一、引言
党的二十大报告强调了创新作为引领发展第一动力的核心地位，并将科技自立自强视为国家发展的战略支撑。这体现了党对科技创新驱动经济社会发展的深刻洞察与坚定决心。首先，报告指出要加强原创性、颠覆性技术研发，提升核心竞争力。其次，报告明确要推动产学研深度融合，完善科技创新体系。最后，报告提出加强国际科技合作，积极参与全球创新治理。在这样的背景下，《探索科技之路》这本书应运而生，旨在为广大学子提供一个了解现代科学技术的窗口，帮助他们把握科技发展的脉搏，培养科学素养，提高创新能力。在这本书的编写过程中，我们坚持以国家职业教育相关政策和教学标准，以及高职教育的特点和学生需求为依据。在政策层面上，本书遵循国家职业教育改革实施方案，落实立德树人的根本任务，以提高人才培养质量为核心，推进职业教育现代化。在教学标准方面，本书参照相关专业教学标准和课程标准，确保教材内容符合高职教育培养目标和课程要求。本书适合作为高职院校各专业通识类课程教材使用，同时也可以作为师范类学生专业基础课教材使用。
二、内容概述
本书系统介绍了自然科学技术的主要领域和前沿动态，包括数学、物理学、化学、生物学、天文学、地理学以及交叉学科等方面的知识，还介绍了航空航天技术、新能源技术、新材料技术、现代生物技术、电子信息技术、海洋技术等现代高新技术。通过对本书的学习，读者可以全面了解现代科学技术的整体面貌和发展趋势。
本书配有丰富的教学资源，相关配套资源可以通过扫描二维码查看，也可以向出版社索取，邮箱press@bjtueducn。
三、教材特点
在撰写过程中，本书力求做到以下几点。
1 注重理论与实践相结合。在介绍科学技术的基本概念、原理及方法时，本书紧密结合实例，力求使抽象的理论知识变得生动具体，便于读者理解和掌握。同时，本书还将列举了大量的实际案例，以帮助读者了解科学技术在现实生活中的应用及价值。
2 强调学科间的交叉融合。现代科学技术的发展越来越依赖于多学科知识的交叉与融合。因此，在介绍各个学科领域的基本知识时，本书注重揭示不同学科之间的内在联系，力求使读者能够从更广阔的视角去认识和把握科学技术的整体发展态势。
3 关注科学技术的社会影响。科学技术的发展不仅改变了人类的生产方式和生活方式，也深刻影响了人类的思想观念和价值取向。本书紧密结合社会现实，探讨科学技术对人类社会的影响和作用，以期引导读者树立正确的科技价值观，关注科技发展中的伦理、道德及社会责任问题。
4 培养创新思维和创新能力。创新是科学技术发展的核心动力。本书注重启发读者的创新意识，培养读者的创新思维和创新能力，鼓励读者在学习科学技术的过程中勇于质疑、敢于创新，努力为科技创新贡献自己的智慧和力量。
总之，本书旨在引领读者走进科技世界、领略科技魅力、感受科技力量。我们相信，在本书的引导下，读者将能够全面认识和深入理解现代科学技术的发展趋势、学科体系、理论基础、应用实践等方面的内容，并在此基础上为自身的学术研究和职业生涯打下坚实的基础。我们期待着与读者共同探索科技的奥秘，共同创造科技的美好未来。
四、方法与建议
为了使读者更好地学习和理解本书，我们建议采用以下方法。
1 系统学习：按照章节顺序，逐步深入学习。
2 实践应用：结合实际，将所学知识应用于生活和工作中。
3拓展阅读：阅读相关文献和资料，加深对科技知识的理解。
五、学术规范
在本书的编写过程中，我们遵循了学术规范，引用了大量权威的学术资料，确保了内容的准确性和可靠性。同时，我们也尊重他人的知识产权，对所引用的内容进行了合理的标注。
六、致谢
本书由刘军根、陈年根、罗凌欣担任主编，徐溪、罗娇、曾峤担任副主编。刘军根负责第一章第一节、第二节，第二章第三节、第八节，第三章第三节、第五节共计10万字内容的编写工作；陈年根负责第二章第六节、第七节，第三章第一节共计5万字内容的编写工作；罗凌欣负责第二章第二节、第四节，第三章第四节共计4万字内容的编写工作；剩余章节内容由其他人员编写。后期审稿工作由刘军根完成。
在本书的编写过程中，得到了许多专家、学者和热心读者的支持与帮助。在此，我们表示衷心的感谢！同时，也感谢出版社对本书出版的支持。
由于编者水平有限，书中错误与疏漏之处在所难免，欢迎广大读者批评指正。
编者
2024年7月
第一章 绪论 001
第一节 科学与技术的关系 001
情景导入 001
学习任务 001
章节内容 001
一、科学与技术的定义 001
二、科学与技术的联系 002
三、科学与技术的区别 004
四、科学与技术的未来发展 007
第二节 科学方法论 009
情景导入 009
学习任务 009
章节内容 010
一、观察法 010
二、实验法 012
三、演绎法 013
四、归纳法 014
五、调查法 016
第三节 未来高新技术 019
情景导入 019
学习任务 019
章节内容 020
一、高新技术概述 020
二、未来展望 022
三、高新技术的影响和展望 026
第二章 科学的发展历程 029
第一节 从万物皆数到现代数学 029
情景导入 029
学习任务 029
章节内容 029
一、数学萌芽时期基本数学概念时期 029
二、初等数学时期常量数学时期 033
三、近代数学时期变量数学时期 039
四、现代数学时期计算机应用时期 040
第二节 物理学的发展历程 045
情景导入 045
学习任务 045
章节内容 045
一、古代物理学时期 045
二、近代物理学时期 046
三、现代物理学时期 049
第三节 从炼金术到现代化学 053
情景导入 053
学习任务 054
章节内容 054
一、化学的萌芽时期 054
二、金丹术和医药化学时期 056
三、燃素化学时期 059
四、定量化学时期，即近代化学时期 060
五、现代化学时期 063
第四节 从细胞的发现到DNA双螺旋结构 065
情景导入 065
学习任务 065
章节内容 066
一、描述性生物学阶段 066
二、分子生物学阶段 069
三、生物学和现代生活的关系 070
第五节 从巫术到现代医学 073
情景导入 073
学习任务 073
章节内容 073
一、早期传统医学 073
二、科学医学的兴起 076
三、工业时代的医学 079
四、现代医学 080
五、医学未来 080
六、医学挑战 081
第六节 天文学的发展历程 082
情景导入 082
学习任务 083
章节内容 083
一、天文学的萌芽时期 083
二、中世纪的日地中心之争 085
三、1819世纪天文学的蓬勃发展 088
四、20世纪天文学的黄金时期 089
五、现代天文学 092
第七节 从商路图到现代地理学 093
情景导入 093
学习任务 094
章节内容 094
一、地理知识的萌芽阶段 094
二、地理知识和资料积累阶段 096
三、科学地理学的形成阶段 099
四、现代地理学大发展广泛应用阶段 101
第八节 从ENIAC的诞生到人工智能的崛起 103
情景导入 103
学习任务 104
章节内容 104
一、计算机算法和基础理论的发展 104
二、计算机科学的孕育：图灵的理论基础与图灵机的设想 105
三、计算工具的演变：从算盘到机械计算器 106
四、通用电子计算机发展史 107
五、计算机科学的未来展望 112
第三章 现代高新技术概述 115
第一节 航天技术 115
情景导入 115
学习任务 115
章节内容 115
一、航天技术 116
二、太空及其资源 116
三、航天技术应用 118
四、中国航天技术 119
第二节 新能源技术和可再生能源技术 122
情景导入 122
学习任务 122
章节内容 122
一、核能技术 123
二、太阳能技术 125
三、氢能技术 128
四、生物质能利用技术 130
第三节 新材料技术 132
情景导入 132
学习任务 132
章节内容 133
一、金属材料 133
二、无机非金属材料 137
三、有机高分子材料 140
四、小结与展望 145
第四节 现代生物技术 146
情景导入 146
学习任务 146
章节内容 147
一、基因工程 147
二、克隆技术 150
三、生态工程 152
四、小结与展望 153
第五节 电子信息技术 154
情景导入 154
学习任务 154
章节内容 155
一、微电子技术 155
二、通信技术 157
三、计算机及网络技术 160
四、小结与展望 163
第六节 海洋技术 164
情景导入 164
学习任务 165
章节内容 165
一、海洋资源开发技术 165
二、海洋生物技术 168
三、海洋环境保护技术 170
四、小结与展望 173
参考文献 175
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