Vol.627

课程大纲

地球与人类文明

课程大纲

博雅哥说

本篇推送展示的是北京大学地球与空间科学学院陈斌老师本学期开设的核心通识课程《地球与人类文明》的教师介绍、课程介绍和课程大纲。

在本门课程当中，陈斌老师将结合虚拟现实、人机交互、智能移动计算等各项实验教学技术，为同学们展现地球演化过程和人类文明发展进程，并鼓励同学们深入探索和积极思考。

开课院系：地球与空间科学学院

授课教师：陈斌

学分：2

教师介绍

授课教师

陈斌

陈斌，北京大学地理与空间学院副教授，任职于遥感与地理系统研究所。地理信息系统专业，主要研究领域为虚拟地理环境、空间信息分布式计算。主讲本科生课程有《数据结构与算法B》，《离散数学》，慕课《离散数学概论》，《地球与人类文明》，《虚拟仿真创新应用与实践》，主讲研究生课程有《空间数据库》，《开源空间信息软件》。

课程简介

本课程结合虚拟现实、人机交互、智能移动计算等各项实验教学技术，展现地球演化过程和人类文明发展进程；鼓励学生能够结合自己专业知识，积极进行多角度的思考与交流；从而培养学生理解和掌握地球演化与人类文明之间的基本逻辑，并能积极思考人类文明未来发展之路。

This course introduces mainline as interaction between the earth and humankind civilization, research the way that how geological phenomenon and environment factors to promote the evolution of life, arising of intelligence and formation of humankind civilization, to lead direction of humankind civilization. This course also approaches subjects of how humankind civilization reforms the earth conversely, thinks harmonious ways of common advance between humankind civilization and the earth.

The course consists of lectures, read and discuss, homework, laboratory experiments and field practice. It combines virtual reality, human-computer interaction, intelligent mobile computing and other experimental teaching technologies. The evolution of earth and  the development process of humankind civilization  will be presented. Students are encouraged  to  positive thinking and discussing from multiple perspectives  with their professional knowledge in the course. Students will understand and master the basic logic between the evolution  earth and human civilizations.

教材和参考书目

教材：

《理解自然：文明星球的形成》，清华大学出版社，2010年；

《人类简史：从动物到上帝》，中信出版社，2014年；

参考书目：

《地球 环境 社会》， 高等教育出版社，2017年；

《失控：机器、社会与经济的新生物学》，作者：凯文·凯利（KevinKelly）

课程安排与授课方式

课程第一至第十四周每周1讲，共14讲，第十五、十六周进行期末论文材料准备。教学方式采取课堂讲解、课后阅读、影视作品欣赏、分组讨论、课上报告和野外实习及实验相结合。

课程大纲

第一讲：宇宙与地球起源（2学时）

概要介绍从宇宙大爆炸开始的物质演化，恒星、行星的形成，以及地球的形成过程。

1、宇宙的起源

2、太阳系形成和组成

3、地球和月球

课堂报告：各小组查找资料，分组讨论某个古文明对宇宙的认识

课后阅读：科幻小说《最后的问题》

第二讲：理解自然（2学时）

概要介绍地球诞生以后所经历的地质年代及其特征，以及大陆漂移对于生物进化的影响，如何理解自然及自然演化的一致性

1、人类的好奇心和想象力

2、物种演化

3、理解自然

4、自然演化的一致性

课后思考：物种的演化是否有一个方向？智慧和文明的出现是方向么？

课后阅读：教材《理解自然：文明星球的形成》第1～3章

参考阅读：《失控：机器、社会与经济的新生物学》第1～2章

第三讲：室内实验1：大陆漂移虚拟仿真实验（2学时）

通过对虚拟仿真环境中大陆漂移的年代、板块和生物种群等的操作与观察，加深对大陆漂移学术的认知。

课后阅读：教材《人类简史：从动物到上帝》第一部分：认知革命

参考阅读：《失控：机器、社会与经济的新生物学》第3～4章

第四讲：风的起源与演化（2学时）

介绍陆上最早的风，各地质年代风特征的推论，以及对生物进化的影响。

1、风的概述

2、风的起源

3、各地质时期的风

4、风的演化证据

课堂报告：人择原理与人类文明；全球变暖对风和海水的影响及后果

课后阅读：教材《理解自然：文明星球的形成》第4章

参考阅读：《失控：机器、社会与经济的新生物学》第5～6章

第五讲：海水盐度的演化（2学时）

介绍大海演化和海水盐度演化过程，以及对地球环境和生物进化的影响。

1、海水盐度的演化模式

2、海水盐度的演化过程

3、综合理解海水盐度演化

课后阅读：教材《理解自然：文明星球的形成》第5章

参考阅读：《失控：机器、社会与经济的新生物学》第7～8章

第六讲：火与人类文明（2学时）

介绍地球上火的演化，以及对于智慧出现的影响和必要性。

1、火对文明起源重要性

2、人火之间最初媒介

3、地球上火的演化

4、人类对火的最初利用

5、火的两重性

课堂报告：各古文明对火的崇拜；人类文明中火的进化：迈向最高的温度

课后阅读：教材《理解自然：文明星球的形成》第6～7章

参考阅读：《失控：机器、社会与经济的新生物学》第9～10章

第七讲：地球环境演化一致性（一）（2学时）

介绍四季昼夜、温度、氧和大气层对于生物进化和智慧出现的影响；介绍生态系统、声音与光照对于生物进化和智慧出现的影响。

1、四季昼夜与人类文明起源

2、温度：控制万物状态的基本因素

3、氧气和大气层

4、丰富的生态系统

5、声音与可见光

6、气候变异与人类能力的增长

课堂报告：物种大灭绝及其影响（5+1次）；人工生态系统演化与太空探索；生物视觉的演化

课后阅读：教材《人类简史：从动物到上帝》第二部分：农业革命

参考阅读：《失控：机器、社会与经济的新生物学》第11～14章

图为大陆漂移-海底扩张示意图

第八讲：野外实习：北京西山虎峪野外实习（2课时）

野外观察综合的地质现象，通过对地层的认知，更深刻的认识不同地质年代的地层沉积，受力以及风等自然因素的侵蚀现象。

课后阅读：教材《人类简史：从动物到上帝》第三部分：人类的融合统一

参考阅读：《失控：机器、社会与经济的新生物学》第15～16章

第九讲：地球资源演化一致性（二）（2学时）

介绍地球上水、土壤和平原等物质资源对于文明起源和发展的影响；介绍地球矿产等物质资源对于文明起源和发展的影响。

1、水循环：文明起源的前提

2、土壤：文明起源的桥梁

3、平原：文明起源的摇篮

4、矿产：大自然的馈赠

5、两条物质链：能源与金属

课后阅读：教材《理解自然：文明星球的形成》第8～9章

参考阅读：《失控：机器、社会与经济的新生物学》第17～18章

第十讲：室内实验2：显微镜和虚拟显微镜的观察（2课时）

通过显微镜观察矿物，加深对微观矿物的认知。而虚拟显微镜可以增强操作的熟练度，可将镜下观察情况共享。

课后阅读：教材《理解自然：文明星球的形成》第10～11章

参考阅读：《失控：机器、社会与经济的新生物学》第19～22章

第十一讲：人类简史与未来（一）（2课时）

探讨导致人类原始文明的起步的自然演化链，以及宇宙中从生命到文明的基本演化模式；介绍人类中的一个分支如何组织为社会，并从起源之地开始遍布地球，占据各物种的统治地位。

1、我们是谁？

2、认知革命

3、农业革命

课后阅读：教材《人类简史：从动物到上帝》第四部分：科学革命

参考阅读：《失控：机器、社会与经济的新生物学》第23～24章

第十二讲：人类简史与未来（二）（2课时）

介绍大规模人类组织的发展和科学方法的出现。

1、人类的融合统一

2、科学革命

课堂报告：科幻电影（太空探索、人工智能、生物工程、气候变化、未来社会）中的人类思考

参考阅读：《地球 环境 社会》第1～3章

第十三讲：文明的反噬和未来之路（一）（2学时）

介绍地球造就了人类文明，但人类文明的高度发展反过来重创了地球，环境污染、资源枯竭、物种灭绝使地球陷入人造的危机。

参考阅读：《地球 环境 社会》第4～6章

第十四讲：文明的反噬和未来之路（二）（2学时）

介绍奇点理论，各种最前沿的科学技术将与人类互相推动、协同进化，人类是否能够最终走向和谐的文明世界。

图为《失控：机器、社会与经济的新生物学》

成绩评定

平时发言（40%），作业报告（30%）和期末论文（30%）。

郑林 编辑 / 文浩 校对

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