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“京工”的历史并非始于1949年，它的前身是1940在延安成立的自然科学院，延安自然科学院是中共在延安创建的一所进行科学教育和科学研究的高等院校。在当时，自然科学院是中共控制地区进行自然科学教学的最高学府，又是自然科学学术活动的中心。可以说，自然科学院在创建之初，规模还是相当可观的。

学校的校址选在了延安城南门外的杜甫川，有50余个窑洞，30余间平房，自然科学院下设大学部，大学预科和初中部，本科相当于大学，预科相当于高中，补习班就是初中。其中大学部注重精研学理与实际技术相配合，最初是设化学工程科，土木工程科，农业科和林木科。在校人数曾经多达300多人。

学校选用了当时国内著名大学使用的中英文版的教材和参考书，有的课程是由教师自编教材，在当时的条件下，延安自然科学院的师资力量可以说是相当了得。教师大部分是革命知识分子，有些人来延安之前就已经是地下党员，第一任校长是李富春，第二任校长就是赫赫有名的“延安五老”之一的徐特立。与此同时呢，自然科学院还建立了物理、化学、生物、地质等实验室，办起了机械、化工实习工厂，与边区的主要农场工厂有密切联系。

当然，自然科学院对于科学的系统研究并不太多，更多的还是注重实际功用性，比如科学院成功研制了用西北的野生马兰草造纸，用沙滩筑盐田的方法制盐，制造了“丰足牌”火柴、玻璃、肥皂和几百万枚军装用的铜钮扣，指导炼铁厂，火药厂的生产等等，甚至设计了杨家岭“七大”会议的大礼堂。