金等）；先进无机非金属材料如高温结构陶瓷、玻璃光导纤维、人工金刚石薄膜等）；有机高分子材料（如高性能工程塑料、高效气体分离膜、导电高分子材料等）；先进复合材料（如碳纤维增强树脂基复合材料、碳/碳复合材料、梯度功能材料等）。

（2）现代制造及其工程技术

人类的制造技术，大约经历了四个阶段：第一阶段为手工制造，人主要用自己的体力来制造零部件和机器；第二阶段为机械化阶段，人操作机器来生产机器；第三阶段是自动化阶段，人在现场监控机器操作机器来生产机器。随着电子和信息技术的发展，制造技术又开始进入第四阶段——集成制造，首先，在生产线自动化基础上出现柔性化，即在同一条生产线上可以同时生产多种型号的产品，进而又出现信息化，生产者在家里通过信息网络，在多媒体面前利用信息监控机器操作机器生产机器，实现车间无人化。集成制造又称柔性计算机集成制造，它借助于计算机技术将产品、工艺和制造管理信息集中于一个交互式网络中，极大地减少了生产过程中的“事务处理”的环节。这里的集成，正如把晶体管、电阻、电容集中在一个硅片而成的集成电路，把半导体技术推向一个新阶段一样。集成制造需要的高技术，包括计算机辅助设计、辅助制造、电子装备、加工控制设备，仿真工具、成组技术、工厂调度工具等等。现代制造技术中，智能加工设备（如机器人、传感器、控制技术）、微米及毫微米制造、系统管理技术等等都在迅速地发展。

（3）电子和信息技术

这是当代高技术的核心，它正在导致一场再一次改变人类的数字化信息革命。

所谓数字化信息革命是用0和1两位数字编码来表达和传输一切信息的一场综合性技术革命。目前，信息大体有两类：一类是实物媒体，如书、报、刊等；另一类是模拟式的电磁媒体，用电磁波模拟声音或图像，如广播、电视、录音、录像等。这两类信息的共同特点：一是信息量太小；二是难以交换。一本书，从一个城市寄到另一个城市要几天的时间，这种信息，交换起来十分困难。当今世界大约有3500种语言，不同语言的国家，信息的交换就更加困难。

数字化信息革命的实现，这些问题便可迎刃而解。无论是书、报、刊，还是声、像、影、视；无论是中文还是外文，都用世界上共同的两个数字——0和l——编码来表达和传输，到了终端——用户手上，又原原本本地还它本来面目。这无异于消除了世界各个国家、各个民族之间的语言隔阂，所以这是一场伟大的革命。

数字化信息革命是一场综合性高技术革命，它需要半导体技术、信息传输技术、多媒体技术、多媒体数据库技术、语音识别技术、自动翻译技术、显示技术等等。

（4）以遗传工程为核心的现代生物技术

生物技术在当今的高技术中尤为引人注目。科学家们预计，在21世纪，继电子和信息技术之后，生物技术将引起一场新的技术和产业革命，再一次改变人类。生物技术包括了传统的发酵工程、细胞工程以及现代的遗传工程或DNA技术。其中，遗传工程最为引人注目。1997年2月23日，科学家运用克隆技术，培育出第一只克隆绵羊。这一消息立即引起世界的广泛关注。1997年10月，科学家培育出一个没有头的青蛙胚胎。尽管这个无头的青蛙胚胎存活不到一个星期，但这项技术用于人类，可以培育出人的部分器官，这种器官用于人体移植，就如同原装“配件”一样，没有排他性。科学家预计，到2019年，就可以实现这种人体“自我”配件的更换。克隆技术为人类带来了无限的机遇。

目前，生物技术更多地用于医药，利用遗传工程医药来控制心脏病和糖尿病、治疗癌症或缓解中风影响的患者人数已达数千万。而生物技术的更美好的前景是农业方面。转基因大豆的蛋白质含量高达48％，又抗病毒，产量也比一般品种高12％；无病无虫、郁郁葱葱的棉花，不再依靠什么农药，它们天生无病无虫害，因为它们本身已转移进抗病抗虫基因。遗传工程在农业上的普遍应用，将彻底改变农业的面貌。

（5）现代交通运输及航天技术

现代交通运输技术包括海上、空中、陆地等各个方面的交通运输技术，人们熟知的轮船、飞机、汽车、火车、火箭、飞船等，都是现代交通运输技术的集中体现，其中最尖端的是航天技术。

现代航天技术，又称空间技术或宇航技术。它不同于从19世纪下半叶兴起的航空技术，而是一门解决人类如何飞出大气层，进入宇宙空间，并在那里航行的技术。这项技术是在相关高技术支撑下的多学科高度综合性技术。人类为了发展这项技术，前仆后继，经历了漫长艰难的奋斗才逐步取得了技术上的重大突破；1957年10月4日，前苏联终于成功地发射了世界上第一颗人造地球卫星。这一天被科学家们一致公认为是现代航天新纪元的开始。从此以后，人类才算真正踏上了通向宇宙的“金桥”。

从1961年4月12日前苏联宇航员加加林驾驶“东方—1”号宇宙飞船进入太空，到1990年12月11日美国“哥伦比亚”号航天飞机安全返回地面，前苏联和美国已进行载人航天活动139次，共有241名宇航员（其中14名女宇航员）419人次进行了太空飞行；有12名宇航员先后6次在月球上留下了人类的足迹；4架航天飞机已进行了38次往返于天地之间的载人航天任务，有199人次参加了航天飞机的飞行活动；还有多名宇航员从“上升2”号宇宙飞船和航天飞机上滑离出舱，挂上安全带和解脱安全带，以每小时2.88万公里的速度在太空“行走”，成了人体地球卫星；还包括对太阳系的地球、金星、木星、水星、火星、土星、天王星、海王星等八大行星进行的探秘航行，只有冥王星因离太阳太远，而且太小，尚未探测；还有一些行星探测器肩负着探测星际空间、寻找宇宙生命的使命，有的已接近飞离太阳系正飞向更遥远、更遥远的宇宙空间，在茫茫宇宙中去觅知音了……

（6）能源和环境技术

当今世界能源正在步入重大转折时期，进入第三代能源时代。第一代能源时代是煤炭时代。以煤为主。第二次世界大战以前的很长时期，世界都处于这个时代。第二代能源时代是石油时代。当前世界能源正在进入第三时代——氢能时代。由于太阳能、风能的进一步利用至今还受到许多条件的限制，于是核能就成为人们关注的焦点。科学家预计，到2020年，裂变核能将占电力生产的50％；到2026年，聚变核能将投入商业性电力生产，成为新时代的骄子。

能源与环境关系密切，例如，煤炭造成的酸雨的污染，汽油造成的尾气的污染，已成为破坏人类生存环境的重要方面。保护环境，刻不容缓。一门新的学科“环境与生态”开始出现。环境保护已成为人类生存和发展的重大课题。环保技术，也成为人类密切相关的关键技术之一。

4、科学家正在探索哪些科学前治？

现代科学的五大前沿是：

（1）宇宙科学

这是人类向“大”的方向进行的探索，即宇宙观的科学。满天星斗，茫茫宇宙，对于人类来说始终是一个谜。无边无际的宇宙是什么样？它是怎么形成的？又是怎么演化的？这是长期以来人们一直想知道的事情。

宇宙科学主要就是探索宇宙的起源和演化，包括星系的形成和演化，太阳系的形成和变化，等等。科学家们探索的主要方面有：膨胀学说、宇宙爆炸说以及黑洞理论等等。

现在的哈勃望远镜，可观测到140亿光年的天体。这个距离，光也要走140亿年。换句话说，当我们看到它的时候，已是140亿年前的模样。现在是什么样子，尚不得而知。靠光，永远也看不到它现在的样子。

1929年科学家哈勃发现，宇宙的各星系正在远离我们而去，且扩散的速度与星系离我们的距离成正比。科学家们还发现宇宙间的物质都有 25％左右的氦丰度。于是科学家们提出了宇宙爆炸和宇宙膨胀的理论。他们认为，我们的宇宙起源于一次大爆炸，经历了漫长的由热到冷的演化史，宇宙膨胀成今天这个样子已经花了100亿—200亿年的时间，也就是说宇宙的年龄有100亿—200亿年。它还在继续膨胀之中。

那么宇宙爆炸前是什么样子？它无限膨胀下去又会怎样？这些科学的未知领域还有待于科学家的进一步研究。

（2）基本物质科学

这是人类向“小”的方向的探索，即微观的科学。世界是物质的，那么物质是由什么组成的呢？各种不同的粒子是怎样结合起来的？

科学研究已经证明，各种物质都是由分子组成，分子又由原子组成。1932年又证明了原子由电子、中子和质子组成。1964年，美国盖尔曼新理论发现更基本的粒子——夸克。10年后得到证实，并发现了“上夸克”、“下夸克”、“奇夸克”等，1994年发现了最后一个“基本粒子”——“顶夸克”的存在。可是，到1996年2月，科学家又宣布，夸克还具有某种未料的结构。为了解释科学的种种新发现，科学家又提出一个新的理论——“弦论”。弦论假定物质的基本组成不是点状的粒子而是延伸的弦。弦论是一种把科学家早已发现的自然界的四种力——重力、电磁力、弱力和强力，作为一种现象的多种表现形式加以描述的理论。

（3）地球科学

即对人类直接生活的空间进行探索。人类产生在地球上，从目前来看，地球是适合人类生存的唯一场所。而人类对地球的了解还很不够，我们还不能准确地预报地震，无法控制大气的变化。人类在变革自然的同时也在破坏自然。全球性环境问题，正在威胁着人类的生存。如环境污染、温室效应、海平面上升、臭氧层破坏、气候异常、植被破坏、水土流失、土地沙化、水资源减少等等。人类现在比任何时候都更需要对地球和地球系统有深入的了解，为保护地球，也为了保护人类自身。

（4）生命科学

即生物尤其是人类自身的科学。生命究竟是怎样产生的？生命的本质是什么？为什么偏偏在地球上出现生命？在众多的生物中，为什么唯有人具有智慧？智慧是如何产生和发展的？

1997年，人类在探索生命的起源方面又前进了一大步。“探路者”的火星之旅，带来了火星在遥远的古代曾经温暖而湿润、气候与地球类似的若干发现。伽利略号探测器发现木卫二冰冻的表面下有海洋。这一切为人类探索生命起源创造了条件。

（5）非线性科学

即对我们周围复杂性的事物进行研究的科学。现实中的事物都是错综复杂的，例如，湍动的大气、奔腾的河流、起伏的山脉、大量原子结合起来的固体、生命和大脑的本质等等，我们能不能真正认识这些复杂的现象和事物呢？对复杂现象应该如何进行科学的刻划？所谓非线性科学就是一门以探索复杂性为目标的新科学。它将对人的自然观产生巨大的影响，使人类的思维方式发生根本的转变。

总之，科学前沿是一个广阔的阵地，成千上万的科学家在那里战斗，他们的每一个新发现、新突破都将给人类社会带来深刻的影响和巨大的进步。

5、为什么说知识是产品价值的倍增器？

现代科学技术的迅速发展使得物质生产的速度大大加快了。例如，从发现摄影原理（1782年）到发明出照相机（1838年），其间用了56年；从发现雷达原理（1925年）到制造出雷达（1935年），其间用了10年；从发现铀核裂变原理（1938年）到制造出原子弹（1945年），其间只用了7年；从发现多媒体原理（1987年）到制造出多媒体电脑（1991年），其间只用了4年。不难看出，知识的发展，使得科学技术转化为生产力的时间大大缩短了。科学技术专家们可以在他的有生之年，看到他发明创造的科技成果转化为生产力。从而使物质生产的速度大大加快了。

物质生产速度的加快完全是知识发展的结果，知识是物质产品价值的倍增器。也正因为如此，知识的价值才会愈来愈高，知识才会比黄金更值钱。现在许多人在使用计算机、VCD时用过一张张小小的光盘或软盘，制造这张光盘或软盘（它是用聚碳酸酯制成的）的成本只有3元人民币，但是，如果用它制成一张“办公室97”的光盘或软盘，那么，它就不再仅仅值3元钱了，而是值8000元人民币！同样是一张光盘或软盘，为什么有这么大的差别呢（8000和3的巨大差别）？到底是什么东西使得这张光盘或软盘这么值钱呢？是知识！美国微软公司年轻的总裁比尔·盖茨就是依靠他发明的像“DOS系统”、“视窗95”或“办公室97版”等这样的软件电子产品，到1998年6月，已经拥有510亿美元的净资产，成为世界首富。微软公司虽然没有通用汽车公司那样的居世界之首的各种设施和产品库存量（它的资产价值为400亿美元），但它却拥有2000亿美元的资产价值。他的发家致富决不是像一些罪犯通过走私、贩毒获得的，而是依靠知识“劳动致富”的。

可见，在现代社会经济发展中，最值钱的不是黄金，而是知识。知识就是金钱，知识就是经济，知识在未来的经济发展过程中将会起到越来越重要的作用。

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