把科技前沿知識融入教育教學

◎ 張 震 譚 蔚

把科技前沿知識融入教育教學

◎ 張 震 譚 蔚

我們常常會喊出“拓展學生視野，開拓學生思維”的口號，但卻較少真正付諸實踐，與其說實踐困難重重，倒不如說有些教師教育教學理念停滯不前。當今科技發展之迅速，已非我們能想象，今日之新成果，或許到明日就會成為舊技術。著力開展科技前沿知識教育教學，讓學生具備學科發展的前沿意識，已成為學校教育必不可少的任務，也是課程發展的一個重要方向。學校層面要有科技前沿知識滲透的總體布局，學科要有前沿知識的課程滲透，教師與學生之間要有科技前沿知識的互動，教師在學科前沿知識研究方面要有所成長。

一、開發各種資源，讓專業教育研究力量深層介入

一是高校應當成為中學的強大后盾支持，在中學科技前沿課程設置的規劃與開設、教育教學指導與評價等工作開展過程中，應有相關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階段開展科技前沿知識教育教學的發展模式，定期邀請高校教育研究院的相關教師到中學開展師資培訓。中學與高校教務處、數學系、物理系、化學系、生物系、海洋學院、信息技術學院等院系合作，成立大、中學科技前沿知識教育教學專家團隊，負責中學科技前沿課程開設，高校安排專業力量到中學開設科技前沿知識教學課程，向中學生輻射科技前沿知識教育教學。

二是中學應盡己所能開發各種專業資源力量，支持學?？萍记把刂R的教育教學，如邀請家鄉或本校畢業的相關校友回校開展科技前沿知識教學講座活動等。

二、開設科技前沿知識校本課程，建設課程體系

以某一學科知識為主線，聘請不同專業的專家開設科技前沿知識短課程或講座，圍繞既定主題形成知識樹，構建系列化的拓展課程。授課師資包括高校教師、本校教師及社會專業人士等。

科技前沿知識課程以短學期為單位，課程的難度值不宜太大，其“高度”是學生“稍微跳跳就能摸到的”。教師們用最通俗易懂的語言講解，如有關航天航空知識的微課程，不必單純請航空系專業教授講解高深理論，可以請航空系、化學系、生物系的教授從自己的學科角度圍繞航空航天這個主題，進行備課、授課。

科技前沿知識課程，內容包羅萬象，可以涵蓋能源、生物、物理、化學、外語、心理等多學科。如“能源研究科技前沿”系列課程、“現代物理前沿”系列課程等。微型課程可以靈活采取走班制、小班化教學、學分制，打破原有的班級界限，學生根據自己的興趣靈活選擇課程，并獲得相應的學分。上完微型課程，如果學生對某個知識點感興趣，可以和相關老師取得聯系，進一步學習，獲取學習方法和學習資料，還可以到高校實驗室做實驗，也可以開展微型課題研究。

科技前沿的校本課程可以是多種多樣的：玻色、格物究理——物理學的魅力與誘惑、航天工程及宇宙探秘、物理學前沿、“光”輝燦爛、宇宙飛行之運載工具、能源危機與可再生能源、海水淡化、海洋魚類多樣性及其保護、海洋鐵施肥、化學電源與綠色能源、生物能源、太陽能發電科普知識、核能、邏輯與化學、環境污染分析與對策、空氣動力與流體，海洋前沿科技、我們的海洋、認識海洋生物，青少年科技創新大賽，航模、空模、海模比賽，機器人制作等。

比如海洋課程可以進行海洋意識教育，普及海洋知識，發展海洋科技前沿知識課程，讓“海洋”這一觀念深入人心，讓師生們都能夠擁有強烈的海洋意識。可以組織學生參加每年的全國大中學生海洋知識競賽，成績優秀的可以進入電視總決賽，這也是引導學生積極參與的一種動力。

學?？梢砸M科技前沿知識課程相關教材，也可以組織本校教師自編特色教材。如廈門大學附屬科技中學組織力量編寫的《認識海洋生物》《我們的海洋（高中版）》《我們的海洋（初中版）》及配套教學參考資料 PPT 光盤等，均已由海洋出版社出版發行。學校開設了海洋特色校本課程，并舉行海洋意識教育讀書活動。學校創建了“海洋珍稀物種館”和“海洋貝類館”。“海洋貝類館”歷經兩年多的努力，搜集展示近 400 種海洋貝類干制標本，其中包括鸚鵡螺、庫氏硨磲、鱗硨磲、唐冠螺、萬寶螺、白碟貝等稀有貝類；“海洋珍稀物種館”搜羅了中華白海豚、中華鱘等 6 種國家一級保護的海洋動物，以及綠海龜、玳瑁等 25 種國家二級保護的海洋動物，還有大白鯊、蝠鲼等稀有物種。廈門市海洋與漁業局、廈門海洋野生動物自然保護區和廈門大學水陸生物制品研究所的專家認為，該館稱得上是廈門市最專業、種類最齊的海洋珍稀物種館。它的建成極大地推動了學校的海洋意識教育工作。學校還邀請參加過北極考察的國家海洋局第三研究所所長余興光博士做了《冰海探秘——北極考察親歷與體會》的講座。

三、設立導師與學長輔導制，引領學生關注科技前沿

興趣是學生未來從事學術研究的內在驅動力，但興趣還需進一步聚焦轉化為志向，才能為日后持續不斷地深入探索打下根基。高中階段是學生個性形成、自主發展的關鍵時期，此時若得到具體性的、針對性的充分引導，志向的“生長”必將事半功倍。因此，學?？梢詫嵤熤?，由大學教師、校外專家擔任學術導師，使學生在高中階段就能和一流的教授與專家面對面，幫助學生站上更開闊的平臺，學生也從高校教授那里得到潛移默化的影響。大學專家擔任導師的意義不在于對學生的指導有多具體，更多的是通過近距離接觸，“潤物細無聲”地激勵學生朝著自己的夢想努力。

作為導師制的有益補充，學?？梢云刚堃慌A知識扎實、學業有成、學術上有所專長的大學碩博士研究生、優秀本科生開展學長輔助計劃，將其聘為課程教師或教學助理，利用課余時間與中學生交流科技前沿知識。

四、走進科研場所，讓學生親身接觸科技前沿

學校帶領學生走進廈門大學物理、化學、生物、計算機、能源等各學科實驗室，在廈大專家指導下進行科研方法訓練，結合青少年科技創新大賽進行課題研究，邀請廈大專家舉辦學生微課題答辯會。

在廈大生科院實驗室里，學生培養過上千條實驗魚胚胎，在顯微鏡下觀察它們的心臟；在能源研究院，學生見證過生物柴油一滴滴地被制取出來，又在眼花繚亂的儀器里接受精密的檢測。學生同廈大生科院的導師談論生命科學，一邊從他們的言語里認識科學家眼中的世界，一邊驚訝地發現自己知識的淺薄和課本的狹隘。在大學生必上的生涯規劃課上，學生驚喜地發現自己具有的潛力。未來在他們的身上延伸出了無數種可能，鼓勵學生在不斷求知中成長、探索，走出自己的一條路來。

暑期的科技夏令營，學生們進入“蛟龍號”、科技館等實地參觀，體驗和感受科技前沿的發展。

五、各學科充分挖掘素材，緊密聯系科技前沿知識

在許多學科教學中，有著豐富的可供滲透科技前沿知識的內容知識點，教師要有意識地充分挖掘并關注、學習、搜集本學科科技前沿知識的素材并滲透到學科教學中，對于提高學生學習課堂知識的興趣也大有促進作用。

多年來，各有關學科中考題、高考題、競賽題一直持續關注科技前沿知識及近年來各學科最新諾貝爾獎獲獎項目，尤其是一些科技前沿熱點。相應地，各省、市的統考題、各種學科教學雜志、教輔習題資料也不斷出現聯系各學科最新科技前沿的考題、習題，涵蓋了選擇題、實驗題、綜合計算題等各種題型，涉及的學科科技前沿知識內容豐富。如：物理學科的引力波、我國的“長征七號”、“天舟一號”與“天宮二號”成功對接、星星分離技術、星球大戰、上帝之杖天基動能武器系統、太空武器、探測火星等等。又如化學學科的量子化學、化學反應動力學、合成化學與催化科學、現代分析化學、生命過程的化學、宇宙化學與星際化學等等。它們都是十分吸引人眼球的科技知識。生物學科的結構生物學、新型轉基因水稻既高產又環保、胖癥孕婦為什么往往會生出肥胖的子女、新發現對抗“超級細菌”的“超級英雄細菌”、杏仁核的神經回路、母親的恐懼會傳給后代、新發現的先天淋巴細胞、哺乳動物的營養感知機制、程序性壞死以及DNA甲基化的調控和功能等等。

不久前，我國在海南成功發射了“長征七號”，那么“長征七號”上發射的是什么？發射的 20 顆衛星釋放了18 顆，有 10 顆是寄生在其他星星上的，從第三級分離的只有 10 顆，有 8 顆星從另外 8 顆星上分離，一個月以后再有 2 顆星分離，這很有點星球大戰的味道。這種星星分離技術實際上是美國人設想但從未實施的上帝之杖天基動能武器系統（RODS FROM GOD），是其自2012 年開始研制，計劃在 2025 年前完成部署的一種太空武器。該系統由位于低軌道的兩顆衛星平臺組成，其中一顆衛星搭載有名為“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 6.1 米，重量可達幾噸。該武器能在太空發射，不依靠任何彈藥，其發射的鎢桿彈能以流星的速度（39000km/h）擊中目標，其攻擊能力強大，打擊范圍廣，未來可能用于替代核武器。讓衛星攜帶武器，在需要的時候釋放。美國提出了設想，但我國比美國更早發射，展現了我國航天的最新成就。教師要有意識地關注、學習、搜集這方面的內容，將習題編入校本作業、考試題中，對于提高學生學習興趣、提升學業成績水平會大有幫助。對于平時關注科技前沿知識、對此有濃厚興趣的學生也會產生巨大的激勵與推動作用。

六、調動一切信息資源推廣科技前沿知識

廈門大學附屬科技中學每年都要舉辦科技節，集中舉辦各種科技前沿知識講座，并集中展現學校航模、空模、海模、機器人、科技創新成果、獲得科技專利項目成果、徜徉“海洋珍稀物種館”和“海洋貝類館”等活動。各學科教研組也集中開展本學科科技前沿知識的宣傳活動。

學校圖書館、閱覽室、開放式書架也大量訂閱、擺放了各種科技前沿雜志、書籍，供學生隨時取閱，學校大力鼓勵、促進學生發展科技興趣。在校園教室、實驗室走廊、各建筑物的墻壁、廳廊、宣傳欄內，大量展示各種學科科技前沿知識，營造出濃厚的學習科技前沿知識的校園文化氛圍。各學科教師在學生班級的微信群、QQ群有選擇性地推介各種適合各年級、學段學生不同學科科技前沿知識網站、微信公眾號等，如“環球物理”，不少學生表示出了濃厚的興趣。學生對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科科技前沿問題，展現自己的興趣和知識，通過交流讓學生充滿了自豪感，增添了自信心，滿足了學生的表現欲。激發學生的學習興趣，不是只關注眼前單純的考試分數，那樣只會使一些學生產生挫敗感和自卑感，打擊了他們的自信心，挫傷了他們的學習興趣、學習動力、學習能力和學習欲望。

基礎教育科技人才培養工作，是當今教育部的工作重點之一，中學階段開展科技前沿知識教育，非常具有時代意義及典型性。

G40-03

C

1673-9949（2017）09-0026-03

（作者：張震，廈門大學附屬科技中學高級教師；譚蔚，廈門大學附屬科技中學黨委書記、校長）

［責任編輯：劉斌］