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本书共分四章，第一章介绍了马克思主义自然观的形成过程，强调了马克思主义自然观是在古代朴素唯物主义自然观、近代机械唯物主义自然观的基础上创立的，其核心是辩证唯物主义自然观，它在当代的发展是系统自然观、人工自然观和生态自然观。第二章围绕科学究竟是什么展开讨论，阐述了科学的概念和科学的特征、科学活动的基本规范、科学与非科学的划界、科学发展的内在矛盾和科学发展的模式及其动力等内容。第三章科学思维的艺术，在介绍科学的经验基础即科学事实、科学观察与科学实验的基础上，重点讨论了演绎、归纳与批判性思维方法，此外，还介绍了类比、溯因与创造性思维等方法。第四章科学技术与社会发展，主要论述自近代科学技术产生以来其对人类社会发展的促进作用，包括推动人类物质文明的发展、推动人类精神文明进步和促进社会结构的变革等方面。