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北京市和平街第一中学 2018 年寒假生态科技国际 STEM 课程

美中科技教育促进会 编辑部 2018年03月07日

   201823-26日期间,北京市和平街第一中学开展了生态科技国际 STEM 课程。此次生态科技国际 STEM 课程作为学校寒假社团活动的一部分,由具有良好国际科教资源的美中科技教育促进会承担。选课学生涉及3个校区、初三到高二3个年级,选修学生人数为所有社团之最。

   此次课程是美中科技教育促进会 2018 主题课程第一章,主要讲述变化的地球。这套课程秉承中国校内课程教学大纲,同时吸收国际科技教育先进方法,秉承贯彻如下理念:巩固课堂学习内容, 让学生更深入的理解科学现象;增强动手能力, 将基础理念与工程实践相结合;拓展跨学科综合运用,启发受众用知识全方位解释交叉概念;英语学习 + 科技学习= 语言与科技的实践运用。



   课程设计结合和平街一中学生的知识背景,参考《Earth in changing climate》,以气候变化为主线,融合环境工程,探究未来地球可持续性发展,进行跨学科综合学习。从地球形成之初的大气成分开始探究,了解气候变化的现象,了解电磁波谱和太阳辐射,探索气候变化的根源,了解气候变化机理,寻找气候变化的罪魁祸首和证据,探究气候变化如何影响自然和人类经济社会,结合工程设计和计算机技术,探索针对气候变化的反应措施,以减弱气候变化对自然和人类的影响

   课程着重培养学生科学探究的方法,体验发现问题—提出问题—作出假设——设计方案—方案评估—进行实验—数据记录—结果分析的完整科学探究过程,体会科学家善于发现、勇于探索、小心求证的科学精神,促进学生科学思维和科学素养的培养。



   课程过程中,同学们需要结合全英文的参考书,作为团队的一员积极参与到科学探究中,充分发挥个人想象力和创造力,通过团队合作,设计解决方案。在此过程中,学生学会搜集最新研究资料、读取有用信息,建模,深入进行实验设计和数据分析,建立科学逻辑思维。在真实情境中,运用物理、化学、生物、工程、计算机多学科融合的方法解决实际问题。

   和平街一中的同学们不但要迎接全英文资料背景,还要不断迎接教师提出的难题,如设计方案,寻找气候变化和温室效应的证据,探究新能源的利用效率等等。在开放自由的学习环境中,没有对错之分,同学们经常进行头脑风暴和方案探讨,迸发出新奇的想法和创意。比如在环境工程的新能源探究环节,第二小组的陆空两用螺旋桨太阳能飞车,这种设计不但节约能源,还对未来的交通形式作了展望和设想,极具创意。

   穿梭在课堂中的教师们对学生的方案和实验过程进行深入分析和指导,深入挖掘学生的想法,不断鼓励学生发挥想象力和创造力,及时进行交流分享、吸取经验,进行方案完善和操作改进。



   完成所有课程学习后,最具考验性的环节——自由设计和展示到来了!同学们需要根据课堂所学知识,参考全英文教材,小组讨论出感兴趣的气候问题,搜集相关资料,进行完整的科学探究,提出针对性的科学提议,并设计出相应的展板,进行汇报展示。这些也是教师在课堂教学中不断训练的几个方面。

   紧张的设计环节后,迎来了展示环节。如何通过短短5分钟的汇报演讲,让别人了解自己研究的科学问题?这是摆在小科学家们面前的难题。同学们自选课题包括地球上的水、二氧化硫的治理、如何提高太阳能电池的效率、二氧化碳是否是温室气体、海洋酸化、新能源汽车、模拟温室效应等,小科学家们针对全球性问题提出了自己的解决方案。

   经过充分的准备,各小组完成了精彩的展示。以二氧化硫的治理为例,同学们查阅了二氧化硫的来源和危害后,比较分析国际常用的3种二氧化硫净化治理方法,从成本、可操作性、最后得出中国企业的石灰石或石灰乳吸收法去除二氧化硫效果最好,并提出了减少二氧化硫排放的科学提议。总体来说,自由设计和展示阶段,各组充分发挥了主观能动性,切实体会了一把科学家的感觉。


   课堂教学过程中,美中科促会教师结合每一位学生的知识背景,通过启发式教学法,引导和激励学生发现生活中的实际问题,综合运用校本课程知识解决实际问题,体验科学探究的完整过程,体会科学家善于发现、敢于探索、科学求证的科学精神;充分挖掘学生的潜力,引导学生在团队合作中发挥出最大的作用,并注意锻炼本身不擅长的环节,不断成长和进步;充分观察、及时记录学生活动情况和课堂表现,结合学生感悟和自我评价,从参与态度、情感、知识、能力及成果等几个方面,提出针对性的成长建议。

   在分享学习感悟时,同学们提到,该次生态科技课程探究的课题贴近生活,以浅显的方式说明科学原理,提高了在真实情景中跨学科运用的能力,加深了自己对科学、技术和工程的认识,提高了对环境和生态影响因素、机理的认识,增强了社会责任感和环保意识。纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行。动手实践探究的课程形式,不但加深了对以往课堂教学中科学概念及原理的认识,发散思维,锻炼了独立思考和创新能力,更让同学们懂得要善于观察生活,大胆尝试,理论联系实际,从实践中寻求真理,提高了工程实践的动手能力。

   和平街一中周建萍校长评价到,此次课程不仅仅是生态课程,更是物理、化学、地理、计算机等多学科融合的课程,课程增强了我们关注生态和生存空间的意识。

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