现代科技与人类未来
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spContent=以现代科技知识为载体,精选“宇宙、地球、物质、生命”四大板块的20余专题,发掘科学的思想、方法、精神、品格……等素质教育元素,穿插科学家创新实践、创造发明的人文背景故事,展现科技前沿的绚丽画卷以及科技发展带来的负面效应,讨论地球与人类的未来。拥有生动的媒体素材,老少皆宜,文理通选。
—— 课程团队
课程概述

      “仰望星空探寻科技的光芒,立足实地吸取知识的力量”。课程以“宇宙、地球、物质、生命”四大板块的20余现代科技精选专题(见课程大纲)为主线,穿插科学历史人文背景,展现了科学家的思想、方法、精神、品格、道德、修养……为科学文化素质教育提供了丰富的知识载体。从宇宙起源到探秘太阳系,从神秘黑洞到时空弯曲;从地球演化到海洋形成,从板块学说到海啸地震;从莱特兄弟到航空兴旺,从万户飞天到航天科技,从蒸汽机到高铁时代,从新能源到新材料,从微观世界到生命奥秘……现代科技突飞猛进,生产能力迅速提升,这不仅极大地改变了人类生活,影响了芸芸众生的运程,而且在科学技术大发展的背后,我们不难看到“气候恶化、环境污染、资源枯竭、物种灭绝”日益迫近的脚步……人与自然究竟会有怎样的未来?

       本课原名为”现代科学技术概论“,始建于1998年,历经了20年的建设、发展与积淀。2012年建成辽宁省精品资源共享课,2014年被中国教育学会授予”大学素质教育精品通选课“称号,2016年建成中国大学慕课SPOC为多所院校千余人定向开课,2017年建成中国大学慕课并更名为”现代科技与人类未来“面向全国开课。自上世纪末本课就成为公众喜爱的科普教育资源,我们先后以课程精选的现代科技专题知识及科学家创新实践的人文历史文化背景为基础,为大连市建成了”大连科普网站“,成为大连电视台青少年素质教育专栏节目”启明星大讲堂“的报告主体,应大连科协邀请先后为周边院校及大中小学生举办科普报告近百场……课程开发、积累的多媒体教学资料和精美课件已为国内上百家院校采用,由高等教育出版社出版的配套教材《现代科学技术概论》发行量可观,受到广大学生和社会公众的欢迎。

授课目标

以科学文化素质教育为目的,以现代科学技术专题为纲目,以科学家的探索发现故事为案例,展现重大科技进步的人文历史画卷;以精选的知识专题、媒体素材为载体,倡导科学的思想、方法、精神、品格、道德、修养,培养科学的世界观、人生观、价值观以及珍爱地球、守望家园、保护环境、崇尚自然的理念。

课程大纲

(教学视频977分钟,建议学分:3)

1. 宇宙起源与大爆炸学说(两讲)

(1)认识宇宙的历程(古代宇宙说)

(2)从太阳系到广阔的恒星世界

(3)现代宇宙学的诞生 发现宇宙膨胀

(4)宇宙大爆炸学说

(5)支持大爆炸学说的证据

(6)宇宙的构成与未来

宇宙起源与大爆炸学说(两讲)单元测试

2. 太阳系探索与发现(两讲)

太阳系探索与发现(两讲)单元测验

(1)概况

(2)类地行星

(3)类木行星

(4)矮行星

(5)小行星及小行星环带

(6)彗星与奥尔特云

3. 黑洞探秘

黑洞探秘单元测验

(1)科学家的预言

(2)宇宙超级压缩机

(3)黑洞的观测与发现

(4)黑洞的分类

(5)黑洞、白洞、虫洞及超时空旅行

4. 地球与海洋

地球与海洋单元测验

(1)地球和太阳系的诞生

(2)地球内部的圈层构造

(3)表面海洋与陆地

(4)地球的现状与面临的危机

5. 大陆漂移与板块学说(两讲)

(1)地球的构造

(2)大陆漂移与海底扩张

(3)板块构造与板块运动

大陆漂移与板块学说单元测验

6. 地震与海啸(两讲)

(1)地震活动概况

(2)地震的成因和预报

(3)海啸活动概况

(4)海啸的成因、预报及防范

地震与海啸单元测验

7. 天地碰撞与灾变(两讲)

(1)恐龙的消失

(2)K-T大灭绝

(3)地质史上的灾变证据

(4)惊心动魄的“彗―木”撞击

(5)恐龙灭绝的启示

天地碰撞与灾变单元测验

8. 物质世界探秘(两讲)

(1)物质形态的多样性

(2)打开原子的大门

(3)探秘原子核

(4)探索基本粒子

物质世界探秘单元测验

9. 新能源发展前景(一讲)

(1)能源概述

(2)新能源与绿色能源开发

新能源发展前景单元测验

10. 核能应用与负面效应(一讲)

(1)核能开发及应用

(2)核能应用之利与弊

核能应用与负面效应单元测验

11. 从蒸汽机到高铁(两讲)

(1)蒸汽机的发明与改进

(2)火车的诞生

(3)内燃机车与电气机车

(4)地铁与轻轨

(5)动车、高铁、磁悬浮

从蒸汽机到高铁单元测验

12. 飞机与航空(一讲)

(1)人类飞行的梦想

(2)莱特兄弟的发明之旅

(3)形形色色的飞机

飞机与航空单元测验

13. 火箭与航天(一讲)

(1)火箭的起源与发

(2)太空飞行器

(3)宇宙航行展望

火箭与航天单元测验

14. 跨课扩展学习:珍爱地球,守望家园(两讲)

进入中国大学慕课“宇宙探索与发现”学习该章内容

(1)操作步骤

(2)基本要求

15. 改变生活的新材料(两讲)

改变生活的新材料单元测验

(1)认识新材料

(2)神奇的纳米材料

(3)纳米技术的应用

(4)新型金属材料

(5)高分子合成材料

(6)新型非金属材料

(7)生物材料

(8)复合材料

16. 生命起源与生物进化(两讲)

(1)关于生命起源的争论

(2)生命起源的化学演化说

(3)对生命起源假说的挑战

(4)生物进化的机理

(5)生物进化的证据

(6)生物进化的历程

生命起源与生物进化单元测验

17. 探索生命的本质(两讲)

(1)生命的基本特征

(2)生命系统的复杂多样性

(3)生命的分子基础

(4)基因与人类健康

探索生命的本质单元测验

18. 现代生物技术与人类未来(两讲)

(1)生物技术的兴起

(2)基因工程及应用

(3)细胞工程及应用

(4)人类基因组计划

(5)生物技术面临的问题与挑战

(6)用生物科技造福人类

现代生物技术与人类未来单元测验

19. 现代科技与人类未来(两讲)

(1)科技进步与社会发展

(2)现代科技的负面效应

(3)人类未来的种种推演

(4)道路曲折,前途光明

预备知识

中学或中学以上的自然科学基础知识。

证书要求

总评成绩100分,其中单元测验占30%,课程讨论占10%,期末考试占60%。

        以教学视频及辅助资料学习为认知基础,完成必要的网络视频教学、习题练习,提交完整的单元测验(电子稿),参加网络平台讨论,参加网络终考等,即可获得本慕课学习成绩。成绩合格获优秀即可获得证书。

        总评成绩60以上合格,90分以上优秀。

参考资料

配套教材:

刘金寿主编.现代科学技术概论.北京:高等教育出版社,2008

优惠购书:http://www.hepmall.com/index.php/product-9546.html  

参考书籍: 

[1] 赵凯华著.定性与半定性物理学.北京:高等教育出版社,2008第二版 

[2] 赵峥.物理学与人类文明十六讲.北京:高等教育出版社,2008

[3] 胡显章,曾国屏主编.科学技术概论.北京:高等教育出版社,2006第二版 

[4] 凯瑟林.库伦著.科学技术与社会.上海:科学技术文献出版社,2007

[5] 刘学富主编.基础天文学.北京:高等教育出版社,2004

[6] 刘金寿主编.宇宙探索与发现.北京:高等教育出版社,2015 

[7] 吴庆余.基础生命科学.高等教育出版社,2003

[8] 陈静生、汪晋三.主编 地学基础.北京: 高等教育出版社,2001

[9] 白春礼.来自微观世界的新概念.第一辑第二册,北京:清华大学出版社/暨南大学出版社,2000

[10] 罗明典.生物技术与新食物源.新华文摘.北京:新华文摘社编辑.人民出版社主办,1999.3. 

[11] 于光远,李醒民等.科学巨星.世界著名科学家评传丛书,西安:陕西人民教育出版社,1995

[12] 宋健,惠永正编.现代科学技术基础知识.北京:科学出版社,中共中央党校出版社,1994

[13] 陆琰,罗辽复.从电子到夸克——粒子物理.北京:科学出版社,1992

[14](美)G·E·艾伦著,谭茜等译.20世纪的生命科学.北京:北京师范大学出版社,1985. 

[15](美)洛依斯·恩·马格纳著,李难译.生命科学史.武昌:华中工学院出版社,1985. 

[16] (美)I.阿西摩夫.从元素到基本粒子.北京:科学出版社,1978

[17] 李四光.论地震.北京:地质出版社,1977

[18] 中国科学院地质研究所.中国地震地质概论.北京:科学出版社,1977

[19] 中国科学院地球物理研究所.地震学基础.北京:科学出版社,1977

[20] J.T 威尔逊等.大陆漂移.北京:科学出版社,1975

参考视频: 

[1](美)高清视频.海洋.Inter Net共享.2012

[2](美)高清视频.旅行到宇宙边缘.Inter Net共享.2011

[3](美)高清视频.地球家园.Inter Net共享.2010

[4](美)高清视频.宇宙之旅.Inter Net共享.2009

[5] CCTV10.哈勃望远镜20年(系列).央视科教节目制作中心.2010

[6] (英)高清视频.与霍金一起了解宇宙(系列).Inter Net共享.2010

[7] CCTV10.太阳系报告(系列).央视科教节目制作中心.2009

[8] CCTV10.宇宙大爆炸(系列).央视科教节目制作中心.2008

[9] CCTV10.百年科技启示录(系列).科教电影制片厂.2000

[10] (英)标清视频.大宇宙(系列).Inter Net共享.1998

图片: 

Inter网公用图片

其他: 

[1] CCTV10频道,CCTV记录频道视频摘要,例如“火星水世界”、“宇宙探秘”等 

[2]优酷视频,百度视频等视频摘录,例如“低温超导的演示”、“火车”、“飞机”、“火箭”等片段

推荐观赏的科幻片、科学影片: 

[1](美)高清影片.先知(神秘代码).Inter Net共享.2011

[2](美)高清影片.2012.Inter Net共享.2011

[3](美)高清影片.星际奇兵.Inter Net共享.2009

[4](美)普通影片.火星任务.Inter Net共享.2000

[5](美)普通影片.回到未来(1-3集).Inter Net共享.1995

[6](美)普通影片.飞碟导航员.Inter Net共享.1991

[7](美)高清影片.阿凡达.Inter Net共享.1991

[8](美)普通影片.天地大碰撞.Inter Net共享.1991

[9](美)高清影片.侏罗纪公园(1-3集).Inter Net共享.1991

[10](美)普通影片.科学巨人爱因斯坦.Inter Net共享.2000

[11](美)普通影片.居里夫人.Inter Net共享.1991

常见问题

内容问题:

人类认识宇宙走过了怎样的历程?

宇宙有无诞生、发展,若有起源,那么诞生以前它又是什么?若有限,它外边有是什么?

黑洞、白洞、虫洞这宇宙三洞真的存在吗?超时空穿越真的可行吗?

宇宙明珠地球在人类手中还能兴旺多久?地球是生命之唯一栖息地吗?地外生命,你在哪里?

地球内部的结构如何?怎样探知?

地球外表的海洋和陆地以及大气如何分布?

地震及海啸是如何发生的?人类能够防范它们的危害吗?

物质形态有哪些?物质是否可以无限分割?目前向微观的分割进行到哪一步了?

新能源、绿色能源都有哪些?核能的开发利用前景如何?如何应对和污染?

人类怎样实现了飞行的梦想?展望未来,我们将怎样翱翔宇宙?

目前的宇宙飞船和火箭以及无线电通讯方式,能让我们平安顺畅地周游宇宙吗?

生命来自何方?生命的本质是什么?决定生命进化的内因、外因各有哪些?

何为生物工程?基因和克隆的本质是什么?

何为转基因工程》转基因食品能吃吗?对人类的健康有无危害?

当今生命科学的热点问题有哪些?它们的蔓延是否有违社会伦理和道德规范?

……

学法问题:

如何学习MOOC(幕课)“宇宙探索与发现”(刘金寿教授与学生的Q-A对话选登)

Q:登录进入课程后,应该如何着手开展学习?

A:课程共计15讲,根据知识点每讲分解为2~5个知识单元,建议顺序学习每个知识单元。

比如第一讲“1. 宇宙起源与大爆炸学说(上)”就包含两个知识单元:

(1)认识宇宙的历程(古代宇宙说 );(2)从太阳系到广阔的恒星世界

Q:如何学习一个知识单元?

A:每个知识单元都统一设计了“问题、视频、课件、内容、扩展、练习”六个栏目,学习者应浏览每个栏目。

问题(引导问题):根据单元内容提出的问题,以便学习者以“问题为纲”开展学习。

视频(教学视频):主讲老师的高清、富媒体授课视频,全程携带同声字幕。

课件(演示课件):主讲教师多年积累、精心研发的授课演示文稿。

内容(内容摘要):学习本段视频前后应该掌握或了解的知识内容纲要。

扩展(扩展学习):对学习者拓展学习给出的建议和指导(可选)

练习(随堂练习):为巩固本知识单元的学习而设置的随堂作业或测验,认真地练习将有助于做好本讲的单元测验和本课程的期末考试。

Q:讨论是如何设计的,学生如何参加课堂讨论?

A:我们对每一讲只设置一次讨论,全课总计15讲15次讨论,每次一次1分,总计15分,在期末总成绩中占10%。我们要提醒所有的学习者,讨论题目就设在每一讲的最后一个知识单元的第七个栏目里,并且本学期设置了“健康的回答即可得分”的设定,请勿忽略或丢失。同时提醒大家,学习者也可以从课程页面左栏中的“讨论区”进入“子版块”——“课堂交流区”,查看并参与各讲的讨论。

Q:随堂练习、单元测验、期末考试三者是何关系?

A:各知识单元中的“随堂练习”是针对本知识点的演练,不计分;而单元测验每题2分,共5题10分(机选),总计15次单元测验得分150,在期末总成绩中占30%;期末考试总分100,占期末总成绩的60%。三者的关系即“只要做好随堂练习——单元测验就顺利——期末考试就成功”,所以建议不要忽视随堂测验练习,要从基本做起。

Q:谈谈可以选修本课程的学习者范围,有没有复杂的数学、物理推导?

A:本课程除了天文学专业外,文、管、艺、体、理、工、农、医的学生皆可选修。全课力求深入浅出,通俗易懂,没有数学、物理推导。主讲人长期主讲理论物理,深知数学语言和物理模型的重要,同样也深知将复杂问题讲简单更为重要。

本课程教学模式、教学流程简洁友好,内容设计丰富多彩,充分引入新鲜资料和富媒体元素,为学习者提供了一套形象生动的学习资源。