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環(huán)境科學 交叉關(guān)系學科EnvironmentalScience AStudyofInterrelationships 四川農(nóng)業(yè)大學城鄉(xiāng)建設學院 任課教師 廖邦洪聯(lián)系方式 llarry915 辦公電話 87126606 EldonD Enger BradleyF Smith 4交叉科學原理 物質(zhì) 能量和環(huán)境 學習目標 閱讀本章后 你應該能夠 1了解到科學通常是可靠的 因為信息的收集需要公正的評價和不斷的修正 2了解到物質(zhì)由原子組成 原子有特殊的亞原子結(jié)構(gòu) 如質(zhì)子 中子和電子 3認識到每種元素是由具有特定數(shù)目的質(zhì)子和電子的原子組成 同一元素的同位素 其中子數(shù)不同 4交叉科學原理 物質(zhì) 能量和環(huán)境 4認識到原子能通過化學鍵組合在一起 形成分子 5了解到化學鍵的重組會導致伴隨著能量變化的化學反應 6認識到物質(zhì)已固 液和氣態(tài)存在 其存在形態(tài)取決于分子動能的大小 7認識到能量既不能產(chǎn)生 也不能消失 但是 能量可以由一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式 有的能量轉(zhuǎn)化為用途較少的形式 8了解能量具有不同的品質(zhì) 科學思考 科學 對一定條件下物質(zhì)變化規(guī)律的總結(jié) 科學的特點 可重復驗證 可證偽 自身沒有矛盾 科學是運用范疇 定理 定律等思維形式反映現(xiàn)實世界各種現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律的知識體系 是社會意識形態(tài)之一 科學是人類智慧結(jié)晶的分門別類的學問 科學就是講求證據(jù) 邏輯嚴密的人類認知 科學是用來解決問題或了解自然的過程 包括檢驗可能的答案 科學思考 科學方法 獲取知識的途徑 它通過形成可能的問題解決方案 然后對提出方法是否有效進行檢驗 以獲取關(guān)于世界的信息 事實 科學思考 科學家對科學問題通常有如下基本假設 1在自然界觀察到得事件都有其特殊的原因 2這些原因能夠被找到 3有通用的規(guī)則或模式來描述自然界中發(fā)生的事件 4重復發(fā)生的事件可能有相同的原因 5一個人觀察到得東西也能被他人觀察到 6不管事件在何時何地發(fā)生 相同的規(guī)則普遍適用 進行觀察 提出問題 形成假說 檢驗假說 與其它科學家交流 修正假說 用現(xiàn)有的科學理論和定律進行擬合 提出新的科學理論和定律 觀察 提出問題并探索 建立假說 檢驗假說 提出理論和定律 科學工作者必備的素養(yǎng) 美國休斯頓大學生物化學系高曉蓮教授結(jié)合親身經(jīng)歷認為 要做 一個科學家 跟著興趣走 勤想問題 試著嘗試用新方法解決問題 看到即使不可能的事也要努力做 等 是作為一名科學工作者必備的素質(zhì)和精神 來自同學的啟示 段輝輝的 精彩大學 大一 二時 他全力以赴 亦苦亦樂 亦失亦得 但當最終成績熠熠閃耀時 也驗證了一句話 世上只有你想不到的 沒有你做不到的 大一 段輝輝輕輕松松拿下多修6 5個學分的必修課 這還只是起點 其學年內(nèi)他擔任學院宣教部副部長職務 亦擔任小班學習委員和院青年先鋒隊宣教部委員 在事務繁多的情況下 他順利拿下英語四級 六級 計算機二級 并取得了國際商務英語等級考試和高級國際貿(mào)易業(yè)務員的資格證書 參加由微軟公司舉辦的2007國際辦公軟件核心技能世界大賽中國區(qū)總決賽 成為 全國百強選手 并拿到了MicrosoftOfficeSpecialistExpert的證書 大學生活在段輝輝的眼里是充實而又忙碌的 大二 段輝輝把注意力集中在數(shù)學建模上 興趣引領他走向更高的殿堂 數(shù)學建模成為他生活 學習中不可缺少的一部分 他成為數(shù)學建模協(xié)會副會長 并帶領著他們團隊先后在國內(nèi) 國際的數(shù)學建模大賽中取得了優(yōu)異的成績 也刷新了學校在這一領域的最好成績 在2007年 高教社 杯全國大學生數(shù)學建模競賽中獲得四川賽區(qū)二等獎 在2007年中國電機工程學會全國大學生電工數(shù)學建模競賽中獲得一等獎 在2008年四川農(nóng)業(yè)大學數(shù)學建模競賽中獲得二等獎 在2008年美國大學生數(shù)學建模競賽中獲得一等獎 在2008年 高教社 杯全國大學生數(shù)學建模競賽中獲得四川賽區(qū)二等獎 科學的局限性 隔行如隔山 科學家也要與倫理道德問題做斗爭 科學中正常的爭論或辯論是科學文明進步的表現(xiàn) 物質(zhì)結(jié)構(gòu) 原子結(jié)構(gòu)物質(zhì)的分子屬性酸 堿和pH 物質(zhì)結(jié)構(gòu) 無機物和有機物區(qū)別 有機物又含有碳原子的分子組成 這些碳原子通常彼此連接成鏈狀或環(huán)狀 有機物分子通常比較大 有機物分子的化學鍵含有大量的化學能 當化學鍵斷裂時其中的化學能被釋放出來 并形成新的無機化合物 化學反應化學鍵放熱反應吸熱反應活化能催化劑 生物體內(nèi)的化學反應光合作用6CO2 6H2OC6H12O6 6O2呼吸作用C6H12O6 6O26CO2 6H2O 能量 太陽能 葉綠體 能量原理 能量 做功的能力 當一個物體被移動一段距離時就做了功 能量的種類 動能 勢能物質(zhì)的形態(tài) 氣態(tài) 液態(tài)和固態(tài) 熱力學第一定律能量既不能產(chǎn)生也不能消滅 只能從一種形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形式 熱力學第二定律當能量從一種形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形式時將損失一些有用的能量 不能用來做有用功的能量稱為熵 entropy 即當能量從一種形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形式時熵增加 能量流的環(huán)境意義 能量轉(zhuǎn)變過程中產(chǎn)生的熱量消散于宇宙之中是一種普遍現(xiàn)象 某些形式的能量比其它形式更有用 如電能 低質(zhì)量的能量轉(zhuǎn)化為高質(zhì)量的能量時 必須做功 低質(zhì)量的能量 熱能 對維持適宜生物生存的環(huán)境具有重要作用 能量轉(zhuǎn)化 流動 是維持生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的重要機制 生態(tài)系統(tǒng)的生命活動服從熱力學第一 二定律所描述的物理學原理 太陽輻射在生態(tài)系統(tǒng)中的傳輸 復習思考題 1科學原理和非科學原理有什么區(qū)別 2什么是假說 為什么它是科學思維方