時間：2023-03-15 14:55:16
導語：在中學生科技發明論文的撰寫旅程中，學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優秀范文，愿這些內容能夠啟發您的創作靈感，引領您探索更多的創作可能。
2017年試點高校自主招生正在緊鑼密鼓地進行。近日，教育部下發通知，要求嚴厲打擊自主招生中的證書、發明、專利、和造假等違規違紀行為，堅決斬斷“利益鏈條”。
弄虛作假，背后暗藏“利益鏈”
“孩子明年參加自主招生，需要一項專利。署孩子自己的名字，能做嗎？”記者以高中生家長的身份，在某寶網站上咨詢。沒想到，表示能“接單”的店家不少，更有人主動表示，“我們做過上百個這樣的案子”。
“得看著像孩子自己做出來的，現在學校面試時還會考察，不能讓孩子穿幫。”記者進一步咨詢。“可以申請生活用品領域的專利，到時候會把詳細的技術方案發您。”一個店家“很有經驗”地建議。
看記者有點猶豫，對方馬上發來《高中學生申請專利選題方向》，請記者和孩子“參考”。文件題頭寫著“自主招生”，分物理類、工具類、環保類等7個方面，比如物理止血繃帶、教學用黑板、自動收納鉛筆盒……只要付款，指定一項“專利”并提供考生信息，對方就能“一條龍服務”，直到專利證書交到顧客手上。
“證書保真嗎？現在被查出造假不得了。”記者問。“肯定是真的，我們是向國家知識產權局申請的，所有信息都能在網上查到，您可以放心。”對方胸有成竹。
據了解，用作交易的專利主要有轉讓專利、申請專利兩種。前者是將已有專利轉讓到考生名下，后者則是直接用考生姓名來申請，更加“安全”。一位專利公司員工介紹，“即使是轉讓，也可以在網上查詢到，這不違法，都是正常商業行為”。
與專利類似，買版面、發文章也成了自主招生引發的“商機”。“高中生要發表文章，怎么操作？”記者咨詢一個從事論文刊發的商家。“文學類省級刊物，2000字符900元；財經類省級刊物，2500字符1100元。服務費另算。”這位工作人員還頗為“內行”地建議，“文章關鍵得看著真實，不然一看就是別人的，有什么用呢？”
不同于買賣雙方的“心領神會”，一位不愿透露姓名的基層教師告訴記者，自己因為“有點文采”，飽受自主招生之苦。“朋友的孩子想拿作文競賽名次，從而取得自主招生資格，請我作文，還有的讓我以孩子之名發表文章。”這位老師頗為痛心地感慨道：“好好的自主招生政策，為什么總有人想鉆空子？”
一旦查實，取消其高考資格
“招生對象：高中階段獲得專利或者其他具有學科特長、創新潛質和特殊才能并能提供相關證明材料的考生……”這摘自江蘇省某高校的自主招生簡章，放眼全國90所自主招生試點高校，這樣的要求再常見不過。不少高校還提出，“在刊物上發表文章或論文”者優先，并對刊物級別、論文數量、是否第一作者等作出規定。
怎樣判斷一位學生具有學科特長和創新潛質？口說無憑。在學校要求提供的證明材料中，數學、物理、化學等學科競賽，全國青少年科技創新大賽、“明天小小科學家”等大賽，門檻較高，難度較大，再加上獲獎證書真偽一查便知，很難鉆空子。于是，不少人就瞄上了有“操作余地”的發明專利、論文和文學作品。
一個“優秀學生”看起來“高大上”的證明材料，也許僅是金錢交易的結果。本來是“不拘一格降人才”的好政策，因為個別人的“歪腦筋”，敗壞了自主招生的風氣，更給其他考生帶來嚴重的不公平。
4月1日，教育部印發《關于嚴格高校自主招生資格審查和考核工作的通知》（以下簡稱《通知》），從報名條件、材料審查、學校考核、監督制約、懲處造假5個方面提出“五嚴格”，并在自主招生歷史上首次提出“對查實提供虛假申請材料的考生，取消其高考相應資格”。
根據《通知》，對考生提交的發明、專利、論文等申請材料，須要求由考生本人原創，并對其真實性負責；對擬認可的賽事證書，要組織相關專家對賽事的科學性、權威性、規范性、普及性進行認真評估。
針對證書、發明、專利、和造假等違規違紀行為，《通知》要求，堅決斬斷“利益鏈條”。如果考生敢“冒天下之大不韙”，一經查實，不僅要被“通報考生所在地省級招生考試機構”，更會被取消自主招生乃至高考資格；如果學校、單位和個人在自主招生中或協助考生弄虛作假，將被嚴肅處理并追責問責；如果高校在自主招生資格審查和考核中出現嚴重違規違紀現象，將被暫停或取消自主招生資格。
“嚴厲的懲處機制，是‘打假’最有效、最直接的方式。如果造假，就讓這個考生付出慘重代價，這樣才能維護風清氣正的自主招生環境。”西安交通大學副校長鄭慶華表示。
肅清考紀，要煉就“火眼金睛”
“我入圍了一所‘985’大學的自主招生名單，當初腦子一熱自己造了幾張‘獎狀’，現在學校讓提交獎狀原件，我還有救嗎？”去年，高三學生小吳在網上倉皇“求助”。
要求出具證明材料原件，就是高校自主招生應對“作假”的一招。要想肅清招考環境，光靠考生自覺，顯然不可能。在這個過程中，需要高校健全報名材料審查制度，完善考核辦法，煉就一雙“火眼金睛”。
《通知》要求，針對考生提交的證書、發明、專利、論文等申請材料，以及有關學校、單位或專家提供的推薦材料，試點高校要組織校內外專家進行嚴格審核，仔細甄別相關材料的真實性、可信度和考生參與度；在考核環節，組織相關學科專家開展科學、規范的深度考核，重點考核考生是否具備申請材料呈現的學科能力、創新潛能、學術潛質，實際水平是否達到應有的程度。
為了最大限度地壓縮“灰色地帶”，今年，西安交通大學出了“狠招”，其報名條件只開了3個“口子”：全國中學生學科奧林匹克競賽，科創類競賽決賽，高中階段以第一原始產權人獲得國家發明專利者。“前兩項以教育部陽光高考網名單為準，第三項會在國家知識產權局網站上查驗。”西安交通大學招生辦公室主任訾艷陽告訴記者。
“現在的問題是，專利證書經鑒別是真的，論文經鑒別也是真的，關鍵是這個真的‘成果’，是不是考生本人做出來的？這個難度非常大。”鄭慶華一針見血。針對這個問題，西安交通大學大今年專門制定審查辦法和評價標準，嚴查發明專利，300余位專家教授組成的專家庫、上千道面試題組成的題庫嚴陣以待。學校要求學生提供專利產生過程中的材料，并在筆試、面試環節，請專業教授對其發明專利進行專門考核，仔細甄別學生本人是否真的是原創者。據了解，去年用發明專利當“敲門磚”的考生，沒有一個通過西安交大的自主招生測試。因為嚴格把關，走過15個年頭的西安交大自主招生成績值得肯定，“就拿2016年本科學生標兵來說，10個當選者有7個是自主招生進來的學生。”訾艷陽自豪地說。
一、開展研究性學習的方法和步驟
在學習《第一次工業革命》的過程中，同學們對課本中的許多新發明特別感興趣，有的同學提出了許多有關這些機器發明的假設性問題；有的則對這些機器的結構產生了濃厚的興趣；有的對課本中的歷史人物充滿了探究的欲望。鑒于這種情況，筆者引導學生開展研究性學習。具體方法和步驟如下：
1.提出研究課題。教師結合學生的興趣、意向：指導學生成立學習小組，布置研究任務，劃定研究范圍；學生在教師指導、小組合作討論的基礎上，歸納出準備研究的具體題目，形成具體的研究目標或范圍，這就是“定題”。定題一般由學生個人或學習小組完成，并向指導教師匯報課題或設計的研究內容、目的和方案，也可以由教師提出若干相關課題，由學生個人或學習小組自主選擇。
2.依據所定課題，分組討論，撰寫小論文。按上述所分小組，每一組由組長負責，把課題分解為幾個子問題分別由學生研討，題目由各組學生自擬。研討結束后，各小組利用已獲取的各種材料對研討結果進行整理，撰寫成文。教師在學生活動過程中，參與他們的討論，幫助他們充實內容、修改錯誤，給予他們恰當的幫助和指導。
3.成果匯報，互相交流。經過充分的準備后，學生們在課堂上進行成果交流、匯報，宣讀論文。每一組的小組長把自己小組的研究成果制作成幻燈片展示給其他同學。學科代表作為主持人把各組的研討情況匯總起來予以總結。由同學們的成果匯報會可以看出，他們的研討主要涉及以下幾個方面：(1)從英、法、美、德、日、俄等國工業革命的產生發展中歸納推動科技革命的基本條件。(2)比較英、法、美、德、日、俄等國科技發展的相同點、不同點，并分析其形成原因。(3)收集整理珍妮紡紗機、“騾機”、水力織布機發明的相關過程，思考其工作原理。(4)探究蒸汽機、汽船、火車機車的發展過程，了解其工作原理。(5)工業革命對世界歷史發展進程的影響。(6)早期工業革命存在的種種問題(如污染、使用童工等社會問題)。(7)瓦特、富爾頓、史蒂芬孫等人的歷史故事。
二、研究性學習的效果
1.在研究性學習中，學生學習的主動性能得到淋漓盡致的發揮。在《第一次工業革命》學習的過程中，從發現問題到成果展示，每個環節都由學生完成，激發了學生探求新知的積極性，他們樂于求新、求異，由“讓我學習”變為“我要學習”。
2.學生學會了多角度分析問題。在學習《第一次工業革命》的過程中，學生在深入研究本學科知識的同時，從多方面獲取材料，綜合運用了多門學科的知識，加強了學科知識的滲透。無論從深度上還是從廣度上，都超越了教材的容量，開闊了視野，增長了知識。
3.學生的各種能力均得到鍛煉。提出問題后，學生在教師指導下收集資料、查閱史料這一過程本身就是研究過程。在解決問題的過程中學生做研究工作的意識、方法和能力得到了完善。學生在整理論文的過程中，要運用多種表現形式來組織語言，鍛煉了他們的協作能力。成果展示的時候，學生闡述自己探究的過程，鍛煉了他們的語言表達能力。
4.培養了學生合作與競爭的意識。在研究過程中，同學們主動參與、互相幫助，這就要求同學們具備合作精神。在整個研究過程中，學生真正意識到學習是自己的事情，都積極把握老師給予的機會或自己創造機會全身心投入到學習活動中；學生盡力展示自己的才能，表達個人的觀點，抒發個人的情感，闡明個人的態度，主動喚起老師與同伴對自己的注意，吸引他們與自己交流、切磋，同時虛心接受同伴的意見，形成了其樂融融、富有活力的課堂氣氛。在展示成果的時候，各小組又爭相表現，希望自己組是最好的、最完美的，激發了學生的競爭意識。
知識產權已成為一個國家或地區乃至企業參與國際競爭最重要的經濟資源，大力提高知識產權的創造、管理、運用和保護能力已經刻不容緩。
缺乏知識產權保護觀念
在中學，特別是普通高中，每年都會產生大量的學生科技創新成果。這些成果在不同程度流失，導致產權流失現象嚴重，侵犯中學生知識產權的案例時有發生。
知識產權流失已成為中學生科技創新活動面臨的一個棘手問題。是什么造成了現在的這種局面呢？
知識產權意識淡薄。高中學校雖然進行了一些普法宣傳，但涉及《知識產權法》的內容幾乎沒有。調查中我們問學生是否知道什么是“知識產權”時，回答知道的占27.6%，不知道的占68.5%，另有2.3%的學生能簡單表述自己對自主知識產權的理解。
當問及學生“對自己的小發明應采取何種措施”時，有80%的學生選擇參加大賽和評獎，爭取獲保送資格，為學校爭光，有5%的學生選擇看看是否申請專利保護。由此可見，許多中學生缺乏知識產權保護觀念，而在科技創新活動中往往只顧及升學、榮譽，而沒有考慮知識產權。
“重論文、重成果，輕專利、輕知識產權”的狀況普遍存在，申請專利保護的敏感度很低，正是在這種形勢下，許多成果以論文的形式發表，喪失了專利或者專有知識產權的保密性，而得不到法律的保護。
中學生知識產權管理體系不完善。中學生科技創新中的成果管理包括科技成果的評審鑒定、報獎、統計、歸檔等，知識產權管理是由專利、著作權、版權等組成的中學生無形資產的管理。而各學校由于人力、財力等資源的不足，不可能成立專門的管理機構。
中學生知識產權管理關系處理不當。成果完成后，科技創新的管理部門不能嚴格為學生的科技創新成果予以保密，導致科技創新中產生的知識產權流失到校外，無論是著作還是專利很快被傳播到網絡，造成知識產權的嚴重流失。
科技創新成果轉化渠道不暢。現在，中學生科技創新成果量較大，但被企業購買轉化為生產力的卻很少。原因是，中學生的科技創新成果中，有90%以上不能使企業取得較大的效益，這也是由中學生知識的局限性造成的。
滲透知識產權意識教育
針對當前中學生普遍缺乏知識產權的保護意識，學校在進行法制教育時，要滲入《知識產權法》的教育，主要措施有：
1.立足校園，宣傳《知識產權法》。
各班級召開以“《知識產權法》”為主題的班會，學校的法制宣傳欄開辟《知識產權法》專欄，各班黑板報出《知識產權法》專刊，在校園網上進行《知識產權法》的宣傳，開展全校中學生的《知識產權法》知識競賽活動，并進行總結。
2.以“世界知識產權日”為契機，加大宣傳。
世界知識產權組織決定從2001年起，每年的4月26日定為“世界知識產權日”。設立世界知識產權日旨在全世界范圍內樹立尊重知識，崇尚科學和保護知識產權的意識，營造鼓勵知識創新和保護知識產權的法律環境。
而我國“NOC活動”組委會則組織和策劃了“NOC知識產權宣傳月”活動，并開通了網站。我們以此為契機，向全市中小學生普及知識產權基礎知識，展示知識產權領域動態信息，展示地方產權局開展中小學知識產權教育的經驗與成績，取得了良好的效果。
3.利用市科技節，整合科普與知識產權法的宣傳。
每年的11月份第一個星期天是我市的科技節，很多學生會通過科技節這個平臺展示他們的科技創新作品，這時對他們進行有針對性的知識產權法的宣傳，會起到事半功倍的效果。
知識產權法對學生的影響
有人認為，中學生的職責就是努力學習，考上好大學，《知識產權法》對他們來說沒什么影響。
其實不然，《知識產權法》對提高學生的綜合素質有重要影響，主要表現在：
1.提高文化素養
首先，知識產權是一種文化，它是國家用法律的形式確認和保障公民在科技、文學、藝術等精神領域所創造的勞動成果，使其具有專有性和排他性的一種手段。
其次，《知識產權法》調整了由知識產權所引起的各種社會關系的法律，有利于繁榮社會主義文化，加強社會主義精神文明和物質文明建設。
2.調動科技創新的積極性。
之前，廣大中學教師和學生把學生的成績看作是衡量學生能力的唯一尺碼，通過對《知識產權法》的學習和宣傳，使教師和學生認識到，利用《知識產權法》，可以有效地保護自己的產權利益，進而提高學生科技創新的積極性。
3.利于學生科技創新成果的轉化。
知識產權法的保護，最終要用法律的手段來進行，《知識產權法》對維護專利擁有人的利益具有不可替代的作用，并且避免了知識產權的流失，為科技創新成果轉化提供了保障，從而產生巨大的經濟效益和社會效益。
在《技術與設計一》的第一章第五節“知識產權”的教學中，我考慮到“知識產權（著作權、專利權、商標權）”的知識必須要結合我國與世界的實際，只憑教師在課堂上用一般的方法進行教學會顯枯燥乏味。
備課時，筆者結合新課標的基本理念與目標反復考慮決定：將本節課改為辯論賽，題目為“使用盜版軟件的利與弊”，提前兩周公布，要求以各班課代表為核心組成辯論賽組委會，組委會負責制定辯論賽程序以及正反方組員……各班學生用一周時間通過各種方式做調研查資料，了解知識產權等有關知識，并對我國與發達國家在保護知識產權方面的現狀作對比評價等準備工作。
本次辯論會的辯題是“盜版軟件的利與弊”。
眾所周知，目前我國盜版現象十分猖獗，除了盜版軟件外，還有許許多多侵犯版權的行為，但其本質都是一樣的。因此，我們選了盜版軟件這個話題進行辯論。盜版軟件有弊，其弊在于侵犯了版權所有者的權利，屬于違法犯罪行為，不利于公民的道德法制教育，對市場秩序產生負面影響。
但盜版行為也有它的利之處，盜版的出現，使設計者更注重反盜版的技術開發，使得科技不斷在進步。因此，這個辯題十分有趣。
下面看一段這次辯論精彩的部分。
正方觀點：
①我國是一個發展中國家，我們要大力發展經濟，這是符合我國國情的。而盜版是這一時期的必然產物。
②從價格方面，盜版軟件顯然占優勢，一張正版的價格是盜版的數倍。當你用1000元買一張正版時，我用10塊錢就可以買到一張盜版，我們從小就被教育要勤儉節約，怎能鋪張浪費呢？而且，這是父母的血汗錢啊！
③盜版更廣泛的傳播知識，提高人的平均素質，加快普及。中國是一個尊重人權的國家，每個人獲得知識的權利是平等的。難道就因為正版的價格太高而拒我們于知識的門外？剝奪我們獲得知識的權利？
反方觀點：
①盜版軟件的出現，嚴重損害了正版商的利益，這種行為無疑是“殺雞取卵”的行為，這樣下去，正版都沒有了，還談何盜版呢？
②盜版軟件的行為是不道德也是不合法的。盜版商侵犯了正版商的知識產權，是違法犯罪行為。盜版也不利于公民的道德教育，特別是兒童，如果他們從小用慣了盜版，長大就不會使用正版，甚至也參與盜版的行為。
③盜版軟件對市場產生負面的影響，使市場動蕩，打擊設計者設計的積極性，使經濟發展不穩定，不健康。
……
辯論會由于時間不夠充足，沒能按計劃進行結尾。但是同學們精心的準備，使得辯論會緊扣主題、有條不紊地進行，顯現出了班級的風格。
顯然，這樣的課堂教學設計極大地調動了全體學生的積極性，學生能夠廣泛而充分地用各種方式獲取了關于知識產權方面的知識，并針對盜版軟件這一嚴重的社會現象，從各角度各層次進行剖析和判斷。最終達到了提高學生技術理念素養等目標，學習方式多元化的效果得到很好體現。
關鍵詞：化學教學；動機；興趣；培養
一、運用化學史教學培養學生學習動機和興趣
興趣是最好的老師。研究表明科學家的發明創造往往源于對科學本身產生了濃厚的興趣。興趣是構成動機的最現實最活躍的心理成分。無數教學實踐和大量教學實驗也已證明：強烈的學習興趣是中學化學教學的基礎，能確保持久的學習積極性。化學史能喚起學生的學習興趣，激發創造動機。在教學中讓學生置身于發現和發明創造的情景中和化學家一起經歷矛盾，困惑甚至失敗的情感體驗，感受猜測、想象、頓悟的歡樂。使學生品嘗到科學研究和探索的樂趣，無疑可以喚起學生濃厚的探索化學的內在興趣從而能富有創造性地學習和研究化學。教師應結合學生的知識水平認真地選材，如化學發展史上的逸聞趣事，素材的選擇應突出興趣二字。如波爾多液的發現，染料苯胺紫的確定等。
人類發展的歷史可以說就是一部化學的發展史，但現今的教材對這方面的介紹是粗淺的，根本不能滿足教學的需要。因此。教師應結合教學內容，介紹一些歷史上著名的化學家的事跡和化學發展史。例如筆者在講第一章“鹵素”時，就介紹氟的發現過程；在講到苯時，則介紹著名科學家凱庫勒日思夜想苯的結構，后“偶然”在夢中見到苯的碳原子象蛇一樣頭咬著尾巴，醒后受到啟示而提出了苯分子結構的假想和趣事；談到元素周期表，必然要從德伯萊納的“三元素組”說到邁耳的“六元素表”及紐蘭茲的“八音律”。而門捷列夫在總結前人經驗的基礎上，經過多年探索終于在1869年發現了元素周期律，制出了世界上第一張元素周期表．并且預言了新元素及其可能的性質。化學史的內容是豐富有趣的，通過化學史的學習，讓學生更好地了解化學發展的歷程，學習化學家勇于創新、勇于超越，認識世界、改造世界的科學精神，使學生在學習知識的同時也得到了人文精神的教育，由對化學家的敬佩轉化為學習的動力，產生強烈的成才愿望。
二、創造更多的學生動手的機會
化學是一門實驗性學科，實驗是學習化學的重要手段，教師應鼓勵學生參與課堂演示實驗，讓學生獨立進行實驗，并在教師的指導下完成一些對實驗的探索。通過實驗可以讓學生了解精彩紛呈的化學世界，體會化學的精妙之處，增強對化學的學習興趣。
三、鼓勵為主
在課堂教學中，評價學生回答問題時，應避免指責，而要用“你回答真出色”、“有道理”，“你一定能行”等語句進行鼓勵和提示；對學生作業要及時反饋，使用批語，以表揚鼓勵為主，使他們有“我學會了”的良好心態，調動學習化學的積極性，增強成功感。
四、使教學貼近生活
教師應想法設法收集資料，使化學教學能夠貼近生活、貼近社會，使學生了解到化學在科技進步、社會發展、現代醫學發展中的作用，彌補現行高中化學教材的不足。化學與生活、杜會和醫學的聯系是廣泛的，化學教材所涉及的內容是豐富多彩的。而在選擇時，要遵循趣味性、同步性、學以致用的原則，并選擇社會價值較高的一些問題。鑒于中專化學課程的特點，應采用靈活機動的方式進行：
（1）專題講題。如在學習“鹵素”后，專門舉辦“漫談氟和它的化合物”講座。
（2）引導學生撰寫論文。如指導學生寫《醋的妙用》一文，并指導學生查閱書討等資料，限定時間為l周，以小組為單位。最后所有的小組都圓滿地完成了任務，寫得有聲有色。
（3）做趣味小實驗。如醋浸雞蛋、海帶中碘的定性測定、假酒的檢測方法等，學生興趣極高，教果不錯。
（4）編印資料。教師平時應重視知識積累，編印有關資料給予學生作為選讀材料。
五、營造寬松、和諧、平等的課堂氣氛
教是求統一、求規范、求一律的，而動機和興趣恰恰是要求不同凡響，標新立異。人的動機和興趣不可以教，但卻可以培養，其中的關鍵就是創設寬松、和諧的育人環境、營造適于學生激發興趣的教育氛圍。教育有培養動機和興趣的力量，也有壓抑動機和興趣的力量。教師應造就教學的良好氛圍，允許各類不同水平的學生大膽地發表意見，對求知事物進行探索。教師應克服唯我獨尊，閉目塞聽害怕批語的弱點，鼓勵學生發表創造性的意見，鼓勵創造性的萌芽。一位科學家告訴我們：“人們不可能做的事，往往不是由于缺乏力量和金錢，而是由于缺乏想象和觀念。思維的想象力是創造的原動力。”在教學中教師應鼓勵學生大膽地想。想象力是創造的前提之一，合理的想象加上邏輯思維，再將知識變為具體可操作性的行為時，往往會有新發明。教師不能因為學生的創造失敗而加以指責，更不能因為學生提出的問題的“荒謬”而加以譏諷，相反應保護其探索創造的積極性。如在講授氫氣用途時一位學生提出這樣的問題：能不能利用氫氣密度最小制成氫氣球起重機，同時又節約了能源呢？看似幼稚的想法，但卻打破了常規，閃爍著創造的火花。教師不能因為書本中未提到這種用途而加以否定，更不能去挖苦。學生提出的任何新想法、思路都是其創造力的表現，教師都應加以肯定。
【參考文獻】
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[3]在化學教學中培養學生學習動機的探討,王成才.學位論文.2004.
[4]論情感教學在化學教學中的作用,齊艷娟.陳麗莉-松遼學刊（自然科學版）.1999，（04）.
【關鍵詞】 小組合作；分層教學
【中圖分類號】G622 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2013）22-0-01
《科學（3―6年級）課程標準》明確提出：小學科學課程是以培養科學素養為宗旨的科學啟蒙課程。科學課程的評價既要關注學生學習的結果，又要關注他們學習的過程。根據不同學生的認知水平和實踐能力的差異，我們把每個班的學生分為三層：優秀學生、發展中學生（良好）、待發展學生（后進生），根據學生的分層，我們也嘗試進行了分層教學。包括：教學目標的分層、教學策略的分層（提問的策略、小組合作探究）及課外實踐的分層。在實施分層教學過程中，依據學生的種種行為及結果進行分層評價，通過近一年的教學實踐，體驗到了分層教學與分層評價帶來的新氣象、新變化。
在小組合作探究的方式上，我們也嘗試改變以往異質分組的辦法，進行同質分組，也就是讓同基礎的學生自動分成一組。因為以往讓不同層次的學生組成一組，目的是讓好學生幫助后進生，但時間長了發現一個問題，好學生不但未幫助下游學生，反而替代了一切，結果造成后進生懶于動手、動腦、動嘴的不良習慣。后來我們嘗試將同層次的學生組成一組，基礎好的學生爭強好勝自然都能積極參與到實驗當中，而基礎最差的小組，他們沒有了依靠，為了能和別的小組一樣完成實驗操作，也只能發揮他們最大的潛能去積極地探究。然后針對每組實驗設計三種不同層次的實驗報告單。
總之，評價改革是一項牽一發而動全身的事，短時間的實踐并不能解決科學課程評價所有問題，而且有些問題需要不斷深入探究、反復實踐，才能求得真諦。相信經過我們的努力探索實踐，定能開創小學科學課評價新的局面，實現科學課程追求的價值與理想。
例如：我們根據年齡的層次分別確定了幾個主題活動：我們對三年級學生提出的一級創造目標是：①小制作：利用學具袋中使用過的材料，或者生活中廢舊物品親自動手制作一份精美的工藝品；②閱讀科普故事，制作科學讀書卡。對四年級學生提出的二級創造目標是：①小創意：留心觀察生活，改進你認為給我校的生活帶來不便的產品，寫出你的創意即可；②撰寫調查報告：通過調查、研究校園植物生態系統，了解它們的生長習性等特點。對五年級學生提出的三級創造目標是：①小發明：改造生活中某個使用不方便的產品，改造后的產品要方便、實用，并畫出產品改進后的示意圖；②撰寫科技小論文：觀察、探究自己喜歡的事物（包括動、植物，社會的現象等），然后通過查資料等形式撰寫出小論文。孩子們可能根據自己的實際能力，選擇完成一項到兩項，如果實在沒能力的也可以選擇自己喜歡的實踐作業去完成。看來我們的擔心是有些多余，大多數的孩子不僅完了，而且完成的很好，部分作品：小制作、小發明、小論文曾獲區市級獎。
“翱翔計劃”是在普通高中課程改革的背景下,充分利用首都豐富的教育、文化與科技資源,突破現有學校教學方式,提出“讓學生在科學家身邊成長”的制度構想,通過在科學研究過程中的熏陶,激發學生對科學的興趣,培養學生的科學態度、科學素養,逐步養成探索科學、熱愛科學的習慣,增強學生的創新意識、科學精神與實踐能力,由此探索基礎教育階段培養拔尖創新人才后備力量的可行機制。至今,來自全市各學校的130余位首批學員已經順利完成“翱翔計劃”規定的課程學習。本文擬以首批翱翔學員的課題成果及其所體現的學生特點為素材,總結和分析拔尖創新型高中生所具有的若干特質,以期獲得對于創新人才知識、能力及其價值觀的基本認識。
一、明確的學科傾向與興趣
興趣是人們力求認識某種事物或愛好某種活動的傾向。參加“翱翔計劃”的高中學生,從報名伊始就已經確定了自己的研究領域,每位學員都有自己明確的學科傾向。高中課程科目眾多,通常對某一學科具有明確的學科偏愛的學生,會有在這一學科的科學世界里進行研究和發展的強烈愿望,這是學生進行科研和創新的源動力。同時,這種學科傾向與愿望是與學生對自己的人生規劃和夢想相聯系的,這將對學生選擇所要研究的課題和探究項目提供有力的參考,并且幫助學生在研究過程中克服困難,堅持不懈。
論文《光子晶體作為異相反應催化劑載體》的作者是北京市順義區牛欄山第一中學的李佳育。正是出于自身對物理學科和項目的喜愛,對科學實驗的興趣與熱情,激勵他完成了這個對高中生很有難度的課題。指導教師們工作十分繁忙,他自己本人課業負擔也很重,但是出于對科學研究的興趣,指導教師能夠耐心地指導學生,學生能夠堅持不懈,不斷克服難題,犧牲自己的休息時間,與大家一起進行科學調查與研究,最終才以良好的成果完成了課題。
二、扎實的基礎知識
任何一項課題的研究、任何一項綜合能力的提高,都是以對基礎知識的熟練掌握為前提條件的。基礎知識是知識體系的首要根基,是分析問題解決問題的重要參照系。學生對基礎知識理解得越深刻,掌握得越牢固,解決具體問題就越容易,還能為解決復雜的問題打好基礎。“翱翔計劃”的學員都是平時在學校里學習成績全面優秀的學生,對基礎知識的熟練掌握能夠幫助他們更快更好地參與課題,從而縮短適應期和磨合期。另外,在實驗室中進行的科學探究都需要交叉學科的知識,比如有的項目既需要物理的知識,又需要數學的邏輯運算或信息技術的編程處理數據,學生如果具備扎實的基礎知識,則能夠在交叉學科的研究項目中游刃有余,有利于他們進行創新活動。
北京市第二中學孫漢鑫同學研究的《循環排氣吸附方法的研究及應用》項目是比較成功的一項創新設計,他研究的爬壁機器人可以廣泛應用在核工業、石化企業、建筑行業、消防部門和造船業上。整個研究過程不僅需要物理學科的知識來設計機器人吸盤和選擇電機,還需要化學的材料知識來選擇吸盤的材質,以及用信息技術的編程來建立模型和效果演示。可以說如果沒有孫漢鑫同學對各學科基礎知識的熟練掌握,爬壁機器人是無法設計成功的,研究成果的可行的應用前景也使得他的創新更具價值。
三、突出的領悟與探究能力
借助科學家指導和真實的科學發現過程,“翱翔計劃”使學生親身體驗從被動接受知識變為主動探究、進而發現和建構知識的創新性學習過程。在這樣一個富有挑戰性的學習過程中,學生自始至終是以問題的探究者、發現者的主體身份,從事著相對自由、自主的研究和探索。他們在問題的提出、參與方式、問題解決的策略等方面都極大地表現出自身的自主性、能動性。這種主體性探究學習要求參與“翱翔計劃”的學生必須具備很強的領悟能力和主動探究的能力。
北京市第二中學王牧陽以《從實驗室常備試劑中探索打印紙上碘熏油手印的后處理新方法》為題,介紹了他對15種實驗室的常用試劑開展的專題研究。他的探究分增色、固定、對茚三酮顯色效果增強等三個專題分別進行。王牧陽在了解到碘熏法的缺點之后,又看到有學者提出的粉末固定法,很難普及應用,最后決定參考國際指紋組會議的信息,思考從實驗室常備試劑來尋求增色劑及固定劑,嘗試達到對使用者健康危害小、節約成本的目的。研究從這樣的實驗出發,通過樣本制作,比對實驗操作,實驗結果分析,探索了打印紙上碘熏油手印的后處理新方法。作為高中生的王牧陽對于碘熏油手印并不熟知,但是他很有悟性。通過短時間的觀察與學習,就了解了碘熏法的特性和研究情況,并且設計出了比較合理的實驗思路,實驗結果也比較令人滿意。應該說,他在研究中表現出來的超常領悟能力與探究能力,對于研究的啟動與完成都起到了很好的驅動作用。由此可見,拔尖創新型高中生必須要有突出的領悟能力和探究能力,有悟性的學生學習新事物的能力更強、速度更快,因而能夠對自己不熟知的事物進行自主探究,在探究中發現問題,并創造性地解決問題。
四、顯著的團隊合作意識與能力
現代科技發展日新月異,科學研究向復雜化、綜合化、系統化的方向發展,每一項科學發明創造都需要多人合作完成,系統浩大的工程甚至需要跨領域、跨部門科技攻關合作。這一切都對拔尖創新型人才的團隊合作意識與能力提出了更高的要求。在信息化社會,獨立自主是決定創造力的一個重要因素,與此同時,合作精神和能力逐漸體現出在創造性活動中的巨大潛力,成為創新型人才必須具備的一項能力素質。復雜問題的解決需要各種不同的知識,需要多方的合作。基于此,當前高中生要重視合作精神和合作能力的培養。在與人合作的過程中,學會溝通、提高人際交往能力,這對于學會生存也是至關重要的。因此,拔尖創新型高中生必須具備良好團隊合作的意識與能力。
北京市第十二中學牛天林、沈浩、袁泉三位學生共同完成了論文《對漢庫HGR―3M―C機器人拓展的研究》,從中可以看到他們良好的團隊合作的意識與能力。機器人特別是仿人機器人的研究,結合了人工智能、計算機網絡和生物學等多個領域,是復雜科學的代表之一。研究團隊在來自清華信息科學與技術國家實驗室以及清華大學附屬中學4名教師的指導下,在資料的搜集與整理、程序開發和軟件的執行等方面,發揮各自優勢,既分工又合作。正是因為有互補協作的團隊意識,才得以完成創新價值的論文。他們的《對漢庫HGR―3M―C機器人拓展的研究》,被專家譽為“有交流協作、合理分工的團隊合作成果”。
五、出色的動手操作能力
一個創造者要想提高自己的創造水平和效率,就需要有出色的動手能力。童第周教授在生物遺傳學上取得重大突破的事實,就有力地說明了這一點。他從自己長期的研究中提出,細胞質中含有的信使核糖核酸對改變生物的遺傳能起到積極的、主動的作用。但是,任何科學結論必須以實驗結果說話。他和牛滿江教授首先選擇金魚和鯽魚作為研究對象。從鯽魚卵巢成熟的卵細胞中提取核糖核酸,注射到金魚的受精卵中去,觀察這對金魚的后代將會發生什么變化。其實這一切都離不開他們那高超、精細、靈巧、熟練的雙手。
北京市第二中學王儀嵐的論文《套袋對茄子農藥殘留量和產品質量的影響》,以京茄20茄子為試驗材料,研究了套袋對茄子農藥殘留、產量和品質的影響。研究者在國家蔬菜工程技術研究中心日光溫室里進行試驗。出于試驗的需要,首先要合理地進行穴盤育苗,按株距定植,并采用大小兩種行距定植,在生長過程要給試驗茄子套上套袋,對照茄子不套,在發生病蟲害的時候,要給對照組和實驗組的茄子噴灑相同數量和規格的農藥,通過對比分析,最終得出,套袋栽培能有效降低化學農藥對茄子的污染,協調了病蟲防治與綠色食品生產的矛盾。整個試驗過程都涉及到親自動手實踐的環節,育苗、定植、套袋和打藥,看似簡單,但是對于一個城市長大的高中生來說,這是難能可貴的。而出色的動手能力,對于整個試驗的高水平完成是不可或缺的。需要指出的是,作為拔尖創新型高中生,當然要具備出色的動手能力,但是動手能力不是天生的,它需要高標準的訓練和不懈的實踐才能夠獲得。
六、吃苦耐勞和堅持不懈的精神
幾乎所有參加“翱翔計劃”的學生都曾經歷過一個個困難。面對困難和挫折,他們也曾經彷徨過、困惑過,但是正是他們吃苦耐勞與堅持不懈的精神和品質,讓他們堅持了下來,并且最終獲得了研究項目的成功。吃苦耐勞和堅持不懈并不是每個中學生都能夠輕松獲得的優秀品質,尤其在現在獨生子女居多的學生中,嬌生慣養現象嚴重,但是未來社會需要的人才一定是經得起磨礪的人,“翱翔計劃”正是通過這種方式引導了學員自己和身邊同學及家長,重塑他們的人生觀、行為觀和知識建構觀。
北京市通州區潞河中學張文江同學的家距離實驗室很遠,每天擠公交、坐地鐵花在路上的時間超過5小時。中學生們每天學校和家兩點一線,過著幾乎與社會脫節的生活,可是做實證研究項目的學生們卻都面臨一個到各地做實地調查的要求,他們從羞于張口、引來側目,到自如坦然、獲得幫助,他們不僅挑戰和改變著自己,也改變著身邊的人。北京市第八中學的劉逸儂同學是個女生,拿著兩米長的網子,在毒辣的太陽下,在吹著大風的草原上汗流浹背地揮網二百多次,手上磨起了一層繭子。草原上的天氣變幻莫測,前十分鐘還艷陽高照,后十分鐘就風雨交加了。但是不經歷風雨,怎見得彩虹。他們不僅沒有退縮,沒有放棄,反而更加燃起了他們的斗志。回憶自己的親身體驗,劉逸儂感慨地說:“寶劍鋒從磨礪出,梅花香自苦寒來。”
七、高度的社會責任感
教育的目標之一就是促進學生對社會的認識和了解,建立各種社會責任感;培養學生的生態意識和個人的道德意識。德是一個智者的關鍵因素,好的品德是一個人顯露才華的必要條件,而一個人的品德首先體現為他的責任感。
參與北京青少年科技創新學院“翱翔計劃”的同學們是一批有高度責任感的高中生,他們深切感受到節能與環保的重要性和迫切性,這一點從其論文選題中便可見一斑。從研究各種因素對氣候變化的影響到研究環境和氣候與昆蟲群落的關系,從研究綠地灌溉方式的最優化到研究小麥、水稻、棉花等基因以增加產量,從研究電池的合理使用和再利用到研究循環排氣吸附方法,再到對文物古跡的保護與合理開發,這些論文和選題無不反映了高中生對于地球生態環境的關注,對于人類命運的關懷。正是對人類命運的勇于擔當,使得他們對于科學研究充滿使命感與責任感。
八、高效率的學習者
一個創新的民族,首先是一個善于學習的民族。“翱翔計劃”的學員們跟普通中學生一樣,有著繁重的學業壓力,他們不僅要應對學校的日常學習及各種課外活動,還要利用節假日去基地學校補充基礎知識,去實驗室做實驗。但是在他們科學安排下,所有的學習活動不僅沒有發生沖突,反而相互補充、相得益彰。“翱翔計劃”的學員們給自己制訂學習計劃,普遍具有很強的自控能力,能夠合理安排時間,并將各種有效的學習方式相結合,做到在最短的時間內掌握最多最有效的學習內容。“翱翔計劃”的學習不僅沒有使得他們的學習成績下降,反而讓他們掌握了科學有效的學習方法,使學校中的課程學習也高效和簡單起來。學生們在剛剛結束的全國高考中取得的良好成績就已經證明了這一點。在已經畢業的130余位翱翔學員中,有7位同學被國外著名高校錄取,2位同學分別被香港大學和香港中文大學錄取,26位同學分別被清華大學、北京大學、中國人民大學錄取,其余的翱翔學員也都以優異的成績考取了各重點大學。
《教育規劃綱要》在創新人才培養模式中明確指出:“倡導啟發式、探究式、討論式、參與式教學,幫助學生學會學習。”“翱翔計劃”的關鍵并不完全在于開展科學研究,而是通過真實科學研究情景中開展的研究性學習增強青少年的創新性學習體驗,借此促進他們的創新精神和實踐能力的發展。
“翱翔計劃”雖然只給每位學生一年多的學習時間,但是卻給學生們帶來了豐富多彩的全新學習感受。他們借由“翱翔計劃”走進科研院所的實驗室,走上大草原,走進工廠;他們接觸到了世界領先的實驗儀器,了解了學科前沿的科學知識;他們享受了專家一對一指導的興奮,感受了不同學校教師的授課風格;他們認識了新的伙伴,結識了新的朋友;他們不僅學會了在合作中競爭、在競爭中合作,還更懂得了感恩與回報。這段“翱翔計劃”的學習經歷帶給他們的不只是一項科學項目研究,他們在這里的收獲會讓他們受益終身。
正如北京市第八中學的劉逸儂同學所說的:“這一年多的研究路程,我所收獲的絕不僅是幾張圖表、幾個結論,這段科研經歷幫助我培養了許多能力,增長了很多知識。這段時間,我學著獨立自主,學著自己設計方案,學著自己制作工具,學著與他人溝通,學著向人們展示自己,學著運用大學的知識解決問題。學著靠自己的力量探索未知的事物,我學會了聆聽,學會了交流,學會了思考,更重要的是,我明白了什么是真正的科學精神,什么是堅持不懈。在我看來,‘翱翔計劃’所提供的,是一片供雛鷹飛翔的天空。它為我們提供一個舞臺,提供一個機會,讓我們能夠從高中時代起,就參與到科學研究的過程中去,去探究我們所鐘愛的科學,生物也好,物理也好,化學也好……使我們這些高中生,這些展翅欲飛的雛鷹,能夠翱翔在我們所鐘愛的天空。感謝所有幫助過我的人!感謝‘翱翔計劃’!”
關鍵字農村高中 生物教學改革
一: 農村高中生物教學的改革,應立足當地經濟的振興,要達到上述目的具體
應從以下兩個方面操作。
1、 課堂上結合當地農業生產實際講授生物學基礎知識,課前要深入鉆研教材,挖掘教材,中與當地生產相結合的內容,使課本知識滲透到農作物的種植和動物的 飼養等實用技術中去,與當地經濟發展相銜接,以縮短課堂與社會的距離。如在講“光合作用”時,根據外界條件對光合作用的影響,介紹合理密植和間作套種的意義,還可介紹冬季日光溫室如何施加”氣肥”,如何保溫等。講“植物的激素調節”,可介紹蔬菜、棉花等如何利用植物生長調節劑,實踐表明,認真鉆研教材、在課堂上結合農業生產實際不僅不會削弱學生對基礎知識的理解和掌握,反而促進了課堂教學,激發了學生學習的興趣,使基礎知識的掌握更牢固,給學生從事農業生產勞動奠定了科學的基礎,提高了學生的綜合素質。
2、 結合當地經濟開展課外科技活動,農村中學開展以現代農業為主要內容的課外科技活動,是為當地培養合格的建設人才的重要一環。學生在課堂學習的是理論知識,所以在課外的科技活動就應突出農業科技活動。在確定活動內容時,要立足于農,服務于農,使活動內容和學生的生活經歷、切身利益密切相連。在科學性、實用性、可行性和趣味性的前提下吸引學生。如淮海平原地帶可選擇《植物育種》、《蔬菜栽培技術》、《小麥的田間管理》、《養豬、養雞綜合技術》等。在活動方式上可以形式多樣,例如開展小論文、小發明競賽活動,聽一次農業科普講座,搞一項農業科技實驗,搞一點農業科技發明,推廣一條增長技術活動等,總之讓學生根據自己需要、興趣選擇一兩門實用技術、參加一兩項科技活動,豐富他們的知識,提高他們的素質。在此基礎上,我們將進一步完善和探索,以使生物教學更好地服務于當地的經濟建設,培養出更多適合于當地經濟建設的合格人才。
二:農村高中生物教學的 改革應關注學生的情感教育,應從以下幾方面分析。
1、 中學生自身特點決定的。
中學階段是人才成長的重要階段,學生世界觀、價值觀的形成,愛國主義、集體主義精神的培育、環保意識的教育、能源危機意識的培育,這一階段的培育都是關鍵時期,另外農村中學絕大多數是“留守學生”,父母長期在外打工,家庭教育嚴重缺乏,學校的情感教育顯得更為重要。
2、 高中生物課程特點決定的。
新課程對情感、態度、價值觀的強調,突出了以學生發展,學生為本的思想,更有利于學生的 全面發展,高中生物教學內容涉及到日常生產生活,,我們身邊的動植物、科學技術、環境保護、能源危機等等。這些知識的學習對高中生的思維方式、情感、態度、價值觀帶來影響、甚至沖擊。
3、 高中生物教學中情感態度的培養。
3、1培養興趣、激發內在動力。
興趣是學習動機中最活躍、最現實的因素,是學生獲取知識的內在動力,在充滿興趣的情況下,學生注意力較為集中,就能產生強烈而持久的學習愿望,最容易接受新知識,更有利于提高能力。
成功的快樂是一種巨大的情緒力量,它可以促進學生好好學習的愿望,不少學生的生物成績差,因而對生物缺乏興趣,缺乏主動性,則學習成績更差,這樣就形成了惡性循環,在教學中要對全體學生一視同仁,對不同層次、不同特點的學生因材施教,教師要注意設置教學內容的層次和梯度,創設更多的條件讓每個學生都能體驗到學習上的成就感,為各類學生提供表現自我的機會,不失時機地為他們走向成功搭橋鋪路,想方設法使他們獲得成功,保持學習生物的積極情感。
3、2建立良好的師生情感,
教師要與學生建立積極的情感聯系,教師應敬業為先,滿腔熱情地投入到生物教學工作中去,教師對自己所教學科的濃厚興趣,深厚情感,不斷自我完善,以飽滿、積極向上的熱情帶領學生去探索生物界的奧秘,這無形中會使學生形成一種學習的熱情與動力,促進學生主動探求、積極思維、勇克困難,為取得最佳的教學效果鋪平道路。積極的情感聯系指引和維持著師生的教學行為,排除教學過程中遇到的障礙是高質量完成教學任務的必要保證。
3、3拓展教材內容、聯系當前社會的熱點話題。
艾滋病是當今社會關注的熱點話題。在講“人體免疫系統在維持穩態中的作用”時,可以先公布艾滋病的有關數據,展示艾滋病人的圖片。學生會被艾滋病給人類帶來的災難所震驚,迫切地想知道“艾滋病的原理是什么”?“如何預防艾滋病”?“如何正確對待艾滋病人”?等問題,這樣學生便受到良好的教育,更加珍愛生命。
摘 要：通過教學實踐發現，在物理教學中運用“故事課”可以有效激發學生的學習興趣，提高教學效率。“故事課”同時也是時代和社會以及教學的共同需求。對“故事課”在物理教學中的重要作用進行探討。
關鍵詞：“故事課”；物理教學；應用
俗話說：“前人不擺古，后人不識譜。”在當今社會中，影視明星、著名歌手、著名足球運動員在電視、電影、雜志、畫刊中頻頻露臉，而為社會作出巨大貢獻的科學家、發明家則默默無聞。所以當前的中學生，每天嘴上談的是“星”的趣聞軼事，身上穿的是“星”一樣的裝束。他們可以把影視明星、著名歌手的名字說出一大串，但是對于科學家、發明家，他們卻說不出幾個名字，對于科學家、發明家的方方面面，更是一無所知。作為教師，如果不去介紹科學家、發明家的生平、各學派間的爭論、科學發現的過程、科技發明對人類的貢獻等等，就是失職，學生心目中將永遠樹立不起科學家、發明家的光輝形象，學生將不能從他們的成就軌跡中獲取更多的教益。因此，將科學家、發明家的事跡引入課堂，是時代的呼喚，是社會的需要，更是教學的需求。
一、“故事課”是物理學科課型的一個重要補充
在通常的物理課型中，只有實驗課、知識課、習題課。在實驗課上，學生與硬邦邦的實物打交道，感受不到人物的鮮活；在知識課上，學生與抽象的概念打交道，只感受到文字敘述的冗長；在習題課上，學生與繁雜的公式打交道，感受到字母的抽象。很多學生都對物理學習感到害怕、厭惡，缺乏探索世界奧秘的熱情和勇氣。但科學家、發明家則大不相同，曾有人問物理學家丁肇中：“你這樣刻苦工作，你不覺得苦嗎？”丁肇中笑著說：“不，不，不，一點也不，沒有任何人強迫我這樣做，正相反，我覺得很快活，因為我有興趣，我急于要探索物質世界的奧秘。”
二、“故事課”是物理學科完成德育目標的主要手段
新大綱要求我們中學物理教師，在完成知識目標、能力目標的同時，還要完成德育目標，還要給學生以方法論、世界觀的有效引導，給學生以高尚情感的感化、積極思想的陶冶和人生觀的選擇。講故事無疑是最簡單又最奏效的方法。
1.以科學家的巨大成功進行愛國主義教育
我國是四大文明古國之一，在物理學史上有過光輝燦爛的篇章，在相當長的時間內居于世界領先地位。物理教師根據教學的需要，適當地、有選擇地插入我國物理學史上一些典型事例和先進人物是非常必要的。比如，講述指南針的發明與應用，不僅在我國古代軍事、生產、日常生活中起著重要作用，而且對促進東西方文化交流和世界的發展都有功績；中國載人航天技術取得了重大突破等，可以增強學生的民族自尊心和自豪感；再如講述楊振寧、丁肇中、李政道等華裔物理學家獲得諾貝爾獎；錢學森突破美國的重重阻撓回到祖國，為我國火箭導彈和航天事業的迅速發展作出重大貢獻；核專家鄧稼先，數十年如一日地勤奮工作，默默無聞地研制原子彈、氫彈……這些事跡能激發學生巨大的愛國熱情和壯志雄心，產生高度的責任感，樂于參與科學的學習和實踐活動，并能從中得到啡ず吐足，并轉化為創新活動的動力。
2.以科學家的曲折事跡增強學生的意志品質
物理學習需要勝不驕，敗不餒，具有堅強的意志品質；需要嚴謹踏實，勤奮努力，一絲不茍，精益求精。很多學生面對學習困難感到自卑，認為自己笨，卻不知牛頓小時候并不聰明，學習成績也不好，兒時的愛因斯坦直到三歲說話還不流利，六歲上小學成績平平，經常因語言遲鈍回答不出老師提問而受罰，愛迪生八歲才進學校念書，只學習了三個月，因老師罵他糊涂蛋被趕出了學校，可見大科學家、大發明家并不是神童，也是由普通人成長起來的。也有很多學生認為自己基礎差，卻不知道英國的焦耳是普通的釀酒師，并沒受過系統的教育，卻精確測定了熱功當量，英國的法拉第只受過初等教育，13歲就到書店當學徒、美國的富蘭克林也是幼年即輟學到印刷廠當學徒，卻都為電磁學做了重要貢獻。瓦特只是個修理工卻改進了蒸汽機，愛迪生只上了三個月學卻獲得了千多項專利，荷蘭的惠更斯學的是法律，德國的邁爾和亥姆霍茲，意大利的伽利略學的是醫學，卻都在物理學中做出了貢獻，可見一個人原有的學習基礎并不是取得重大成就的重要條件。
3.以科學家的處事風格提高學生的道德水平
科學家堅信真理只有一個，堅信在真理面前人人平等，敢于去質疑權威，反對迷信，能不帶任何先驗成分地去尋找真理：伽利略質疑亞里士多德“物體下落速度與質量成正比”的說法才發現了勻加速運動；泊松質疑菲涅耳光的衍射理論促進了泊松亮斑的發現；科學家也只相信自己找到的那個獨一無二的真理，為了尊重事實、傳播真理，勇于同權威作斗爭，即使以生命為代價：伽利略為宣傳日心說，被判終身監禁；邁爾宣揚能量守恒定律，直到被逼精神失常；布魯諾宣揚日心說被活活燒死。
但是，科學家又堅信在真理基礎上人們能獲得一致的意見，因而為了尋求真理，主動與人合作，或者自薦：盧瑟福給湯姆生寫自薦信并附上論文，從而成為湯姆生的接班人；法拉第給戴維寫自薦信并附上筆記本，從而成為戴維的助手。或者寄望他人超越：王淦昌發表了論文“關于探測中微子的一個建議”，被美國的阿納采納才測出了中微子；麥克斯韋給美國的托德寫信建議通過天體的運動測以太漂移，從而使邁克耳孫測出了不變的光速。或者向世人大力推薦他人：當范德瓦爾斯的后無人重視時，麥克斯韋運用自己的權威大力推薦，終于激起了人們繼續研究氣體規律的熱潮；德布羅意的波粒二象性理論發表后，無人相信，是愛因斯坦大力支持后才激發實驗驗證的。
三、“故事課”為學生凸現科學的思維方法
辨證思維是科學的邏輯思維。教師在講解概念、定理、定律、習題時無不用到歸納和演繹、分析和綜合。但如果教師能在理性思維的同時，再多一點感性思維，介紹一下這些概念、定理、定律的認識過程，就能夠讓學生真正體會邏輯思維的威力，比如介紹比薩斜塔實驗的實驗原因，就能夠加深學生對關鍵知識點的理解，把握知識的脈絡體系，逐步掌握正確的思維方法。比如，在講“磁場“和“電磁感應”的時候，以奧斯特發現電流的磁效應為線索，向學生介紹人類對磁及電和磁關系的認識過程，講解安培、法拉第和楞次等人在揭示電磁關系工作中的艱辛努力和所取得的成果，就能加強學生對法拉第電磁感應、楞次定律、磁通量等關鍵點的把握，就能讓學生把握到電磁學的脈絡體系。
直覺思維是一種跳躍式的具有突發性的思維方法，類似于靈感、頓悟、奇妙啟示等。向學生介紹查德威克發現中子、凱庫勒發現苯的分子結構，就能讓學生知道“天道酬勤”，知道直覺思維的產生，是人們長期探索、長期求證的結果。
四、“故事課”為學生提供最基本的科學信念
愛因斯坦說過：“相信有一個離開知覺主體而獨立的外在世界，是一切自然科學的基礎”“相信世界在本質上是有秩序的和可認識的這一信念，是一切科學工作的基礎。”可以說，一切科學都建立在三個基本的預設信念之上：規律性、可知性、實在性。
科學家相信世界在本質上是有秩序的，一切研究的目的就是要找出某種理論來描述這種秩序，這種理論叫規律。為了找到規律，他們應留心身邊的每一件事物，即使最平凡的也不放過：伽利略看到教堂吊燈的擺動發明了鐘擺；阿基米德看到浴缸溢水發現了浮力的奧秘；牛頓看到蘋果落地思索出了萬有引力定律。為了發現科學奧秘，他們感覺敏銳，不愿意放過任何一個異常現象：倫琴做陰極射線實驗時無意中發現2米遠的熒炎屏發熒光，他沒有忽視這一現象，終于發現了X射線，貝克勒耳研究磷光時為了檢查相紙是否漏光，發現了元素的放射性；赫謝耳在雙子星座內看到一顆綠色星體，沒有隨便地當作行星，從而發現了天王星。
五、“故事課”幫助學生認識科學的社會價值
在人類歷史上，瓦特改進的蒸汽機開創了機械時代；法拉第發現電磁感應，特斯拉制造出沒有換向器的電機，愛迪生發明白熾燈泡，開創了電氣時代；原子彈的爆炸開創了核能時代；計算機的研制成功又開創了信息時代，科學的每一個進步都為人類的發展做出了偉大貢獻。介紹這些劃時代的成就，能讓學生牢固地樹立“科學是第一生產力”的觀念，充分感受到人類智慧在改造自然方面的威力。
但同時，科學的發展也為人類社會帶來了很多不安的因素，著重表現在武器的使用和對地球資源無限制的開發、利用兩個方面。介紹愛因斯坦呼吁停止研制原子彈，介紹意大利的“綠黨”，就能讓學生感受到科學家的人文關懷，就能了解到科學發展的負效應，認識到社會的發展必須走“可持續發展”之路。
之，“故事課”在物理教學中具有重要的作用，物理教師必須多加運用。
參考文獻：
關鍵詞 科技史；計算機發展史；信息科技課程
【中圖分類號】G424 【文獻標識碼】A
【論文編號】1671-7384（2014）03-0040-03
人為什么要學習歷史？有人說，以史為鑒，知興衰，使人明智；有人說可以傳承文化。科技史從屬于歷史，揭示了科學技術的產生、發展及其規律，不僅再現了科學技術艱難曲折的發展歷程，還展現了科學家求真務實的精神。計算機軟硬件以及因特網的發展歷程作為科技史的一部分內容，是當前高中信息科技課程中為數不多的“非技術”內容，為課程增加了一抹人文色彩，卻又存在嚴重的不足。那么，高中信息科技課程中學習科技史的意義何在？怎樣才能更好地學習呢？本文以計算機硬件的發展歷程為例，談談對高中信息科技課程中科技史的思考。
在信息科技課程中學習科技史的意義
1. 有助于感悟科學精神
通過對信息科技發展歷程的回顧，讓學生了解科學技術發展的真實過程，科技史并不是科學家和工程師們的成功史，其中有大量的失敗經歷。德國哲學家韋伯爾曾講過：“在每一歷史事件背后，必須有一種精神。”巴貝奇為把“分析機”的圖紙變成現實，耗盡了自己的全部財產，使他一貧如洗。晚年的巴貝奇已經不能準確地發音，甚至不能有條理地表達自己的意思，但他仍然百折不撓。1871年，巴貝奇懷著對“分析機”無言的悲愴離開了人世，但他為計算機科學留下了一份極其珍貴的精神遺產，包括30種不同設計方案，近2000張組裝圖和50000張零件圖……更包括在逆境中自強不息以及為追求理想奮不顧身的精神。學生能在科技史的學習中，了解科學歷程的艱辛，感悟求真、求實、敢于懷疑、敢于創新、不怕失敗的科學精神。
2. 有助于促進理解知識
科學技術發展的歷程中有許多有趣和動人的故事，有助于提高學習的趣味性。對科技史的學習能讓學生從源頭上學習知識，而不只是學習現成結論的知識片斷，有助于學生更準確地理解科學概念。了解知識的來龍去脈是學習的最佳途徑，只有仔細研究這些知識產生的艱難歷程，即研究清楚早期的一切錯誤假定，才有可能真正徹底而又正確地理解這些知識。信息科技課程中，無論是計算機硬件還是軟件，無論是因特網還是數字化，都有大量的概念和術語必須在一定的時代背景中才能體會和理解。
3. 有助于提高人文素養
科學技術呼喚“理解”科學技術的人才，對待科學技術知識不但要有橫向的了解，還要有縱向的理解。正如萊布尼茨在書里“找到”帕斯卡一樣，艾肯也是在圖書館里“發現”巴貝奇和阿達，他們的論文令年輕人心馳神往，并為之奮斗。帕斯卡、萊布尼茨、巴貝奇、圖靈、馮?諾依曼等科學家，他們的研究精神，他們面對問題時的遠見，他們在解決問題中迸發的智慧，能都打動學生的心靈，啟發學生的思考。
科技史是溝通科學文化與人文文化的載體，它立足于過去與未來、自然與社會的交叉點上。通過了解信息科技演進的歷程，理解科學技術與社會的互動關系，更了解到人類的文明與進步，這是單純掌握某一門科學或某一項技術所不能帶來的人文精神。
當前信息科技課程中科技史教育存在的問題
《上海中小學信息科技課程標準》中對科技史沒有明確的規定，《普通高中信息技術課程標準(實驗稿)》中對此的要求也較為簡略，但大部分教材對此都有所描述。以計算機發展史為例，關于硬件，學生學習的主要內容是：從世界上第一臺電子計算機問世以來，計算機經歷了電子管、晶體管、集成電路、大規模與超大規模集成電路等四個時代。
盡管不同的教材在描述以上內容時詳略不一，但學生閱讀這些文字時都會遇到同樣的困難，如電子管、晶體管、集成電路等術語。對學生而言，由于缺乏足夠的知識基礎，因此難以理解使用這樣的元器件究竟意味著什么。而課堂教學調查表明，80%的學生閱讀后往往只得出“計算機的體積越來越小，功能越來越強了”的結論。僅僅從計算機制造的元器件來講述計算機的發展史，僅僅告訴學生計算機發展過程中的進步是體積越來越小、性能越來越好，難道這就是讓學生學習計算機發展史的目標嗎？
關于計算機軟件的發展，學生學習的主要內容是：“計算機軟件也經歷了二進制編程、匯編語言、高級語言、結構化程序設計、面向對象程序設計等幾個時期”。從閱讀角度看，學生既缺乏對這些編程語言的基本知識，也缺少編程經驗，即使教師可以花一些時間進行演示和解釋，幫助學生理解，但是大部分學生得到的結論也僅僅是“編寫軟件越來越方便了”。學習軟件的發展歷程難道僅僅是得到這樣的結論嗎？
在科技史中選擇有意義的內容
《說文解字》云，“史，記事者也”。歷史本身是真實的，但是面對紛繁復雜的歷史事實，在短暫的學習時間、有限的課時內，學生究竟應該學習哪些事實？如何選擇有意義的內容供學生學習呢？
信息科技的發展史，離不開計算機的發明，因此我們不妨回顧一下計算機從無到有的主要發展歷程。20世紀整個技術發展中，研制一臺自動化機器，使之能夠模擬人腦運算、解決邏輯問題等，是人們長久以來的期盼。相當多的人從事著運算、排序、計數、檢索和分類方面的工作，在單調重復的工作中不可避免地要發生一些錯誤。因此，謀求降低此類人工勞動的舉措，在科學領域變得十分迫切。
1642年，法國哲學家兼數學家帕斯卡制造出第一臺計算機器，俗稱“加法機”，“加法機”主要由一系列齒輪組成。30年后，德國數學家萊布尼茨制造出能進行加減乘除運算的機械式計算機。但是這些機器的運算執行都離不開操作員的輔助工作，需要人工輸入數字，并指示機器進行下一步工作。
18世紀30年代，英國的巴貝奇思考自動計算的問題，設計了機械計算機“差分機”，此后熱衷于更有抱負的設想“分析機”。“分析機”是一臺真正意義上的自動計算機器，主要由兩個部分組成：執行運算的設備以及保存數據及運算中間結果的存儲器。由于整個過程的控制由一套穿孔卡片來實現，因此，也有人認為“分析機”由三個部分組成：運算器、存儲器和控制器組成，若再加上輸入、輸入設備，就和現代電子計算機的硬件結構幾乎一樣。
此外，巴貝奇設想一種現在稱之為“條件轉移”的指令，可以根據某個被計算結果的正負號，從可能繼續運算的兩條路線中選擇一條做下去。這一重大的創新，標志著機器不僅能代替人的具體計算，而且開始代替人的邏輯判斷，它是實現現代電子計算機設計很關鍵的思想。巴貝奇的一生都在為制造一臺自動計算機器而勞碌，但最終卻勞而無獲，另一位女性阿達在翻譯他的論文時認識到，許多計算中存在條件轉移需求，她提出了我們現在稱為“循環”和“子程序”的概念，被公認為世界上第一位軟件工程師。
在巴貝奇死后的很長一段時間，關于自動計算幾乎無人問津，直到1950年，英國科學家圖靈發表了計算機史上里程碑式的論文Can machine think 。1848年，英國數學家布爾吸收了萊布尼茨的二進制思想，創立二進制代數學，布爾將形式邏輯歸結為一種代數演算，布爾代數特別適合于具有斷開與接通兩種狀態的電路系統。布爾本人并沒有把邏輯代數與計算機聯系起來，但他創造的邏輯代數卻對現代計算機的發展產生了深刻的影響。
1906年，電子管問世，并在20世紀20～30年代得到巨大發展。美國哈佛大學的艾肯設想運用卡片穿孔以及借助電流進行運算的部件，制造出一臺巴貝奇曾經構想過的自動計算機，1944年這臺機器制造出來，被稱為MARK I。1946年，ENIAC誕生，有人說這是第一臺真正意義上的數字電子計算機。但是，人們仍然被十進制這種人類習慣的計數方法所困擾。
當人們還在苦苦尋找制造基于十進制的計算機解決方案時，馮?諾依曼看到了二進制的長處，他在構思計算機的結構時，運用了萊布尼茨和布爾的成果。馮?諾依曼意識到，二進制的優點不僅在于它強調計算機和邏輯機的等價性，還在于從電學和電子學的觀點看，完成二進制運算所需要的兩種狀態很容易用電壓和電流的有與無來實現，更為重要的是，他認識到程序和存儲器的重要性。此后，越來越多的人認識到二進制計算機的優點，這催生了電子技術的發展，制造計算機元器件不斷更新，從電子管到晶體管再到集成電路，最終發展成為現代計算機。
信息科技課程中關于科技史的學習建議
1. 信息科技的發展歷程應從機械計算機開始
人們一般從ENIAC開始介紹計算機的發展歷程，也就是說是從電子計算機開始講起，同時引入馮?諾依曼的二進制思想和存儲程序思想。但是調查顯示，幾乎沒有學生能較為合理地解釋這兩個思想的價值何在。究其原因，在于離開當時的背景去描述一個思想的價值，學生缺失理解某概念的情境，缺少對計算機發展脈絡的了解。
從哪里開始講述計算機的發展史呢？計算機從無到有經歷了幾百年，考慮到現代計算機對早期計算工具的繼承關系，因此有必要簡述計算機（器）的早期發展史。然而早到什么時候，有人認為應該從中國的算盤開始，但是算盤僅是計算的一個記憶助手，類似于一張紙和一支鉛筆，并不是真正的機器。有人認為，應該從1642年帕斯卡的加法機開始，也有人認為應該從1840年巴貝奇的機械計算機開始講起。筆者認為，從哪里開始講述，取決于怎樣才能有利于學生從無到有建構自己的知識。巴貝奇的機械式計算機思想較為復雜，學生可能會一下子難以理解，早期計算機主要解決的是單純的數據計算問題，因此，從帕斯卡的加法機開始講述，逐步過渡到巴貝奇的分析機，適時引入存儲數據以及邏輯運算的知識，再到電子計算機以及馮?諾依曼思想，是個較為合理的思路。
2. 從計算機的邏輯結構梳理計算機發展的脈絡
同樣的歷史，既可以是編年史，也可以是文明史，還可以是文化史等。科學技術的發展史也如此，計算機發展的脈絡如何梳理？有的教材從計算機使用的部件來劃分，分為電子管、晶體管等五個時代，但這種劃分意義不大。有的教材以編年史的形式來描述，但是過于龐雜，難以體現重點以及繼承與發展的內在聯系。筆者認為，馮?諾依曼在19世紀40年代提出的計算機結構、二進制以及存儲程序的思想，歷經近百年依然使用，并成為信息科技領域中的重要思想，也應是學生學習的重點。因此，從計算機的邏輯結構來梳理脈絡更為合理。
人們從提花編織機中得到指揮機器工作的“程序”的靈感，以穿孔卡片的形式記載最早的“程序”，而存儲程序的思想，使計算機最終成為可以處理不同任務的通用計算機。按照計算機邏輯結構不斷發展這樣的學習線索，聚焦計算機需要解決的問題以及科學家解決問題的創新，有助于理解計算機從無到有的過程，有助于理解二進制的意義。其中涉及的一些重要概念，如“運算器”、“控制器”、“存儲器”、“輸入輸出”、“二進制”等，學生都能在相應的歷史背景中得以理解。而“程序”、“指令”、“邏輯運算”等概念，也給學生后續學習算法奠定基礎。
3. 精簡內容有利于在課堂教學中實施