把科技前沿知識(shí)融入教育教學(xué)

◎ 張 震 譚 蔚

把科技前沿知識(shí)融入教育教學(xué)

◎ 張 震 譚 蔚

我們常常會(huì)喊出“拓展學(xué)生視野，開(kāi)拓學(xué)生思維”的口號(hào)，但卻較少真正付諸實(shí)踐，與其說(shuō)實(shí)踐困難重重，倒不如說(shuō)有些教師教育教學(xué)理念停滯不前。當(dāng)今科技發(fā)展之迅速，已非我們能想象，今日之新成果，或許到明日就會(huì)成為舊技術(shù)。著力開(kāi)展科技前沿知識(shí)教育教學(xué)，讓學(xué)生具備學(xué)科發(fā)展的前沿意識(shí)，已成為學(xué)校教育必不可少的任務(wù)，也是課程發(fā)展的一個(gè)重要方向。學(xué)校層面要有科技前沿知識(shí)滲透的總體布局，學(xué)科要有前沿知識(shí)的課程滲透，教師與學(xué)生之間要有科技前沿知識(shí)的互動(dòng)，教師在學(xué)科前沿知識(shí)研究方面要有所成長(zhǎng)。

一、開(kāi)發(fā)各種資源，讓專業(yè)教育研究力量深層介入

一是高校應(yīng)當(dāng)成為中學(xué)的強(qiáng)大后盾支持，在中學(xué)科技前沿課程設(shè)置的規(guī)劃與開(kāi)設(shè)、教育教學(xué)指導(dǎo)與評(píng)價(jià)等工作開(kāi)展過(guò)程中，應(yīng)有相關(guān)院系專家的深層介入。與高校教育研究院合作，研究適合本校的中學(xué)階段開(kāi)展科技前沿知識(shí)教育教學(xué)的發(fā)展模式，定期邀請(qǐng)高校教育研究院的相關(guān)教師到中學(xué)開(kāi)展師資培訓(xùn)。中學(xué)與高校教務(wù)處、數(shù)學(xué)系、物理系、化學(xué)系、生物系、海洋學(xué)院、信息技術(shù)學(xué)院等院系合作，成立大、中學(xué)科技前沿知識(shí)教育教學(xué)專家團(tuán)隊(duì)，負(fù)責(zé)中學(xué)科技前沿課程開(kāi)設(shè)，高校安排專業(yè)力量到中學(xué)開(kāi)設(shè)科技前沿知識(shí)教學(xué)課程，向中學(xué)生輻射科技前沿知識(shí)教育教學(xué)。

二是中學(xué)應(yīng)盡己所能開(kāi)發(fā)各種專業(yè)資源力量，支持學(xué)校科技前沿知識(shí)的教育教學(xué)，如邀請(qǐng)家鄉(xiāng)或本校畢業(yè)的相關(guān)校友回校開(kāi)展科技前沿知識(shí)教學(xué)講座活動(dòng)等。

二、開(kāi)設(shè)科技前沿知識(shí)校本課程，建設(shè)課程體系

以某一學(xué)科知識(shí)為主線，聘請(qǐng)不同專業(yè)的專家開(kāi)設(shè)科技前沿知識(shí)短課程或講座，圍繞既定主題形成知識(shí)樹(shù)，構(gòu)建系列化的拓展課程。授課師資包括高校教師、本校教師及社會(huì)專業(yè)人士等。

科技前沿知識(shí)課程以短學(xué)期為單位，課程的難度值不宜太大，其“高度”是學(xué)生“稍微跳跳就能摸到的”。教師們用最通俗易懂的語(yǔ)言講解，如有關(guān)航天航空知識(shí)的微課程，不必單純請(qǐng)航空系專業(yè)教授講解高深理論，可以請(qǐng)航空系、化學(xué)系、生物系的教授從自己的學(xué)科角度圍繞航空航天這個(gè)主題，進(jìn)行備課、授課。

科技前沿知識(shí)課程，內(nèi)容包羅萬(wàn)象，可以涵蓋能源、生物、物理、化學(xué)、外語(yǔ)、心理等多學(xué)科。如“能源研究科技前沿”系列課程、“現(xiàn)代物理前沿”系列課程等。微型課程可以靈活采取走班制、小班化教學(xué)、學(xué)分制，打破原有的班級(jí)界限，學(xué)生根據(jù)自己的興趣靈活選擇課程，并獲得相應(yīng)的學(xué)分。上完微型課程，如果學(xué)生對(duì)某個(gè)知識(shí)點(diǎn)感興趣，可以和相關(guān)老師取得聯(lián)系，進(jìn)一步學(xué)習(xí)，獲取學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)資料，還可以到高校實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)，也可以開(kāi)展微型課題研究。

科技前沿的校本課程可以是多種多樣的：玻色、格物究理——物理學(xué)的魅力與誘惑、航天工程及宇宙探秘、物理學(xué)前沿、“光”輝燦爛、宇宙飛行之運(yùn)載工具、能源危機(jī)與可再生能源、海水淡化、海洋魚(yú)類(lèi)多樣性及其保護(hù)、海洋鐵施肥、化學(xué)電源與綠色能源、生物能源、太陽(yáng)能發(fā)電科普知識(shí)、核能、邏輯與化學(xué)、環(huán)境污染分析與對(duì)策、空氣動(dòng)力與流體，海洋前沿科技、我們的海洋、認(rèn)識(shí)海洋生物，青少年科技創(chuàng)新大賽，航模、空模、海模比賽，機(jī)器人制作等。

比如海洋課程可以進(jìn)行海洋意識(shí)教育，普及海洋知識(shí)，發(fā)展海洋科技前沿知識(shí)課程，讓“海洋”這一觀念深入人心，讓師生們都能夠擁有強(qiáng)烈的海洋意識(shí)。可以組織學(xué)生參加每年的全國(guó)大中學(xué)生海洋知識(shí)競(jìng)賽，成績(jī)優(yōu)秀的可以進(jìn)入電視總決賽，這也是引導(dǎo)學(xué)生積極參與的一種動(dòng)力。

學(xué)?？梢砸M(jìn)科技前沿知識(shí)課程相關(guān)教材，也可以組織本校教師自編特色教材。如廈門(mén)大學(xué)附屬科技中學(xué)組織力量編寫(xiě)的《認(rèn)識(shí)海洋生物》《我們的海洋（高中版）》《我們的海洋（初中版）》及配套教學(xué)參考資料 PPT 光盤(pán)等，均已由海洋出版社出版發(fā)行。學(xué)校開(kāi)設(shè)了海洋特色校本課程，并舉行海洋意識(shí)教育讀書(shū)活動(dòng)。學(xué)校創(chuàng)建了“海洋珍稀物種館”和“海洋貝類(lèi)館”?！昂Ｑ筘愵?lèi)館”歷經(jīng)兩年多的努力，搜集展示近 400 種海洋貝類(lèi)干制標(biāo)本，其中包括鸚鵡螺、庫(kù)氏硨磲、鱗硨磲、唐冠螺、萬(wàn)寶螺、白碟貝等稀有貝類(lèi)；“海洋珍稀物種館”搜羅了中華白海豚、中華鱘等 6 種國(guó)家一級(jí)保護(hù)的海洋動(dòng)物，以及綠海龜、玳瑁等 25 種國(guó)家二級(jí)保護(hù)的海洋動(dòng)物，還有大白鯊、蝠鲼等稀有物種。廈門(mén)市海洋與漁業(yè)局、廈門(mén)海洋野生動(dòng)物自然保護(hù)區(qū)和廈門(mén)大學(xué)水陸生物制品研究所的專家認(rèn)為，該館稱得上是廈門(mén)市最專業(yè)、種類(lèi)最齊的海洋珍稀物種館。它的建成極大地推動(dòng)了學(xué)校的海洋意識(shí)教育工作。學(xué)校還邀請(qǐng)參加過(guò)北極考察的國(guó)家海洋局第三研究所所長(zhǎng)余興光博士做了《冰海探秘——北極考察親歷與體會(huì)》的講座。

三、設(shè)立導(dǎo)師與學(xué)長(zhǎng)輔導(dǎo)制，引領(lǐng)學(xué)生關(guān)注科技前沿

興趣是學(xué)生未來(lái)從事學(xué)術(shù)研究的內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力，但興趣還需進(jìn)一步聚焦轉(zhuǎn)化為志向，才能為日后持續(xù)不斷地深入探索打下根基。高中階段是學(xué)生個(gè)性形成、自主發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，此時(shí)若得到具體性的、針對(duì)性的充分引導(dǎo)，志向的“生長(zhǎng)”必將事半功倍。因此，學(xué)?？梢詫?shí)施導(dǎo)師制，由大學(xué)教師、校外專家擔(dān)任學(xué)術(shù)導(dǎo)師，使學(xué)生在高中階段就能和一流的教授與專家面對(duì)面，幫助學(xué)生站上更開(kāi)闊的平臺(tái)，學(xué)生也從高校教授那里得到潛移默化的影響。大學(xué)專家擔(dān)任導(dǎo)師的意義不在于對(duì)學(xué)生的指導(dǎo)有多具體，更多的是通過(guò)近距離接觸，“潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲”地激勵(lì)學(xué)生朝著自己的夢(mèng)想努力。

作為導(dǎo)師制的有益補(bǔ)充，學(xué)校可以聘請(qǐng)一批基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí)、學(xué)業(yè)有成、學(xué)術(shù)上有所專長(zhǎng)的大學(xué)碩博士研究生、優(yōu)秀本科生開(kāi)展學(xué)長(zhǎng)輔助計(jì)劃，將其聘為課程教師或教學(xué)助理，利用課余時(shí)間與中學(xué)生交流科技前沿知識(shí)。

四、走進(jìn)科研場(chǎng)所，讓學(xué)生親身接觸科技前沿

學(xué)校帶領(lǐng)學(xué)生走進(jìn)廈門(mén)大學(xué)物理、化學(xué)、生物、計(jì)算機(jī)、能源等各學(xué)科實(shí)驗(yàn)室，在廈大專家指導(dǎo)下進(jìn)行科研方法訓(xùn)練，結(jié)合青少年科技創(chuàng)新大賽進(jìn)行課題研究，邀請(qǐng)廈大專家舉辦學(xué)生微課題答辯會(huì)。

在廈大生科院實(shí)驗(yàn)室里，學(xué)生培養(yǎng)過(guò)上千條實(shí)驗(yàn)魚(yú)胚胎，在顯微鏡下觀察它們的心臟；在能源研究院，學(xué)生見(jiàn)證過(guò)生物柴油一滴滴地被制取出來(lái)，又在眼花繚亂的儀器里接受精密的檢測(cè)。學(xué)生同廈大生科院的導(dǎo)師談?wù)撋茖W(xué)，一邊從他們的言語(yǔ)里認(rèn)識(shí)科學(xué)家眼中的世界，一邊驚訝地發(fā)現(xiàn)自己知識(shí)的淺薄和課本的狹隘。在大學(xué)生必上的生涯規(guī)劃課上，學(xué)生驚喜地發(fā)現(xiàn)自己具有的潛力。未來(lái)在他們的身上延伸出了無(wú)數(shù)種可能，鼓勵(lì)學(xué)生在不斷求知中成長(zhǎng)、探索，走出自己的一條路來(lái)。

暑期的科技夏令營(yíng)，學(xué)生們進(jìn)入“蛟龍?zhí)枴薄⒖萍拣^等實(shí)地參觀，體驗(yàn)和感受科技前沿的發(fā)展。

五、各學(xué)科充分挖掘素材，緊密聯(lián)系科技前沿知識(shí)

在許多學(xué)科教學(xué)中，有著豐富的可供滲透科技前沿知識(shí)的內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)，教師要有意識(shí)地充分挖掘并關(guān)注、學(xué)習(xí)、搜集本學(xué)科科技前沿知識(shí)的素材并滲透到學(xué)科教學(xué)中，對(duì)于提高學(xué)生學(xué)習(xí)課堂知識(shí)的興趣也大有促進(jìn)作用。

多年來(lái)，各有關(guān)學(xué)科中考題、高考題、競(jìng)賽題一直持續(xù)關(guān)注科技前沿知識(shí)及近年來(lái)各學(xué)科最新諾貝爾獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)項(xiàng)目，尤其是一些科技前沿?zé)狳c(diǎn)。相應(yīng)地，各省、市的統(tǒng)考題、各種學(xué)科教學(xué)雜志、教輔習(xí)題資料也不斷出現(xiàn)聯(lián)系各學(xué)科最新科技前沿的考題、習(xí)題，涵蓋了選擇題、實(shí)驗(yàn)題、綜合計(jì)算題等各種題型，涉及的學(xué)科科技前沿知識(shí)內(nèi)容豐富。如：物理學(xué)科的引力波、我國(guó)的“長(zhǎng)征七號(hào)”、“天舟一號(hào)”與“天宮二號(hào)”成功對(duì)接、星星分離技術(shù)、星球大戰(zhàn)、上帝之杖天基動(dòng)能武器系統(tǒng)、太空武器、探測(cè)火星等等。又如化學(xué)學(xué)科的量子化學(xué)、化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、合成化學(xué)與催化科學(xué)、現(xiàn)代分析化學(xué)、生命過(guò)程的化學(xué)、宇宙化學(xué)與星際化學(xué)等等。它們都是十分吸引人眼球的科技知識(shí)。生物學(xué)科的結(jié)構(gòu)生物學(xué)、新型轉(zhuǎn)基因水稻既高產(chǎn)又環(huán)保、胖癥孕婦為什么往往會(huì)生出肥胖的子女、新發(fā)現(xiàn)對(duì)抗“超級(jí)細(xì)菌”的“超級(jí)英雄細(xì)菌”、杏仁核的神經(jīng)回路、母親的恐懼會(huì)傳給后代、新發(fā)現(xiàn)的先天淋巴細(xì)胞、哺乳動(dòng)物的營(yíng)養(yǎng)感知機(jī)制、程序性壞死以及DNA甲基化的調(diào)控和功能等等。

不久前，我國(guó)在海南成功發(fā)射了“長(zhǎng)征七號(hào)”，那么“長(zhǎng)征七號(hào)”上發(fā)射的是什么？發(fā)射的 20 顆衛(wèi)星釋放了18 顆，有 10 顆是寄生在其他星星上的，從第三級(jí)分離的只有 10 顆，有 8 顆星從另外 8 顆星上分離，一個(gè)月以后再有 2 顆星分離，這很有點(diǎn)星球大戰(zhàn)的味道。這種星星分離技術(shù)實(shí)際上是美國(guó)人設(shè)想但從未實(shí)施的上帝之杖天基動(dòng)能武器系統(tǒng)（RODS FROM GOD），是其自2012 年開(kāi)始研制，計(jì)劃在 2025 年前完成部署的一種太空武器。該系統(tǒng)由位于低軌道的兩顆衛(wèi)星平臺(tái)組成，其中一顆衛(wèi)星搭載有名為“上帝之杖”的金屬棒，該金屬棒由鎢、鈦或鈾金屬制成，直徑 30 厘米，長(zhǎng) 6.1 米，重量可達(dá)幾噸。該武器能在太空發(fā)射，不依靠任何彈藥，其發(fā)射的鎢桿彈能以流星的速度（39000km/h）擊中目標(biāo)，其攻擊能力強(qiáng)大，打擊范圍廣，未來(lái)可能用于替代核武器。讓衛(wèi)星攜帶武器，在需要的時(shí)候釋放。美國(guó)提出了設(shè)想，但我國(guó)比美國(guó)更早發(fā)射，展現(xiàn)了我國(guó)航天的最新成就。教師要有意識(shí)地關(guān)注、學(xué)習(xí)、搜集這方面的內(nèi)容，將習(xí)題編入校本作業(yè)、考試題中，對(duì)于提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、提升學(xué)業(yè)成績(jī)水平會(huì)大有幫助。對(duì)于平時(shí)關(guān)注科技前沿知識(shí)、對(duì)此有濃厚興趣的學(xué)生也會(huì)產(chǎn)生巨大的激勵(lì)與推動(dòng)作用。

六、調(diào)動(dòng)一切信息資源推廣科技前沿知識(shí)

廈門(mén)大學(xué)附屬科技中學(xué)每年都要舉辦科技節(jié)，集中舉辦各種科技前沿知識(shí)講座，并集中展現(xiàn)學(xué)校航模、空模、海模、機(jī)器人、科技創(chuàng)新成果、獲得科技專利項(xiàng)目成果、徜徉“海洋珍稀物種館”和“海洋貝類(lèi)館”等活動(dòng)。各學(xué)科教研組也集中開(kāi)展本學(xué)科科技前沿知識(shí)的宣傳活動(dòng)。

學(xué)校圖書(shū)館、閱覽室、開(kāi)放式書(shū)架也大量訂閱、擺放了各種科技前沿雜志、書(shū)籍，供學(xué)生隨時(shí)取閱，學(xué)校大力鼓勵(lì)、促進(jìn)學(xué)生發(fā)展科技興趣。在校園教室、實(shí)驗(yàn)室走廊、各建筑物的墻壁、廳廊、宣傳欄內(nèi)，大量展示各種學(xué)科科技前沿知識(shí)，營(yíng)造出濃厚的學(xué)習(xí)科技前沿知識(shí)的校園文化氛圍。各學(xué)科教師在學(xué)生班級(jí)的微信群、QQ群有選擇性地推介各種適合各年級(jí)、學(xué)段學(xué)生不同學(xué)科科技前沿知識(shí)網(wǎng)站、微信公眾號(hào)等，如“環(huán)球物理”，不少學(xué)生表示出了濃厚的興趣。學(xué)生對(duì)老師的做法充滿了感激之情和崇拜之意，喜歡與老師們交流探討學(xué)科科技前沿問(wèn)題，展現(xiàn)自己的興趣和知識(shí)，通過(guò)交流讓學(xué)生充滿了自豪感，增添了自信心，滿足了學(xué)生的表現(xiàn)欲。激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，不是只關(guān)注眼前單純的考試分?jǐn)?shù)，那樣只會(huì)使一些學(xué)生產(chǎn)生挫敗感和自卑感，打擊了他們的自信心，挫傷了他們的學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)動(dòng)力、學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)欲望。

基礎(chǔ)教育科技人才培養(yǎng)工作，是當(dāng)今教育部的工作重點(diǎn)之一，中學(xué)階段開(kāi)展科技前沿知識(shí)教育，非常具有時(shí)代意義及典型性。

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1673-9949（2017）09-0026-03

（作者：張震，廈門(mén)大學(xué)附屬科技中學(xué)高級(jí)教師；譚蔚，廈門(mén)大學(xué)附屬科技中學(xué)黨委書(shū)記、校長(zhǎng)）

［責(zé)任編輯：劉斌］