时间：2023-03-15 14:55:16
导语：在中学生科技发明论文的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
2017年试点高校自主招生正在紧锣密鼓地进行。近日，教育部下发通知，要求严厉打击自主招生中的证书、发明、专利、和造假等违规违纪行为，坚决斩断“利益链条”。
弄虚作假，背后暗藏“利益链”
“孩子明年参加自主招生，需要一项专利。署孩子自己的名字，能做吗？”记者以高中生家长的身份，在某宝网站上咨询。没想到，表示能“接单”的店家不少，更有人主动表示，“我们做过上百个这样的案子”。
“得看着像孩子自己做出来的，现在学校面试时还会考察，不能让孩子穿帮。”记者进一步咨询。“可以申请生活用品领域的专利，到时候会把详细的技术方案发您。”一个店家“很有经验”地建议。
看记者有点犹豫，对方马上发来《高中学生申请专利选题方向》，请记者和孩子“参考”。文件题头写着“自主招生”，分物理类、工具类、环保类等7个方面，比如物理止血绷带、教学用黑板、自动收纳铅笔盒……只要付款，指定一项“专利”并提供考生信息，对方就能“一条龙服务”，直到专利证书交到顾客手上。
“证书保真吗？现在被查出造假不得了。”记者问。“肯定是真的，我们是向国家知识产权局申请的，所有信息都能在网上查到，您可以放心。”对方胸有成竹。
据了解，用作交易的专利主要有转让专利、申请专利两种。前者是将已有专利转让到考生名下，后者则是直接用考生姓名来申请，更加“安全”。一位专利公司员工介绍，“即使是转让，也可以在网上查询到，这不违法，都是正常商业行为”。
与专利类似，买版面、发文章也成了自主招生引发的“商机”。“高中生要发表文章，怎么操作？”记者咨询一个从事论文刊发的商家。“文学类省级刊物，2000字符900元；财经类省级刊物，2500字符1100元。服务费另算。”这位工作人员还颇为“内行”地建议，“文章关键得看着真实，不然一看就是别人的，有什么用呢？”
不同于买卖双方的“心领神会”，一位不愿透露姓名的基层教师告诉记者，自己因为“有点文采”，饱受自主招生之苦。“朋友的孩子想拿作文竞赛名次，从而取得自主招生资格，请我作文，还有的让我以孩子之名发表文章。”这位老师颇为痛心地感慨道：“好好的自主招生政策，为什么总有人想钻空子？”
一旦查实，取消其高考资格
“招生对象：高中阶段获得专利或者其他具有学科特长、创新潜质和特殊才能并能提供相关证明材料的考生……”这摘自江苏省某高校的自主招生简章，放眼全国90所自主招生试点高校，这样的要求再常见不过。不少高校还提出，“在刊物上发表文章或论文”者优先，并对刊物级别、论文数量、是否第一作者等作出规定。
怎样判断一位学生具有学科特长和创新潜质？口说无凭。在学校要求提供的证明材料中，数学、物理、化学等学科竞赛，全国青少年科技创新大赛、“明天小小科学家”等大赛，门槛较高，难度较大，再加上获奖证书真伪一查便知，很难钻空子。于是，不少人就瞄上了有“操作余地”的发明专利、论文和文学作品。
一个“优秀学生”看起来“高大上”的证明材料，也许仅是金钱交易的结果。本来是“不拘一格降人才”的好政策，因为个别人的“歪脑筋”，败坏了自主招生的风气，更给其他考生带来严重的不公平。
4月1日，教育部印发《关于严格高校自主招生资格审查和考核工作的通知》（以下简称《通知》），从报名条件、材料审查、学校考核、监督制约、惩处造假5个方面提出“五严格”，并在自主招生历史上首次提出“对查实提供虚假申请材料的考生，取消其高考相应资格”。
根据《通知》，对考生提交的发明、专利、论文等申请材料，须要求由考生本人原创，并对其真实性负责；对拟认可的赛事证书，要组织相关专家对赛事的科学性、权威性、规范性、普及性进行认真评估。
针对证书、发明、专利、和造假等违规违纪行为，《通知》要求，坚决斩断“利益链条”。如果考生敢“冒天下之大不韪”，一经查实，不仅要被“通报考生所在地省级招生考试机构”，更会被取消自主招生乃至高考资格；如果学校、单位和个人在自主招生中或协助考生弄虚作假，将被严肃处理并追责问责；如果高校在自主招生资格审查和考核中出现严重违规违纪现象，将被暂停或取消自主招生资格。
“严厉的惩处机制，是‘打假’最有效、最直接的方式。如果造假，就让这个考生付出惨重代价，这样才能维护风清气正的自主招生环境。”西安交通大学副校长郑庆华表示。
肃清考纪，要炼就“火眼金睛”
“我入围了一所‘985’大学的自主招生名单，当初脑子一热自己造了几张‘奖状’，现在学校让提交奖状原件，我还有救吗？”去年，高三学生小吴在网上仓皇“求助”。
要求出具证明材料原件，就是高校自主招生应对“作假”的一招。要想肃清招考环境，光靠考生自觉，显然不可能。在这个过程中，需要高校健全报名材料审查制度，完善考核办法，炼就一双“火眼金睛”。
《通知》要求，针对考生提交的证书、发明、专利、论文等申请材料，以及有关学校、单位或专家提供的推荐材料，试点高校要组织校内外专家进行严格审核，仔细甄别相关材料的真实性、可信度和考生参与度；在考核环节，组织相关学科专家开展科学、规范的深度考核，重点考核考生是否具备申请材料呈现的学科能力、创新潜能、学术潜质，实际水平是否达到应有的程度。
为了最大限度地压缩“灰色地带”，今年，西安交通大学出了“狠招”，其报名条件只开了3个“口子”：全国中学生学科奥林匹克竞赛，科创类竞赛决赛，高中阶段以第一原始产权人获得国家发明专利者。“前两项以教育部阳光高考网名单为准，第三项会在国家知识产权局网站上查验。”西安交通大学招生办公室主任訾艳阳告诉记者。
“现在的问题是，专利证书经鉴别是真的，论文经鉴别也是真的，关键是这个真的‘成果’，是不是考生本人做出来的？这个难度非常大。”郑庆华一针见血。针对这个问题，西安交通大学大今年专门制定审查办法和评价标准，严查发明专利，300余位专家教授组成的专家库、上千道面试题组成的题库严阵以待。学校要求学生提供专利产生过程中的材料，并在笔试、面试环节，请专业教授对其发明专利进行专门考核，仔细甄别学生本人是否真的是原创者。据了解，去年用发明专利当“敲门砖”的考生，没有一个通过西安交大的自主招生测试。因为严格把关，走过15个年头的西安交大自主招生成绩值得肯定，“就拿2016年本科学生标兵来说，10个当选者有7个是自主招生进来的学生。”訾艳阳自豪地说。
一、开展研究性学习的方法和步骤
在学习《第一次工业革命》的过程中，同学们对课本中的许多新发明特别感兴趣，有的同学提出了许多有关这些机器发明的假设性问题；有的则对这些机器的结构产生了浓厚的兴趣；有的对课本中的历史人物充满了探究的欲望。鉴于这种情况，笔者引导学生开展研究性学习。具体方法和步骤如下：
1.提出研究课题。教师结合学生的兴趣、意向：指导学生成立学习小组，布置研究任务，划定研究范围；学生在教师指导、小组合作讨论的基础上，归纳出准备研究的具体题目，形成具体的研究目标或范围，这就是“定题”。定题一般由学生个人或学习小组完成，并向指导教师汇报课题或设计的研究内容、目的和方案，也可以由教师提出若干相关课题，由学生个人或学习小组自主选择。
2.依据所定课题，分组讨论，撰写小论文。按上述所分小组，每一组由组长负责，把课题分解为几个子问题分别由学生研讨，题目由各组学生自拟。研讨结束后，各小组利用已获取的各种材料对研讨结果进行整理，撰写成文。教师在学生活动过程中，参与他们的讨论，帮助他们充实内容、修改错误，给予他们恰当的帮助和指导。
3.成果汇报，互相交流。经过充分的准备后，学生们在课堂上进行成果交流、汇报，宣读论文。每一组的小组长把自己小组的研究成果制作成幻灯片展示给其他同学。学科代表作为主持人把各组的研讨情况汇总起来予以总结。由同学们的成果汇报会可以看出，他们的研讨主要涉及以下几个方面：(1)从英、法、美、德、日、俄等国工业革命的产生发展中归纳推动科技革命的基本条件。(2)比较英、法、美、德、日、俄等国科技发展的相同点、不同点，并分析其形成原因。(3)收集整理珍妮纺纱机、“骡机”、水力织布机发明的相关过程，思考其工作原理。(4)探究蒸汽机、汽船、火车机车的发展过程，了解其工作原理。(5)工业革命对世界历史发展进程的影响。(6)早期工业革命存在的种种问题(如污染、使用童工等社会问题)。(7)瓦特、富尔顿、史蒂芬孙等人的历史故事。
二、研究性学习的效果
1.在研究性学习中，学生学习的主动性能得到淋漓尽致的发挥。在《第一次工业革命》学习的过程中，从发现问题到成果展示，每个环节都由学生完成，激发了学生探求新知的积极性，他们乐于求新、求异，由“让我学习”变为“我要学习”。
2.学生学会了多角度分析问题。在学习《第一次工业革命》的过程中，学生在深入研究本学科知识的同时，从多方面获取材料，综合运用了多门学科的知识，加强了学科知识的渗透。无论从深度上还是从广度上，都超越了教材的容量，开阔了视野，增长了知识。
3.学生的各种能力均得到锻炼。提出问题后，学生在教师指导下收集资料、查阅史料这一过程本身就是研究过程。在解决问题的过程中学生做研究工作的意识、方法和能力得到了完善。学生在整理论文的过程中，要运用多种表现形式来组织语言，锻炼了他们的协作能力。成果展示的时候，学生阐述自己探究的过程，锻炼了他们的语言表达能力。
4.培养了学生合作与竞争的意识。在研究过程中，同学们主动参与、互相帮助，这就要求同学们具备合作精神。在整个研究过程中，学生真正意识到学习是自己的事情，都积极把握老师给予的机会或自己创造机会全身心投入到学习活动中；学生尽力展示自己的才能，表达个人的观点，抒发个人的情感，阐明个人的态度，主动唤起老师与同伴对自己的注意，吸引他们与自己交流、切磋，同时虚心接受同伴的意见，形成了其乐融融、富有活力的课堂气氛。在展示成果的时候，各小组又争相表现，希望自己组是最好的、最完美的，激发了学生的竞争意识。
知识产权已成为一个国家或地区乃至企业参与国际竞争最重要的经济资源，大力提高知识产权的创造、管理、运用和保护能力已经刻不容缓。
缺乏知识产权保护观念
在中学，特别是普通高中，每年都会产生大量的学生科技创新成果。这些成果在不同程度流失，导致产权流失现象严重，侵犯中学生知识产权的案例时有发生。
知识产权流失已成为中学生科技创新活动面临的一个棘手问题。是什么造成了现在的这种局面呢？
知识产权意识淡薄。高中学校虽然进行了一些普法宣传，但涉及《知识产权法》的内容几乎没有。调查中我们问学生是否知道什么是“知识产权”时，回答知道的占27.6%，不知道的占68.5%，另有2.3%的学生能简单表述自己对自主知识产权的理解。
当问及学生“对自己的小发明应采取何种措施”时，有80%的学生选择参加大赛和评奖，争取获保送资格，为学校争光，有5%的学生选择看看是否申请专利保护。由此可见，许多中学生缺乏知识产权保护观念，而在科技创新活动中往往只顾及升学、荣誉，而没有考虑知识产权。
“重论文、重成果，轻专利、轻知识产权”的状况普遍存在，申请专利保护的敏感度很低，正是在这种形势下，许多成果以论文的形式发表，丧失了专利或者专有知识产权的保密性，而得不到法律的保护。
中学生知识产权管理体系不完善。中学生科技创新中的成果管理包括科技成果的评审鉴定、报奖、统计、归档等，知识产权管理是由专利、著作权、版权等组成的中学生无形资产的管理。而各学校由于人力、财力等资源的不足，不可能成立专门的管理机构。
中学生知识产权管理关系处理不当。成果完成后，科技创新的管理部门不能严格为学生的科技创新成果予以保密，导致科技创新中产生的知识产权流失到校外，无论是著作还是专利很快被传播到网络，造成知识产权的严重流失。
科技创新成果转化渠道不畅。现在，中学生科技创新成果量较大，但被企业购买转化为生产力的却很少。原因是，中学生的科技创新成果中，有90%以上不能使企业取得较大的效益，这也是由中学生知识的局限性造成的。
渗透知识产权意识教育
针对当前中学生普遍缺乏知识产权的保护意识，学校在进行法制教育时，要渗入《知识产权法》的教育，主要措施有：
1.立足校园，宣传《知识产权法》。
各班级召开以“《知识产权法》”为主题的班会，学校的法制宣传栏开辟《知识产权法》专栏，各班黑板报出《知识产权法》专刊，在校园网上进行《知识产权法》的宣传，开展全校中学生的《知识产权法》知识竞赛活动，并进行总结。
2.以“世界知识产权日”为契机，加大宣传。
世界知识产权组织决定从2001年起，每年的4月26日定为“世界知识产权日”。设立世界知识产权日旨在全世界范围内树立尊重知识，崇尚科学和保护知识产权的意识，营造鼓励知识创新和保护知识产权的法律环境。
而我国“NOC活动”组委会则组织和策划了“NOC知识产权宣传月”活动，并开通了网站。我们以此为契机，向全市中小学生普及知识产权基础知识，展示知识产权领域动态信息，展示地方产权局开展中小学知识产权教育的经验与成绩，取得了良好的效果。
3.利用市科技节，整合科普与知识产权法的宣传。
每年的11月份第一个星期天是我市的科技节，很多学生会通过科技节这个平台展示他们的科技创新作品，这时对他们进行有针对性的知识产权法的宣传，会起到事半功倍的效果。
知识产权法对学生的影响
有人认为，中学生的职责就是努力学习，考上好大学，《知识产权法》对他们来说没什么影响。
其实不然，《知识产权法》对提高学生的综合素质有重要影响，主要表现在：
1.提高文化素养
首先，知识产权是一种文化，它是国家用法律的形式确认和保障公民在科技、文学、艺术等精神领域所创造的劳动成果，使其具有专有性和排他性的一种手段。
其次，《知识产权法》调整了由知识产权所引起的各种社会关系的法律，有利于繁荣社会主义文化，加强社会主义精神文明和物质文明建设。
2.调动科技创新的积极性。
之前，广大中学教师和学生把学生的成绩看作是衡量学生能力的唯一尺码，通过对《知识产权法》的学习和宣传，使教师和学生认识到，利用《知识产权法》，可以有效地保护自己的产权利益，进而提高学生科技创新的积极性。
3.利于学生科技创新成果的转化。
知识产权法的保护，最终要用法律的手段来进行，《知识产权法》对维护专利拥有人的利益具有不可替代的作用，并且避免了知识产权的流失，为科技创新成果转化提供了保障，从而产生巨大的经济效益和社会效益。
在《技术与设计一》的第一章第五节“知识产权”的教学中，我考虑到“知识产权（著作权、专利权、商标权）”的知识必须要结合我国与世界的实际，只凭教师在课堂上用一般的方法进行教学会显枯燥乏味。
备课时，笔者结合新课标的基本理念与目标反复考虑决定：将本节课改为辩论赛，题目为“使用盗版软件的利与弊”，提前两周公布，要求以各班课代表为核心组成辩论赛组委会，组委会负责制定辩论赛程序以及正反方组员……各班学生用一周时间通过各种方式做调研查资料，了解知识产权等有关知识，并对我国与发达国家在保护知识产权方面的现状作对比评价等准备工作。
本次辩论会的辩题是“盗版软件的利与弊”。
众所周知，目前我国盗版现象十分猖獗，除了盗版软件外，还有许许多多侵犯版权的行为，但其本质都是一样的。因此，我们选了盗版软件这个话题进行辩论。盗版软件有弊，其弊在于侵犯了版权所有者的权利，属于违法犯罪行为，不利于公民的道德法制教育，对市场秩序产生负面影响。
但盗版行为也有它的利之处，盗版的出现，使设计者更注重反盗版的技术开发，使得科技不断在进步。因此，这个辩题十分有趣。
下面看一段这次辩论精彩的部分。
正方观点：
①我国是一个发展中国家，我们要大力发展经济，这是符合我国国情的。而盗版是这一时期的必然产物。
②从价格方面，盗版软件显然占优势，一张正版的价格是盗版的数倍。当你用1000元买一张正版时，我用10块钱就可以买到一张盗版，我们从小就被教育要勤俭节约，怎能铺张浪费呢？而且，这是父母的血汗钱啊！
③盗版更广泛的传播知识，提高人的平均素质，加快普及。中国是一个尊重人权的国家，每个人获得知识的权利是平等的。难道就因为正版的价格太高而拒我们于知识的门外？剥夺我们获得知识的权利？
反方观点：
①盗版软件的出现，严重损害了正版商的利益，这种行为无疑是“杀鸡取卵”的行为，这样下去，正版都没有了，还谈何盗版呢？
②盗版软件的行为是不道德也是不合法的。盗版商侵犯了正版商的知识产权，是违法犯罪行为。盗版也不利于公民的道德教育，特别是儿童，如果他们从小用惯了盗版，长大就不会使用正版，甚至也参与盗版的行为。
③盗版软件对市场产生负面的影响，使市场动荡，打击设计者设计的积极性，使经济发展不稳定，不健康。
……
辩论会由于时间不够充足，没能按计划进行结尾。但是同学们精心的准备，使得辩论会紧扣主题、有条不紊地进行，显现出了班级的风格。
显然，这样的课堂教学设计极大地调动了全体学生的积极性，学生能够广泛而充分地用各种方式获取了关于知识产权方面的知识，并针对盗版软件这一严重的社会现象，从各角度各层次进行剖析和判断。最终达到了提高学生技术理念素养等目标，学习方式多元化的效果得到很好体现。
关键词：化学教学；动机；兴趣；培养
一、运用化学史教学培养学生学习动机和兴趣
兴趣是最好的老师。研究表明科学家的发明创造往往源于对科学本身产生了浓厚的兴趣。兴趣是构成动机的最现实最活跃的心理成分。无数教学实践和大量教学实验也已证明：强烈的学习兴趣是中学化学教学的基础，能确保持久的学习积极性。化学史能唤起学生的学习兴趣，激发创造动机。在教学中让学生置身于发现和发明创造的情景中和化学家一起经历矛盾，困惑甚至失败的情感体验，感受猜测、想象、顿悟的欢乐。使学生品尝到科学研究和探索的乐趣，无疑可以唤起学生浓厚的探索化学的内在兴趣从而能富有创造性地学习和研究化学。教师应结合学生的知识水平认真地选材，如化学发展史上的逸闻趣事，素材的选择应突出兴趣二字。如波尔多液的发现，染料苯胺紫的确定等。
人类发展的历史可以说就是一部化学的发展史，但现今的教材对这方面的介绍是粗浅的，根本不能满足教学的需要。因此。教师应结合教学内容，介绍一些历史上著名的化学家的事迹和化学发展史。例如笔者在讲第一章“卤素”时，就介绍氟的发现过程；在讲到苯时，则介绍著名科学家凯库勒日思夜想苯的结构，后“偶然”在梦中见到苯的碳原子象蛇一样头咬着尾巴，醒后受到启示而提出了苯分子结构的假想和趣事；谈到元素周期表，必然要从德伯莱纳的“三元素组”说到迈耳的“六元素表”及纽兰兹的“八音律”。而门捷列夫在总结前人经验的基础上，经过多年探索终于在1869年发现了元素周期律，制出了世界上第一张元素周期表．并且预言了新元素及其可能的性质。化学史的内容是丰富有趣的，通过化学史的学习，让学生更好地了解化学发展的历程，学习化学家勇于创新、勇于超越，认识世界、改造世界的科学精神，使学生在学习知识的同时也得到了人文精神的教育，由对化学家的敬佩转化为学习的动力，产生强烈的成才愿望。
二、创造更多的学生动手的机会
化学是一门实验性学科，实验是学习化学的重要手段，教师应鼓励学生参与课堂演示实验，让学生独立进行实验，并在教师的指导下完成一些对实验的探索。通过实验可以让学生了解精彩纷呈的化学世界，体会化学的精妙之处，增强对化学的学习兴趣。
三、鼓励为主
在课堂教学中，评价学生回答问题时，应避免指责，而要用“你回答真出色”、“有道理”，“你一定能行”等语句进行鼓励和提示；对学生作业要及时反馈，使用批语，以表扬鼓励为主，使他们有“我学会了”的良好心态，调动学习化学的积极性，增强成功感。
四、使教学贴近生活
教师应想法设法收集资料，使化学教学能够贴近生活、贴近社会，使学生了解到化学在科技进步、社会发展、现代医学发展中的作用，弥补现行高中化学教材的不足。化学与生活、杜会和医学的联系是广泛的，化学教材所涉及的内容是丰富多彩的。而在选择时，要遵循趣味性、同步性、学以致用的原则，并选择社会价值较高的一些问题。鉴于中专化学课程的特点，应采用灵活机动的方式进行：
（1）专题讲题。如在学习“卤素”后，专门举办“漫谈氟和它的化合物”讲座。
（2）引导学生撰写论文。如指导学生写《醋的妙用》一文，并指导学生查阅书讨等资料，限定时间为l周，以小组为单位。最后所有的小组都圆满地完成了任务，写得有声有色。
（3）做趣味小实验。如醋浸鸡蛋、海带中碘的定性测定、假酒的检测方法等，学生兴趣极高，教果不错。
（4）编印资料。教师平时应重视知识积累，编印有关资料给予学生作为选读材料。
五、营造宽松、和谐、平等的课堂气氛
教是求统一、求规范、求一律的，而动机和兴趣恰恰是要求不同凡响，标新立异。人的动机和兴趣不可以教，但却可以培养，其中的关键就是创设宽松、和谐的育人环境、营造适于学生激发兴趣的教育氛围。教育有培养动机和兴趣的力量，也有压抑动机和兴趣的力量。教师应造就教学的良好氛围，允许各类不同水平的学生大胆地发表意见，对求知事物进行探索。教师应克服唯我独尊，闭目塞听害怕批语的弱点，鼓励学生发表创造性的意见，鼓励创造性的萌芽。一位科学家告诉我们：“人们不可能做的事，往往不是由于缺乏力量和金钱，而是由于缺乏想象和观念。思维的想象力是创造的原动力。”在教学中教师应鼓励学生大胆地想。想象力是创造的前提之一，合理的想象加上逻辑思维，再将知识变为具体可操作性的行为时，往往会有新发明。教师不能因为学生的创造失败而加以指责，更不能因为学生提出的问题的“荒谬”而加以讥讽，相反应保护其探索创造的积极性。如在讲授氢气用途时一位学生提出这样的问题：能不能利用氢气密度最小制成氢气球起重机，同时又节约了能源呢？看似幼稚的想法，但却打破了常规，闪烁着创造的火花。教师不能因为书本中未提到这种用途而加以否定，更不能去挖苦。学生提出的任何新想法、思路都是其创造力的表现，教师都应加以肯定。
【参考文献】
[1]浅议化学教学中学生动机、兴趣的培养,潘健.卫生职业教育. 2002，（20）：4.
[2]在化学教学中学习动机激发策略探讨,龚艳明.学位论文.2005.
[3]在化学教学中培养学生学习动机的探讨,王成才.学位论文.2004.
[4]论情感教学在化学教学中的作用,齐艳娟.陈丽莉-松辽学刊（自然科学版）.1999，（04）.
【关键词】 小组合作；分层教学
【中图分类号】G622 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2013）22-0-01
《科学（3―6年级）课程标准》明确提出：小学科学课程是以培养科学素养为宗旨的科学启蒙课程。科学课程的评价既要关注学生学习的结果，又要关注他们学习的过程。根据不同学生的认知水平和实践能力的差异，我们把每个班的学生分为三层：优秀学生、发展中学生（良好）、待发展学生（后进生），根据学生的分层，我们也尝试进行了分层教学。包括：教学目标的分层、教学策略的分层（提问的策略、小组合作探究）及课外实践的分层。在实施分层教学过程中，依据学生的种种行为及结果进行分层评价，通过近一年的教学实践，体验到了分层教学与分层评价带来的新气象、新变化。
在小组合作探究的方式上，我们也尝试改变以往异质分组的办法，进行同质分组，也就是让同基础的学生自动分成一组。因为以往让不同层次的学生组成一组，目的是让好学生帮助后进生，但时间长了发现一个问题，好学生不但未帮助下游学生，反而替代了一切，结果造成后进生懒于动手、动脑、动嘴的不良习惯。后来我们尝试将同层次的学生组成一组，基础好的学生争强好胜自然都能积极参与到实验当中，而基础最差的小组，他们没有了依靠，为了能和别的小组一样完成实验操作，也只能发挥他们最大的潜能去积极地探究。然后针对每组实验设计三种不同层次的实验报告单。
总之，评价改革是一项牵一发而动全身的事，短时间的实践并不能解决科学课程评价所有问题，而且有些问题需要不断深入探究、反复实践，才能求得真谛。相信经过我们的努力探索实践，定能开创小学科学课评价新的局面，实现科学课程追求的价值与理想。
例如：我们根据年龄的层次分别确定了几个主题活动：我们对三年级学生提出的一级创造目标是：①小制作：利用学具袋中使用过的材料，或者生活中废旧物品亲自动手制作一份精美的工艺品；②阅读科普故事，制作科学读书卡。对四年级学生提出的二级创造目标是：①小创意：留心观察生活，改进你认为给我校的生活带来不便的产品，写出你的创意即可；②撰写调查报告：通过调查、研究校园植物生态系统，了解它们的生长习性等特点。对五年级学生提出的三级创造目标是：①小发明：改造生活中某个使用不方便的产品，改造后的产品要方便、实用，并画出产品改进后的示意图；②撰写科技小论文：观察、探究自己喜欢的事物（包括动、植物，社会的现象等），然后通过查资料等形式撰写出小论文。孩子们可能根据自己的实际能力，选择完成一项到两项，如果实在没能力的也可以选择自己喜欢的实践作业去完成。看来我们的担心是有些多余，大多数的孩子不仅完了，而且完成的很好，部分作品：小制作、小发明、小论文曾获区市级奖。
“翱翔计划”是在普通高中课程改革的背景下,充分利用首都丰富的教育、文化与科技资源,突破现有学校教学方式,提出“让学生在科学家身边成长”的制度构想,通过在科学研究过程中的熏陶,激发学生对科学的兴趣,培养学生的科学态度、科学素养,逐步养成探索科学、热爱科学的习惯,增强学生的创新意识、科学精神与实践能力,由此探索基础教育阶段培养拔尖创新人才后备力量的可行机制。至今,来自全市各学校的130余位首批学员已经顺利完成“翱翔计划”规定的课程学习。本文拟以首批翱翔学员的课题成果及其所体现的学生特点为素材,总结和分析拔尖创新型高中生所具有的若干特质,以期获得对于创新人才知识、能力及其价值观的基本认识。
一、明确的学科倾向与兴趣
兴趣是人们力求认识某种事物或爱好某种活动的倾向。参加“翱翔计划”的高中学生,从报名伊始就已经确定了自己的研究领域,每位学员都有自己明确的学科倾向。高中课程科目众多,通常对某一学科具有明确的学科偏爱的学生,会有在这一学科的科学世界里进行研究和发展的强烈愿望,这是学生进行科研和创新的源动力。同时,这种学科倾向与愿望是与学生对自己的人生规划和梦想相联系的,这将对学生选择所要研究的课题和探究项目提供有力的参考,并且帮助学生在研究过程中克服困难,坚持不懈。
论文《光子晶体作为异相反应催化剂载体》的作者是北京市顺义区牛栏山第一中学的李佳育。正是出于自身对物理学科和项目的喜爱,对科学实验的兴趣与热情,激励他完成了这个对高中生很有难度的课题。指导教师们工作十分繁忙,他自己本人课业负担也很重,但是出于对科学研究的兴趣,指导教师能够耐心地指导学生,学生能够坚持不懈,不断克服难题,牺牲自己的休息时间,与大家一起进行科学调查与研究,最终才以良好的成果完成了课题。
二、扎实的基础知识
任何一项课题的研究、任何一项综合能力的提高,都是以对基础知识的熟练掌握为前提条件的。基础知识是知识体系的首要根基,是分析问题解决问题的重要参照系。学生对基础知识理解得越深刻,掌握得越牢固,解决具体问题就越容易,还能为解决复杂的问题打好基础。“翱翔计划”的学员都是平时在学校里学习成绩全面优秀的学生,对基础知识的熟练掌握能够帮助他们更快更好地参与课题,从而缩短适应期和磨合期。另外,在实验室中进行的科学探究都需要交叉学科的知识,比如有的项目既需要物理的知识,又需要数学的逻辑运算或信息技术的编程处理数据,学生如果具备扎实的基础知识,则能够在交叉学科的研究项目中游刃有余,有利于他们进行创新活动。
北京市第二中学孙汉鑫同学研究的《循环排气吸附方法的研究及应用》项目是比较成功的一项创新设计,他研究的爬壁机器人可以广泛应用在核工业、石化企业、建筑行业、消防部门和造船业上。整个研究过程不仅需要物理学科的知识来设计机器人吸盘和选择电机,还需要化学的材料知识来选择吸盘的材质,以及用信息技术的编程来建立模型和效果演示。可以说如果没有孙汉鑫同学对各学科基础知识的熟练掌握,爬壁机器人是无法设计成功的,研究成果的可行的应用前景也使得他的创新更具价值。
三、突出的领悟与探究能力
借助科学家指导和真实的科学发现过程,“翱翔计划”使学生亲身体验从被动接受知识变为主动探究、进而发现和建构知识的创新性学习过程。在这样一个富有挑战性的学习过程中,学生自始至终是以问题的探究者、发现者的主体身份,从事着相对自由、自主的研究和探索。他们在问题的提出、参与方式、问题解决的策略等方面都极大地表现出自身的自主性、能动性。这种主体性探究学习要求参与“翱翔计划”的学生必须具备很强的领悟能力和主动探究的能力。
北京市第二中学王牧阳以《从实验室常备试剂中探索打印纸上碘熏油手印的后处理新方法》为题,介绍了他对15种实验室的常用试剂开展的专题研究。他的探究分增色、固定、对茚三酮显色效果增强等三个专题分别进行。王牧阳在了解到碘熏法的缺点之后,又看到有学者提出的粉末固定法,很难普及应用,最后决定参考国际指纹组会议的信息,思考从实验室常备试剂来寻求增色剂及固定剂,尝试达到对使用者健康危害小、节约成本的目的。研究从这样的实验出发,通过样本制作,比对实验操作,实验结果分析,探索了打印纸上碘熏油手印的后处理新方法。作为高中生的王牧阳对于碘熏油手印并不熟知,但是他很有悟性。通过短时间的观察与学习,就了解了碘熏法的特性和研究情况,并且设计出了比较合理的实验思路,实验结果也比较令人满意。应该说,他在研究中表现出来的超常领悟能力与探究能力,对于研究的启动与完成都起到了很好的驱动作用。由此可见,拔尖创新型高中生必须要有突出的领悟能力和探究能力,有悟性的学生学习新事物的能力更强、速度更快,因而能够对自己不熟知的事物进行自主探究,在探究中发现问题,并创造性地解决问题。
四、显著的团队合作意识与能力
现代科技发展日新月异,科学研究向复杂化、综合化、系统化的方向发展,每一项科学发明创造都需要多人合作完成,系统浩大的工程甚至需要跨领域、跨部门科技攻关合作。这一切都对拔尖创新型人才的团队合作意识与能力提出了更高的要求。在信息化社会,独立自主是决定创造力的一个重要因素,与此同时,合作精神和能力逐渐体现出在创造性活动中的巨大潜力,成为创新型人才必须具备的一项能力素质。复杂问题的解决需要各种不同的知识,需要多方的合作。基于此,当前高中生要重视合作精神和合作能力的培养。在与人合作的过程中,学会沟通、提高人际交往能力,这对于学会生存也是至关重要的。因此,拔尖创新型高中生必须具备良好团队合作的意识与能力。
北京市第十二中学牛天林、沈浩、袁泉三位学生共同完成了论文《对汉库HGR―3M―C机器人拓展的研究》,从中可以看到他们良好的团队合作的意识与能力。机器人特别是仿人机器人的研究,结合了人工智能、计算机网络和生物学等多个领域,是复杂科学的代表之一。研究团队在来自清华信息科学与技术国家实验室以及清华大学附属中学4名教师的指导下,在资料的搜集与整理、程序开发和软件的执行等方面,发挥各自优势,既分工又合作。正是因为有互补协作的团队意识,才得以完成创新价值的论文。他们的《对汉库HGR―3M―C机器人拓展的研究》,被专家誉为“有交流协作、合理分工的团队合作成果”。
五、出色的动手操作能力
一个创造者要想提高自己的创造水平和效率,就需要有出色的动手能力。童第周教授在生物遗传学上取得重大突破的事实,就有力地说明了这一点。他从自己长期的研究中提出,细胞质中含有的信使核糖核酸对改变生物的遗传能起到积极的、主动的作用。但是,任何科学结论必须以实验结果说话。他和牛满江教授首先选择金鱼和鲫鱼作为研究对象。从鲫鱼卵巢成熟的卵细胞中提取核糖核酸,注射到金鱼的受精卵中去,观察这对金鱼的后代将会发生什么变化。其实这一切都离不开他们那高超、精细、灵巧、熟练的双手。
北京市第二中学王仪岚的论文《套袋对茄子农药残留量和产品质量的影响》,以京茄20茄子为试验材料,研究了套袋对茄子农药残留、产量和品质的影响。研究者在国家蔬菜工程技术研究中心日光温室里进行试验。出于试验的需要,首先要合理地进行穴盘育苗,按株距定植,并采用大小两种行距定植,在生长过程要给试验茄子套上套袋,对照茄子不套,在发生病虫害的时候,要给对照组和实验组的茄子喷洒相同数量和规格的农药,通过对比分析,最终得出,套袋栽培能有效降低化学农药对茄子的污染,协调了病虫防治与绿色食品生产的矛盾。整个试验过程都涉及到亲自动手实践的环节,育苗、定植、套袋和打药,看似简单,但是对于一个城市长大的高中生来说,这是难能可贵的。而出色的动手能力,对于整个试验的高水平完成是不可或缺的。需要指出的是,作为拔尖创新型高中生,当然要具备出色的动手能力,但是动手能力不是天生的,它需要高标准的训练和不懈的实践才能够获得。
六、吃苦耐劳和坚持不懈的精神
几乎所有参加“翱翔计划”的学生都曾经历过一个个困难。面对困难和挫折,他们也曾经彷徨过、困惑过,但是正是他们吃苦耐劳与坚持不懈的精神和品质,让他们坚持了下来,并且最终获得了研究项目的成功。吃苦耐劳和坚持不懈并不是每个中学生都能够轻松获得的优秀品质,尤其在现在独生子女居多的学生中,娇生惯养现象严重,但是未来社会需要的人才一定是经得起磨砺的人,“翱翔计划”正是通过这种方式引导了学员自己和身边同学及家长,重塑他们的人生观、行为观和知识建构观。
北京市通州区潞河中学张文江同学的家距离实验室很远,每天挤公交、坐地铁花在路上的时间超过5小时。中学生们每天学校和家两点一线,过着几乎与社会脱节的生活,可是做实证研究项目的学生们却都面临一个到各地做实地调查的要求,他们从羞于张口、引来侧目,到自如坦然、获得帮助,他们不仅挑战和改变着自己,也改变着身边的人。北京市第八中学的刘逸侬同学是个女生,拿着两米长的网子,在毒辣的太阳下,在吹着大风的草原上汗流浃背地挥网二百多次,手上磨起了一层茧子。草原上的天气变幻莫测,前十分钟还艳阳高照,后十分钟就风雨交加了。但是不经历风雨,怎见得彩虹。他们不仅没有退缩,没有放弃,反而更加燃起了他们的斗志。回忆自己的亲身体验,刘逸侬感慨地说:“宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来。”
七、高度的社会责任感
教育的目标之一就是促进学生对社会的认识和了解,建立各种社会责任感;培养学生的生态意识和个人的道德意识。德是一个智者的关键因素,好的品德是一个人显露才华的必要条件,而一个人的品德首先体现为他的责任感。
参与北京青少年科技创新学院“翱翔计划”的同学们是一批有高度责任感的高中生,他们深切感受到节能与环保的重要性和迫切性,这一点从其论文选题中便可见一斑。从研究各种因素对气候变化的影响到研究环境和气候与昆虫群落的关系,从研究绿地灌溉方式的最优化到研究小麦、水稻、棉花等基因以增加产量,从研究电池的合理使用和再利用到研究循环排气吸附方法,再到对文物古迹的保护与合理开发,这些论文和选题无不反映了高中生对于地球生态环境的关注,对于人类命运的关怀。正是对人类命运的勇于担当,使得他们对于科学研究充满使命感与责任感。
八、高效率的学习者
一个创新的民族,首先是一个善于学习的民族。“翱翔计划”的学员们跟普通中学生一样,有着繁重的学业压力,他们不仅要应对学校的日常学习及各种课外活动,还要利用节假日去基地学校补充基础知识,去实验室做实验。但是在他们科学安排下,所有的学习活动不仅没有发生冲突,反而相互补充、相得益彰。“翱翔计划”的学员们给自己制订学习计划,普遍具有很强的自控能力,能够合理安排时间,并将各种有效的学习方式相结合,做到在最短的时间内掌握最多最有效的学习内容。“翱翔计划”的学习不仅没有使得他们的学习成绩下降,反而让他们掌握了科学有效的学习方法,使学校中的课程学习也高效和简单起来。学生们在刚刚结束的全国高考中取得的良好成绩就已经证明了这一点。在已经毕业的130余位翱翔学员中,有7位同学被国外著名高校录取,2位同学分别被香港大学和香港中文大学录取,26位同学分别被清华大学、北京大学、中国人民大学录取,其余的翱翔学员也都以优异的成绩考取了各重点大学。
《教育规划纲要》在创新人才培养模式中明确指出:“倡导启发式、探究式、讨论式、参与式教学,帮助学生学会学习。”“翱翔计划”的关键并不完全在于开展科学研究,而是通过真实科学研究情景中开展的研究性学习增强青少年的创新性学习体验,借此促进他们的创新精神和实践能力的发展。
“翱翔计划”虽然只给每位学生一年多的学习时间,但是却给学生们带来了丰富多彩的全新学习感受。他们借由“翱翔计划”走进科研院所的实验室,走上大草原,走进工厂;他们接触到了世界领先的实验仪器,了解了学科前沿的科学知识;他们享受了专家一对一指导的兴奋,感受了不同学校教师的授课风格;他们认识了新的伙伴,结识了新的朋友;他们不仅学会了在合作中竞争、在竞争中合作,还更懂得了感恩与回报。这段“翱翔计划”的学习经历带给他们的不只是一项科学项目研究,他们在这里的收获会让他们受益终身。
正如北京市第八中学的刘逸侬同学所说的:“这一年多的研究路程,我所收获的绝不仅是几张图表、几个结论,这段科研经历帮助我培养了许多能力,增长了很多知识。这段时间,我学着独立自主,学着自己设计方案,学着自己制作工具,学着与他人沟通,学着向人们展示自己,学着运用大学的知识解决问题。学着靠自己的力量探索未知的事物,我学会了聆听,学会了交流,学会了思考,更重要的是,我明白了什么是真正的科学精神,什么是坚持不懈。在我看来,‘翱翔计划’所提供的,是一片供雏鹰飞翔的天空。它为我们提供一个舞台,提供一个机会,让我们能够从高中时代起,就参与到科学研究的过程中去,去探究我们所钟爱的科学,生物也好,物理也好,化学也好……使我们这些高中生,这些展翅欲飞的雏鹰,能够翱翔在我们所钟爱的天空。感谢所有帮助过我的人!感谢‘翱翔计划’!”
关键字农村高中 生物教学改革
一: 农村高中生物教学的改革,应立足当地经济的振兴,要达到上述目的具体
应从以下两个方面操作。
1、 课堂上结合当地农业生产实际讲授生物学基础知识,课前要深入钻研教材,挖掘教材,中与当地生产相结合的内容,使课本知识渗透到农作物的种植和动物的 饲养等实用技术中去,与当地经济发展相衔接,以缩短课堂与社会的距离。如在讲“光合作用”时,根据外界条件对光合作用的影响,介绍合理密植和间作套种的意义,还可介绍冬季日光温室如何施加”气肥”,如何保温等。讲“植物的激素调节”,可介绍蔬菜、棉花等如何利用植物生长调节剂,实践表明,认真钻研教材、在课堂上结合农业生产实际不仅不会削弱学生对基础知识的理解和掌握,反而促进了课堂教学,激发了学生学习的兴趣,使基础知识的掌握更牢固,给学生从事农业生产劳动奠定了科学的基础,提高了学生的综合素质。
2、 结合当地经济开展课外科技活动,农村中学开展以现代农业为主要内容的课外科技活动,是为当地培养合格的建设人才的重要一环。学生在课堂学习的是理论知识,所以在课外的科技活动就应突出农业科技活动。在确定活动内容时,要立足于农,服务于农,使活动内容和学生的生活经历、切身利益密切相连。在科学性、实用性、可行性和趣味性的前提下吸引学生。如淮海平原地带可选择《植物育种》、《蔬菜栽培技术》、《小麦的田间管理》、《养猪、养鸡综合技术》等。在活动方式上可以形式多样,例如开展小论文、小发明竞赛活动,听一次农业科普讲座,搞一项农业科技实验,搞一点农业科技发明,推广一条增长技术活动等,总之让学生根据自己需要、兴趣选择一两门实用技术、参加一两项科技活动,丰富他们的知识,提高他们的素质。在此基础上,我们将进一步完善和探索,以使生物教学更好地服务于当地的经济建设,培养出更多适合于当地经济建设的合格人才。
二:农村高中生物教学的 改革应关注学生的情感教育,应从以下几方面分析。
1、 中学生自身特点决定的。
中学阶段是人才成长的重要阶段,学生世界观、价值观的形成,爱国主义、集体主义精神的培育、环保意识的教育、能源危机意识的培育,这一阶段的培育都是关键时期,另外农村中学绝大多数是“留守学生”,父母长期在外打工,家庭教育严重缺乏,学校的情感教育显得更为重要。
2、 高中生物课程特点决定的。
新课程对情感、态度、价值观的强调,突出了以学生发展,学生为本的思想,更有利于学生的 全面发展,高中生物教学内容涉及到日常生产生活,,我们身边的动植物、科学技术、环境保护、能源危机等等。这些知识的学习对高中生的思维方式、情感、态度、价值观带来影响、甚至冲击。
3、 高中生物教学中情感态度的培养。
3、1培养兴趣、激发内在动力。
兴趣是学习动机中最活跃、最现实的因素,是学生获取知识的内在动力,在充满兴趣的情况下,学生注意力较为集中,就能产生强烈而持久的学习愿望,最容易接受新知识,更有利于提高能力。
成功的快乐是一种巨大的情绪力量,它可以促进学生好好学习的愿望,不少学生的生物成绩差,因而对生物缺乏兴趣,缺乏主动性,则学习成绩更差,这样就形成了恶性循环,在教学中要对全体学生一视同仁,对不同层次、不同特点的学生因材施教,教师要注意设置教学内容的层次和梯度,创设更多的条件让每个学生都能体验到学习上的成就感,为各类学生提供表现自我的机会,不失时机地为他们走向成功搭桥铺路,想方设法使他们获得成功,保持学习生物的积极情感。
3、2建立良好的师生情感,
教师要与学生建立积极的情感联系,教师应敬业为先,满腔热情地投入到生物教学工作中去,教师对自己所教学科的浓厚兴趣,深厚情感,不断自我完善,以饱满、积极向上的热情带领学生去探索生物界的奥秘,这无形中会使学生形成一种学习的热情与动力,促进学生主动探求、积极思维、勇克困难,为取得最佳的教学效果铺平道路。积极的情感联系指引和维持着师生的教学行为,排除教学过程中遇到的障碍是高质量完成教学任务的必要保证。
3、3拓展教材内容、联系当前社会的热点话题。
艾滋病是当今社会关注的热点话题。在讲“人体免疫系统在维持稳态中的作用”时,可以先公布艾滋病的有关数据,展示艾滋病人的图片。学生会被艾滋病给人类带来的灾难所震惊,迫切地想知道“艾滋病的原理是什么”?“如何预防艾滋病”?“如何正确对待艾滋病人”?等问题,这样学生便受到良好的教育,更加珍爱生命。
摘 要：通过教学实践发现，在物理教学中运用“故事课”可以有效激发学生的学习兴趣，提高教学效率。“故事课”同时也是时代和社会以及教学的共同需求。对“故事课”在物理教学中的重要作用进行探讨。
关键词：“故事课”；物理教学；应用
俗话说：“前人不摆古，后人不识谱。”在当今社会中，影视明星、著名歌手、著名足球运动员在电视、电影、杂志、画刊中频频露脸，而为社会作出巨大贡献的科学家、发明家则默默无闻。所以当前的中学生，每天嘴上谈的是“星”的趣闻轶事，身上穿的是“星”一样的装束。他们可以把影视明星、著名歌手的名字说出一大串，但是对于科学家、发明家，他们却说不出几个名字，对于科学家、发明家的方方面面，更是一无所知。作为教师，如果不去介绍科学家、发明家的生平、各学派间的争论、科学发现的过程、科技发明对人类的贡献等等，就是失职，学生心目中将永远树立不起科学家、发明家的光辉形象，学生将不能从他们的成就轨迹中获取更多的教益。因此，将科学家、发明家的事迹引入课堂，是时代的呼唤，是社会的需要，更是教学的需求。
一、“故事课”是物理学科课型的一个重要补充
在通常的物理课型中，只有实验课、知识课、习题课。在实验课上，学生与硬邦邦的实物打交道，感受不到人物的鲜活；在知识课上，学生与抽象的概念打交道，只感受到文字叙述的冗长；在习题课上，学生与繁杂的公式打交道，感受到字母的抽象。很多学生都对物理学习感到害怕、厌恶，缺乏探索世界奥秘的热情和勇气。但科学家、发明家则大不相同，曾有人问物理学家丁肇中：“你这样刻苦工作，你不觉得苦吗？”丁肇中笑着说：“不，不，不，一点也不，没有任何人强迫我这样做，正相反，我觉得很快活，因为我有兴趣，我急于要探索物质世界的奥秘。”
二、“故事课”是物理学科完成德育目标的主要手段
新大纲要求我们中学物理教师，在完成知识目标、能力目标的同时，还要完成德育目标，还要给学生以方法论、世界观的有效引导，给学生以高尚情感的感化、积极思想的陶冶和人生观的选择。讲故事无疑是最简单又最奏效的方法。
1.以科学家的巨大成功进行爱国主义教育
我国是四大文明古国之一，在物理学史上有过光辉灿烂的篇章，在相当长的时间内居于世界领先地位。物理教师根据教学的需要，适当地、有选择地插入我国物理学史上一些典型事例和先进人物是非常必要的。比如，讲述指南针的发明与应用，不仅在我国古代军事、生产、日常生活中起着重要作用，而且对促进东西方文化交流和世界的发展都有功绩；中国载人航天技术取得了重大突破等，可以增强学生的民族自尊心和自豪感；再如讲述杨振宁、丁肇中、李政道等华裔物理学家获得诺贝尔奖；钱学森突破美国的重重阻挠回到祖国，为我国火箭导弹和航天事业的迅速发展作出重大贡献；核专家邓稼先，数十年如一日地勤奋工作，默默无闻地研制原子弹、氢弹……这些事迹能激发学生巨大的爱国热情和壮志雄心，产生高度的责任感，乐于参与科学的学习和实践活动，并能从中得到啡ず吐足，并转化为创新活动的动力。
2.以科学家的曲折事迹增强学生的意志品质
物理学习需要胜不骄，败不馁，具有坚强的意志品质；需要严谨踏实，勤奋努力，一丝不苟，精益求精。很多学生面对学习困难感到自卑，认为自己笨，却不知牛顿小时候并不聪明，学习成绩也不好，儿时的爱因斯坦直到三岁说话还不流利，六岁上小学成绩平平，经常因语言迟钝回答不出老师提问而受罚，爱迪生八岁才进学校念书，只学习了三个月，因老师骂他糊涂蛋被赶出了学校，可见大科学家、大发明家并不是神童，也是由普通人成长起来的。也有很多学生认为自己基础差，却不知道英国的焦耳是普通的酿酒师，并没受过系统的教育，却精确测定了热功当量，英国的法拉第只受过初等教育，13岁就到书店当学徒、美国的富兰克林也是幼年即辍学到印刷厂当学徒，却都为电磁学做了重要贡献。瓦特只是个修理工却改进了蒸汽机，爱迪生只上了三个月学却获得了千多项专利，荷兰的惠更斯学的是法律，德国的迈尔和亥姆霍兹，意大利的伽利略学的是医学，却都在物理学中做出了贡献，可见一个人原有的学习基础并不是取得重大成就的重要条件。
3.以科学家的处事风格提高学生的道德水平
科学家坚信真理只有一个，坚信在真理面前人人平等，敢于去质疑权威，反对迷信，能不带任何先验成分地去寻找真理：伽利略质疑亚里士多德“物体下落速度与质量成正比”的说法才发现了匀加速运动；泊松质疑菲涅耳光的衍射理论促进了泊松亮斑的发现；科学家也只相信自己找到的那个独一无二的真理，为了尊重事实、传播真理，勇于同权威作斗争，即使以生命为代价：伽利略为宣传日心说，被判终身监禁；迈尔宣扬能量守恒定律，直到被逼精神失常；布鲁诺宣扬日心说被活活烧死。
但是，科学家又坚信在真理基础上人们能获得一致的意见，因而为了寻求真理，主动与人合作，或者自荐：卢瑟福给汤姆生写自荐信并附上论文，从而成为汤姆生的接班人；法拉第给戴维写自荐信并附上笔记本，从而成为戴维的助手。或者寄望他人超越：王淦昌发表了论文“关于探测中微子的一个建议”，被美国的阿纳采纳才测出了中微子；麦克斯韦给美国的托德写信建议通过天体的运动测以太漂移，从而使迈克耳孙测出了不变的光速。或者向世人大力推荐他人：当范德瓦尔斯的后无人重视时，麦克斯韦运用自己的权威大力推荐，终于激起了人们继续研究气体规律的热潮；德布罗意的波粒二象性理论发表后，无人相信，是爱因斯坦大力支持后才激发实验验证的。
三、“故事课”为学生凸现科学的思维方法
辨证思维是科学的逻辑思维。教师在讲解概念、定理、定律、习题时无不用到归纳和演绎、分析和综合。但如果教师能在理性思维的同时，再多一点感性思维，介绍一下这些概念、定理、定律的认识过程，就能够让学生真正体会逻辑思维的威力，比如介绍比萨斜塔实验的实验原因，就能够加深学生对关键知识点的理解，把握知识的脉络体系，逐步掌握正确的思维方法。比如，在讲“磁场“和“电磁感应”的时候，以奥斯特发现电流的磁效应为线索，向学生介绍人类对磁及电和磁关系的认识过程，讲解安培、法拉第和楞次等人在揭示电磁关系工作中的艰辛努力和所取得的成果，就能加强学生对法拉第电磁感应、楞次定律、磁通量等关键点的把握，就能让学生把握到电磁学的脉络体系。
直觉思维是一种跳跃式的具有突发性的思维方法，类似于灵感、顿悟、奇妙启示等。向学生介绍查德威克发现中子、凯库勒发现苯的分子结构，就能让学生知道“天道酬勤”，知道直觉思维的产生，是人们长期探索、长期求证的结果。
四、“故事课”为学生提供最基本的科学信念
爱因斯坦说过：“相信有一个离开知觉主体而独立的外在世界，是一切自然科学的基础”“相信世界在本质上是有秩序的和可认识的这一信念，是一切科学工作的基础。”可以说，一切科学都建立在三个基本的预设信念之上：规律性、可知性、实在性。
科学家相信世界在本质上是有秩序的，一切研究的目的就是要找出某种理论来描述这种秩序，这种理论叫规律。为了找到规律，他们应留心身边的每一件事物，即使最平凡的也不放过：伽利略看到教堂吊灯的摆动发明了钟摆；阿基米德看到浴缸溢水发现了浮力的奥秘；牛顿看到苹果落地思索出了万有引力定律。为了发现科学奥秘，他们感觉敏锐，不愿意放过任何一个异常现象：伦琴做阴极射线实验时无意中发现2米远的荧炎屏发荧光，他没有忽视这一现象，终于发现了X射线，贝克勒耳研究磷光时为了检查相纸是否漏光，发现了元素的放射性；赫谢耳在双子星座内看到一颗绿色星体，没有随便地当作行星，从而发现了天王星。
五、“故事课”帮助学生认识科学的社会价值
在人类历史上，瓦特改进的蒸汽机开创了机械时代；法拉第发现电磁感应，特斯拉制造出没有换向器的电机，爱迪生发明白炽灯泡，开创了电气时代；原子弹的爆炸开创了核能时代；计算机的研制成功又开创了信息时代，科学的每一个进步都为人类的发展做出了伟大贡献。介绍这些划时代的成就，能让学生牢固地树立“科学是第一生产力”的观念，充分感受到人类智慧在改造自然方面的威力。
但同时，科学的发展也为人类社会带来了很多不安的因素，着重表现在武器的使用和对地球资源无限制的开发、利用两个方面。介绍爱因斯坦呼吁停止研制原子弹，介绍意大利的“绿党”，就能让学生感受到科学家的人文关怀，就能了解到科学发展的负效应，认识到社会的发展必须走“可持续发展”之路。
之，“故事课”在物理教学中具有重要的作用，物理教师必须多加运用。
参考文献：
关键词 科技史；计算机发展史；信息科技课程
【中图分类号】G424 【文献标识码】A
【论文编号】1671-7384（2014）03-0040-03
人为什么要学习历史？有人说，以史为鉴，知兴衰，使人明智；有人说可以传承文化。科技史从属于历史，揭示了科学技术的产生、发展及其规律，不仅再现了科学技术艰难曲折的发展历程，还展现了科学家求真务实的精神。计算机软硬件以及因特网的发展历程作为科技史的一部分内容，是当前高中信息科技课程中为数不多的“非技术”内容，为课程增加了一抹人文色彩，却又存在严重的不足。那么，高中信息科技课程中学习科技史的意义何在？怎样才能更好地学习呢？本文以计算机硬件的发展历程为例，谈谈对高中信息科技课程中科技史的思考。
在信息科技课程中学习科技史的意义
1. 有助于感悟科学精神
通过对信息科技发展历程的回顾，让学生了解科学技术发展的真实过程，科技史并不是科学家和工程师们的成功史，其中有大量的失败经历。德国哲学家韦伯尔曾讲过：“在每一历史事件背后，必须有一种精神。”巴贝奇为把“分析机”的图纸变成现实，耗尽了自己的全部财产，使他一贫如洗。晚年的巴贝奇已经不能准确地发音，甚至不能有条理地表达自己的意思，但他仍然百折不挠。1871年，巴贝奇怀着对“分析机”无言的悲怆离开了人世，但他为计算机科学留下了一份极其珍贵的精神遗产，包括30种不同设计方案，近2000张组装图和50000张零件图……更包括在逆境中自强不息以及为追求理想奋不顾身的精神。学生能在科技史的学习中，了解科学历程的艰辛，感悟求真、求实、敢于怀疑、敢于创新、不怕失败的科学精神。
2. 有助于促进理解知识
科学技术发展的历程中有许多有趣和动人的故事，有助于提高学习的趣味性。对科技史的学习能让学生从源头上学习知识，而不只是学习现成结论的知识片断，有助于学生更准确地理解科学概念。了解知识的来龙去脉是学习的最佳途径，只有仔细研究这些知识产生的艰难历程，即研究清楚早期的一切错误假定，才有可能真正彻底而又正确地理解这些知识。信息科技课程中，无论是计算机硬件还是软件，无论是因特网还是数字化，都有大量的概念和术语必须在一定的时代背景中才能体会和理解。
3. 有助于提高人文素养
科学技术呼唤“理解”科学技术的人才，对待科学技术知识不但要有横向的了解，还要有纵向的理解。正如莱布尼茨在书里“找到”帕斯卡一样，艾肯也是在图书馆里“发现”巴贝奇和阿达，他们的论文令年轻人心驰神往，并为之奋斗。帕斯卡、莱布尼茨、巴贝奇、图灵、冯?诺依曼等科学家，他们的研究精神，他们面对问题时的远见，他们在解决问题中迸发的智慧，能都打动学生的心灵，启发学生的思考。
科技史是沟通科学文化与人文文化的载体，它立足于过去与未来、自然与社会的交叉点上。通过了解信息科技演进的历程，理解科学技术与社会的互动关系，更了解到人类的文明与进步，这是单纯掌握某一门科学或某一项技术所不能带来的人文精神。
当前信息科技课程中科技史教育存在的问题
《上海中小学信息科技课程标准》中对科技史没有明确的规定，《普通高中信息技术课程标准(实验稿)》中对此的要求也较为简略，但大部分教材对此都有所描述。以计算机发展史为例，关于硬件，学生学习的主要内容是：从世界上第一台电子计算机问世以来，计算机经历了电子管、晶体管、集成电路、大规模与超大规模集成电路等四个时代。
尽管不同的教材在描述以上内容时详略不一，但学生阅读这些文字时都会遇到同样的困难，如电子管、晶体管、集成电路等术语。对学生而言，由于缺乏足够的知识基础，因此难以理解使用这样的元器件究竟意味着什么。而课堂教学调查表明，80%的学生阅读后往往只得出“计算机的体积越来越小，功能越来越强了”的结论。仅仅从计算机制造的元器件来讲述计算机的发展史，仅仅告诉学生计算机发展过程中的进步是体积越来越小、性能越来越好，难道这就是让学生学习计算机发展史的目标吗？
关于计算机软件的发展，学生学习的主要内容是：“计算机软件也经历了二进制编程、汇编语言、高级语言、结构化程序设计、面向对象程序设计等几个时期”。从阅读角度看，学生既缺乏对这些编程语言的基本知识，也缺少编程经验，即使教师可以花一些时间进行演示和解释，帮助学生理解，但是大部分学生得到的结论也仅仅是“编写软件越来越方便了”。学习软件的发展历程难道仅仅是得到这样的结论吗？
在科技史中选择有意义的内容
《说文解字》云，“史，记事者也”。历史本身是真实的，但是面对纷繁复杂的历史事实，在短暂的学习时间、有限的课时内，学生究竟应该学习哪些事实？如何选择有意义的内容供学生学习呢？
信息科技的发展史，离不开计算机的发明，因此我们不妨回顾一下计算机从无到有的主要发展历程。20世纪整个技术发展中，研制一台自动化机器，使之能够模拟人脑运算、解决逻辑问题等，是人们长久以来的期盼。相当多的人从事着运算、排序、计数、检索和分类方面的工作，在单调重复的工作中不可避免地要发生一些错误。因此，谋求降低此类人工劳动的举措，在科学领域变得十分迫切。
1642年，法国哲学家兼数学家帕斯卡制造出第一台计算机器，俗称“加法机”，“加法机”主要由一系列齿轮组成。30年后，德国数学家莱布尼茨制造出能进行加减乘除运算的机械式计算机。但是这些机器的运算执行都离不开操作员的辅助工作，需要人工输入数字，并指示机器进行下一步工作。
18世纪30年代，英国的巴贝奇思考自动计算的问题，设计了机械计算机“差分机”，此后热衷于更有抱负的设想“分析机”。“分析机”是一台真正意义上的自动计算机器，主要由两个部分组成：执行运算的设备以及保存数据及运算中间结果的存储器。由于整个过程的控制由一套穿孔卡片来实现，因此，也有人认为“分析机”由三个部分组成：运算器、存储器和控制器组成，若再加上输入、输入设备，就和现代电子计算机的硬件结构几乎一样。
此外，巴贝奇设想一种现在称之为“条件转移”的指令，可以根据某个被计算结果的正负号，从可能继续运算的两条路线中选择一条做下去。这一重大的创新，标志着机器不仅能代替人的具体计算，而且开始代替人的逻辑判断，它是实现现代电子计算机设计很关键的思想。巴贝奇的一生都在为制造一台自动计算机器而劳碌，但最终却劳而无获，另一位女性阿达在翻译他的论文时认识到，许多计算中存在条件转移需求，她提出了我们现在称为“循环”和“子程序”的概念，被公认为世界上第一位软件工程师。
在巴贝奇死后的很长一段时间，关于自动计算几乎无人问津，直到1950年，英国科学家图灵发表了计算机史上里程碑式的论文Can machine think 。1848年，英国数学家布尔吸收了莱布尼茨的二进制思想，创立二进制代数学，布尔将形式逻辑归结为一种代数演算，布尔代数特别适合于具有断开与接通两种状态的电路系统。布尔本人并没有把逻辑代数与计算机联系起来，但他创造的逻辑代数却对现代计算机的发展产生了深刻的影响。
1906年，电子管问世，并在20世纪20～30年代得到巨大发展。美国哈佛大学的艾肯设想运用卡片穿孔以及借助电流进行运算的部件，制造出一台巴贝奇曾经构想过的自动计算机，1944年这台机器制造出来，被称为MARK I。1946年，ENIAC诞生，有人说这是第一台真正意义上的数字电子计算机。但是，人们仍然被十进制这种人类习惯的计数方法所困扰。
当人们还在苦苦寻找制造基于十进制的计算机解决方案时，冯?诺依曼看到了二进制的长处，他在构思计算机的结构时，运用了莱布尼茨和布尔的成果。冯?诺依曼意识到，二进制的优点不仅在于它强调计算机和逻辑机的等价性，还在于从电学和电子学的观点看，完成二进制运算所需要的两种状态很容易用电压和电流的有与无来实现，更为重要的是，他认识到程序和存储器的重要性。此后，越来越多的人认识到二进制计算机的优点，这催生了电子技术的发展，制造计算机元器件不断更新，从电子管到晶体管再到集成电路，最终发展成为现代计算机。
信息科技课程中关于科技史的学习建议
1. 信息科技的发展历程应从机械计算机开始
人们一般从ENIAC开始介绍计算机的发展历程，也就是说是从电子计算机开始讲起，同时引入冯?诺依曼的二进制思想和存储程序思想。但是调查显示，几乎没有学生能较为合理地解释这两个思想的价值何在。究其原因，在于离开当时的背景去描述一个思想的价值，学生缺失理解某概念的情境，缺少对计算机发展脉络的了解。
从哪里开始讲述计算机的发展史呢？计算机从无到有经历了几百年，考虑到现代计算机对早期计算工具的继承关系，因此有必要简述计算机（器）的早期发展史。然而早到什么时候，有人认为应该从中国的算盘开始，但是算盘仅是计算的一个记忆助手，类似于一张纸和一支铅笔，并不是真正的机器。有人认为，应该从1642年帕斯卡的加法机开始，也有人认为应该从1840年巴贝奇的机械计算机开始讲起。笔者认为，从哪里开始讲述，取决于怎样才能有利于学生从无到有建构自己的知识。巴贝奇的机械式计算机思想较为复杂，学生可能会一下子难以理解，早期计算机主要解决的是单纯的数据计算问题，因此，从帕斯卡的加法机开始讲述，逐步过渡到巴贝奇的分析机，适时引入存储数据以及逻辑运算的知识，再到电子计算机以及冯?诺依曼思想，是个较为合理的思路。
2. 从计算机的逻辑结构梳理计算机发展的脉络
同样的历史，既可以是编年史，也可以是文明史，还可以是文化史等。科学技术的发展史也如此，计算机发展的脉络如何梳理？有的教材从计算机使用的部件来划分，分为电子管、晶体管等五个时代，但这种划分意义不大。有的教材以编年史的形式来描述，但是过于庞杂，难以体现重点以及继承与发展的内在联系。笔者认为，冯?诺依曼在19世纪40年代提出的计算机结构、二进制以及存储程序的思想，历经近百年依然使用，并成为信息科技领域中的重要思想，也应是学生学习的重点。因此，从计算机的逻辑结构来梳理脉络更为合理。
人们从提花编织机中得到指挥机器工作的“程序”的灵感，以穿孔卡片的形式记载最早的“程序”，而存储程序的思想，使计算机最终成为可以处理不同任务的通用计算机。按照计算机逻辑结构不断发展这样的学习线索，聚焦计算机需要解决的问题以及科学家解决问题的创新，有助于理解计算机从无到有的过程，有助于理解二进制的意义。其中涉及的一些重要概念，如“运算器”、“控制器”、“存储器”、“输入输出”、“二进制”等，学生都能在相应的历史背景中得以理解。而“程序”、“指令”、“逻辑运算”等概念，也给学生后续学习算法奠定基础。
3. 精简内容有利于在课堂教学中实施
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