首頁>檢索頁>當前

北京市海淀區中關村學區:有效利用科研院所資源做深做實科學教育

發布時間:2023-11-23 作者:王振惠 來源:中國教育新聞網-《人民教育》

近年來,北京市海淀區中關村學區積極發揮區域科技資源優勢,與中國科學院行政管理局協同聯動中國科學院京區各科研院所,開發實施科學院課程,讓學生走近科學家,親歷科學探究實踐過程,培養學生的好奇心、想象力和探求欲,拓寬科學課程教學邊界,實現科教深度融合,在教育“雙減”中做深做實科學教育。

一、學區與科研院所共同建構適合學生的課程

課程是科研院所科技資源與學??茖W教育有效銜接、有機融合的核心。學區與科研院所組織開展中小學科學教師調研訪談,讓科學家了解學??茖W教育的課程教學狀況、學生認知水平和發展需求,充分利用科研院所的科學家資源、實驗室資源、大科學裝置、博物館及展廳、最新科研成果等,整體設計學習主題、課程模塊和活動環節。課程設計充分尊重中小學生認知規律,體現學生發展核心素養要求,按照1-3年級、4-6年級、7-9年級不同學段,科學設計“知識儲備預學”“院所實地研學”“校內實驗提升”等課程模塊。

科學院課程旨在幫助學生了解前沿科學知識,掌握科學探究方法,激發學生探究科學奧秘的濃厚興趣,引導學生在心中埋下科技創新的種子,增強其科技強國信念。例如,數學與系統科學研究院的“有趣的圖形”“數字偵探”“奇奇怪怪的數學”、軟件所的“體驗人工智能下的智慧生活”“人工智能中的人機交互設計”“人工智能的未來”、空間中心的“揭秘空間站”“神奇微重力”“探秘微重力”等,涉及數學、物理、化學、聲學、地理、氣候變化、動物學、植物學、人工智能等多個領域。

比如,化學所以不同年齡學生的生活經驗和認知基礎為起點,綜合考慮學生的科學教育現狀,設計了三個學段的遞進課程,包括“生活中的化學”“食品中的化學”“化學創造美好生活”等(見表1)。面向低年級學生的“生活中的化學”,主要指導學生觀察和認識身邊的化學現象,激發學生對化學探索的興趣;中年級學生在科學家帶領下探索“食品中的化學”,走進實驗室了解如何利用食物的化學性質制作美食;高年級學生通過了解化學所的最新科研成果,研究化學如何創造美好生活。院所豐富的科技資源為學生提供基于真實情境和任務的活動體驗,在實踐探究中培養學生的科學觀念、科學思維。

表1:“中國科學院化學研究所”課程方案

二、為學生提供豐富的預學資源

走進科學院所之前,學校教師組織學生預學“科學資源包”和“好奇加油站”兩個資料包里面的內容,讓學生初步感知院所概況、研究領域、科技前沿最新動態和科學家事跡,激發學生探究的好奇心和求知欲。

1. 科學資源包

科學資源包是院所科學家為學生精心選擇的科普資源,包括院所的基本情況、知識視頻、文圖資料、圖書推薦和科學家故事等,是科學院課程的資料庫。以力學所課程為例,科學資源包主要包括:科學家的情況介紹,如錢學森和郭永懷的生平資料、科學家訪談的視頻;科普知識圖文資料和視頻,如風洞是什么、飛機的組成部分、飛機最怕什么天氣、形狀奇怪的飛機等。在走進力學所之前,學校教師組織學生學習和討論科學資源包的內容,了解相關背景資料、觀看視頻,學生在預學過程中獲得初步的感性認知,知道力學所的發展歷史和當前概況,了解飛機的結構、功能等有關知識,為實地探索和學習做好知識儲備。

2. 好奇加油站

好奇加油站是科學家結合課程內容在課前給學生的引導性問題,旨在激發學生產生更多的奇思妙想,提出自己的思考和疑惑。之后,教師通過問卷星收集學生提出的問題,并請科學家給予有針對性的回應。

例如,在走進古脊椎動物與古人類研究所前,好奇加油站啟發學生思考以下問題:你的祖先是什么?你覺得研究化石、恐龍等古生物對我們現代人有什么意義?你知道考古學家有哪些必備的本領嗎?在古生物學領域你最想知道什么?在這些問題的啟發下,學生進一步思考,提出“恐龍與人類到底有什么關系、古生物有哪些種類、我國考古研究處于世界什么水平”等問題。

三、通過參觀和講座進一步激發學生的探求欲

經過充分預學,學生帶著對相關院所的初步印象和無限好奇實地參觀展廳展館,近距離觸摸實驗室和大科學裝置,聆聽科學家的講座。

1. 參觀展廳展館

各院所充分運用實物展品、智能設備、互動裝置和模型器材等,讓學生置身于科學情境中,直觀感知科學現象。實地參觀學習有明確的活動目標,比如力學所的活動目標是:通過參觀研究所展館、錢學森和郭永懷辦公室、風洞實驗室等,了解研究所概況、學習科學知識、感受科研氛圍、學習科學家精神。在力學所郭永懷烈士墓和錢學森雕像前,學生聆聽工作人員講解他們矢志報國的光輝事跡;在錢學森和郭永懷的辦公室,學生近距離觀看科學家簡陋的工作環境、簡樸的生活用品和珍貴的研究手稿。在力學所展館,講解員為學生介紹力學所的發展歷史、研究內容、科研創新成果和老一輩科學家事跡,學生學習“力學星空、力學閱讀、知識測驗、實驗觀摩和實踐園地”五個板塊的力學科普知識,參觀風洞實驗室,了解風洞的功能。

為了更好地鞏固研學成果,學校教師與院所組織人員共同設計便于學生參觀、學習和記錄的“導學卡”,引領學生有效進行學習探究,隨時記錄自己的所見所聞所思所想,確保學有所獲。例如,低年段學生在導學卡上主要記錄以下內容:力學所展館中介紹了哪些內容?你最感興趣的是什么?力學所研究的內容有哪些?請說出三位力學所科學家的名字。參觀了力學所展館、錢學森和郭永懷辦公室、風洞實驗室,你有什么感受?

在參觀過程中,學生親身感受錢學森“5年歸國路,10年兩彈成”的豐功偉績和郭永懷“報效祖國、獻身科研”的愛國情懷,充分理解了科學家精神的深刻內涵。在沉浸式體驗中,學生自然而然地將個人理想與祖國命運緊密相連,在心中種下了一顆科技報國的種子。

2. 聆聽科學家講座

為了讓學生更深入地了解各科研院所的最新研究成果,科學家為不同學段的學生開設不同主題的講座,激發學生學科學、愛科學、用科學的熱情。比如在植物所,科學家為初中生講解“植物的光合作用”,介紹植物的光合作用現象、基本原理、研究歷史、對人類生活的重大意義,還分享研究團隊的最新研究進展,講解“光配方”在植物工廠中的應用。內容豐富的講座幫助學生了解植物光合作用的現象、發生過程和對人類生活的重要影響。在互動環節,學生積極思考和參與,就自己感興趣的內容與科學家展開熱烈討論,不斷發問:植物的光合作用都是靠葉子完成的嗎?葉綠素是如何吸收光能的?促進學生走近植物學、感受植物學研究的魅力,體會科學探究的樂趣。當學生身臨其境,了解到科學家匡廷云和他的前沿科技研究“植物工廠”時,學生深深感受到我國植物領域前沿科技發展的日新月異,體悟到科技前沿發展背后蘊含的創新智慧。

四、在院所實驗室動手實踐、具身學習

在院所的實驗室動手實驗是學生最喜歡的活動環節。每個院所都精心設計實驗室課程,在情境創設、任務驅動、實地探究、跨學科學習過程中激發學生實驗探究的興趣,培養學生的科學思維,使學生掌握更多的科學研究方法,樹立嚴謹的科學思想和態度。實驗室課程主要包括兩種類型:一是科學實驗。在科學家指導下,學生以觀察、互動、操作為主,充分調動感官,學會團結協作,掌握實驗操作步驟,增強科學探究的參與度;二是實踐活動。在科學家指導下,學生運用此前在講座中習得的知識開展“做中學”,如紅外測溫儀的正確使用、植物觀察與分類、城市熱島效應的應用等。學生在自主探究和實驗操作過程中經歷知識產生的全過程,生成對知識意義和科學現象的真正理解。

學校教師與院所科學家共同設計實驗室課程內容,包括實驗活動目標、實驗器材準備和實驗過程設計等。實驗過程包括“情境導入、明確任務”“圍繞問題討論”“動手操作實施”“點撥引導、過程檢查”“分享交流”“專家點評、總結拓展”等環節,旨在引導學生親歷科學家實驗研究的全過程,學會實驗研究的思想方法和操作規程。

比如在過程工程所,1-3年級在實驗室里開展“免疫‘奧特曼’和病原體‘小怪獸’”的實驗探究,讓學生了解免疫細胞與病原體的作用過程,繪制免疫細胞和病原體。4-6年級在實驗室利用紫甘藍制作酸堿指示劑,探究花青素在不同酸堿環境下呈現出不同顏色的性質。7-9年級在實驗室學會辨別溶液的酸堿性,自制酸堿指示劑,了解酸堿指示劑的作用和變色原理。

以7—9年級的實驗室課程為例,實驗活動目標是引導學生了解植物的光合作用、知道葉綠素是植物光合作用中吸收光能的主要物質,在科學家指導下完成葉綠素的提取,啟發學生深入研究植物光合作用,了解光合作用對農業生產的重要影響。實驗課內容是對校內生物課的有益補充和深化,激發了學生深入探究的興趣。學生在實驗操作和交流分享中明晰了花青素的變色原理。通過實驗室課程探究,學生不僅親手操作花青素和pH試紙的實驗,還深刻體會實驗操作過程的科學性和嚴謹性,近距離感知科學家實事求是、求真務實的科研作風。學生與身邊的科學家面對面互動交流,仔細觀察、動手操作、認真實驗,探究身邊的科學問題,在“學中思”,在“做中學”,在反復試錯中習得方法、建構認知、提升能力。

五、校內科學實踐鞏固提高成果

學生把所學的科學知識、科學思考、科學感悟帶回學校,由教師指導學生運用所學知識開展進一步的科學實驗、科學調查或科學觀察活動,鞏固和提升院所的學習內容,形成科學實踐成果。

例如,4-6年級學生在力學所動手研究飛機飛行的原理后,學生回到學校研究“自制直升機”,動手組裝飛機模型并進行測試優化,進一步探究伯努利原理,了解直升機的飛行動力。教師指導學生按照飛機用途和機體構造對飛機進行分類,觀察直升機的構造。學生利用橡皮筋直升機實驗材料包(太陽能直升機)自主組裝直升機。在這個過程中,教師及時幫助學生解決實驗中遇到的困難和問題,如檢查安裝的模型是否左右對稱,測試直升機飛行是否姿態平穩等。最后,教師組織學生交流自己的直升機模型以及操作過程,總結收獲與體會,提高理性認識和學以致用的能力。

科學院課程讓學生走出校門、走進科學殿堂,在科學家身邊感悟科學家精神的時代內涵,在實驗室與科學家一起動手實驗、探究、思考,成為做好科學教育加法、落實立德樹人的重要抓手。學區將進一步打通資源壁壘,盤活資源存量,發揮資源效能,創新人才培養模式,構建科教融合協同育人共同體,培養更多具備科學家潛質的青少年。

王振惠 作者系北京市海淀區中關村學區管理中心主任,中國人民大學附屬中學實驗小學黨總支書記,高級教師、高級校長)

《人民教育》2023年第19

0 0 0 0
分享到:

相關閱讀

最新發布
熱門標簽
點擊排行
熱點推薦

工信部備案號:京ICP備05071141號

互聯網新聞信息服務許可證 10120170024

中國教育報刊社主辦 中國教育新聞網版權所有,未經書面授權禁止下載使用

Copyright@2000-2022 www.missionsfortruth.com All Rights Reserved.

京公網安備 11010802025840號

香蕉视频青青久久久_精品无码不卡一区二区三区_妻精品一区,国产亚洲综_久久久久久免费自慰西西人体