科学课程渗透科技前沿素材的教学探讨科学课程渗透科技前沿素材的教学探讨.doc

科学课程渗透科技前沿素材的教学探讨 1施建岳，2朱铁成 （1浙江师范大学数理信息学院，2浙江师范大学教师教育学院） 摘 要：科技前沿是指现代科学与技术发展的高新领域及不断拓展的交叉性和边缘性的科学与技术领域。在科学课程教学中渗透科技前沿素材要综合考虑科学课程目标、课程内容、学生实际等因素，遵循教育性原则、相关性原则、兴趣性原则和适当性原则，并采用随机切入教学、科技材料阅读、试题情景创设、研究性学习等方式，恰到好处地把科技前沿素材融入科学课程的教学之中。 关键词：科技前沿素材；科学课程；科学教学； 渗透 当今社会迅猛发展，新的科技成果层出不穷。科技成果的正确应用推动社会的进步，而它们的滥用又可能会给人类带来负面影响，甚至造成灾难性的后果。作为未来的合格公民，中学生有必要了解和学习一些必须的科技前沿知识。科学课程要担负现代科技教育的使命，要在内容的选择上“反映当代的科学成果，应当让学生了解一些他们能够接受的现代科学技术知识，了解现代科学技术对建设新农村、新城镇和改善人们物质与精神生活的作用”。科技前沿素材在科学课程的教学中的渗透有助于加深学生对科学、技术与社会关系的理解。另一方面，科技前沿素材的合理渗透能使科学课程的教学充满现代化的气息，能有效激发学生的学习兴趣和探究事物的动力，有助于培养学生探究能力和创新能力。但是由于教材编写及使用的周期较长，科学教材上的现代科技内容往往滞后于当今科技的发展。因此，如何在科学课程的教学中，根据教学目的、教学内容和学生的实际，选择、组织和融合最新的科技前沿素材，毫无疑义是一个重要的研究课题。 一、科学课程中的科技前沿素材 科技前沿一般是指20世纪中叶以来，科学与技术的一些重大突破和高速发展的新领域，它们还在不断拓展、萌发交叉边缘的新的学科和新的技术。其中，科学前沿一般是指在以相对论、量子论、DNA双螺旋结构和板块学说为标志的研究推动下，人们对自然界探究的前端领域；技术前沿主要是在以信息技术、现代生物技术、新材料技术、新能源技术、航天技术等前端领域。 初中科学课程的科技前沿素材是指初中科学课程涉及物质科学、生命科学、地球、宇宙和空间科学三大领域中的前沿性课题有关的内容。现行初中科学课程所涉及的科技前沿主要包括环境与资源、现代农业与基因工程、通信与交通、材料和空间技术五个领域。教科书对这些课题的内容呈现或是缺失，或是不全，或是落伍，需要教师从期刊、网络、电视等载体摄取、筛选、加工、提炼。然后根据教学目的、教学内容、学生实际，把科技前沿素材渗透到科学课程的教学之中。 二、科学课程教学中渗透科技前沿素材的原则 科学课程的教学渗透科技前沿素材，要综合考虑科学课程目标、课程内容、学生实际等因素，需要遵循教育性原则、相关性原则、兴趣性原则和适当性原则。 1．教育性原则 所谓教育性原则是指在筛选和运用科技前沿素材时，要考虑其对学生发展的教育作用。科技前沿不仅有科学知识、科学方法、科学思想和科学精神的因素，同时也蕴含着丰富人文思想和人文精神。在科技前沿研究中，研究人员表现出勤奋、好学、意志、毅力、严瑾、求实、谦虚、谨慎、协作、团结等美德，并科学研究中表现出追求完美的态度和精神。正是这种态度和精神，使他们在科学实践中沿着崎岖的山路不断向上攀登，并取得光辉的成就。在科学教学中要充分利用这些素材让学生体验并学习这种追求完美的态度与精神。又如科学、技术与社会的关系是科学课程标准规定的内容，在教学时可以引入最新有关“海洋酸化”的素材：联合国教科文组织2008年10月发布公报：目前海洋每年吸收的温室气体都在80亿吨左右，这对于减缓气候变暖起到了重要的作用。但由于吸收了过多的二氧化碳，海洋正在以前所未有的速度酸化。但海洋酸性增加，会影响珊瑚、贝类等多种海洋生物的生存，对海洋生态系统造成极大破坏。这一现象已经威胁到了海洋生态系统和几千万人的生计。让学生意识到减少二氧化碳的排放量对环境的重要意义。又如爱国主义是每个公民都应具有的基本素质，也是一个国家得以生存和富强的精神力量。有些科技前沿素材蕴涵有爱国主义教育的内容，教师应很好的利用这些素材，对学生进行爱国主义教育。如在科学教学介绍我国航空航天技术的高速发展，既能激发学生学习的科学兴趣和热情，又能培养学生爱国主义的情操。 2．相关性原则 所谓相关性原则是指要根据科学课程标准、科学教科书的要求以及提高初中学生科学素养的相关程度来筛选和运用科技前沿素材。例如在初中科学课程中有发电机和发电机原理的教学内容，并介绍纳米的概念。而在2008年美国佐治亚理工学院教授王中林等人成功地在纳米尺度范围内将机械能转换成电能，研制出世界上最小的发电机——纳米纤维发电机。它的工作原理：把纳米纤维织成布料穿在身上，可以利用人体运动来发电，目前可以应用于一些个人便携式电子设备。因此，可以将纳米发电机的素材