上海中学生命科学创新实验室建设的实践与思考
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上海市首批23 个高中创新实验室典型案例上海市首批23个高中创新实验室典型案例探析在今天的教育领域,创新实验室已经成为许多学校追求的目标。
上海市作为中国教育改革的先行者,于近期发布了首批23个高中创新实验室典型案例,这标志着上海教育进入了一个全新的阶段。
本文将对这些典型案例进行全面评估,深入挖掘实验室的深度和广度,以及其对教育改革的意义。
通过从浅入深的探讨方式,我们能更好地理解这些案例的价值和意义。
1. 实验室名称让我们看一下这些创新实验室的具体名称。
这23个高中创新实验室究竟包括了哪些学校,它们又分别有怎样独特的实验室名称和定位?通过逐个列举的方式,我们可以更好地了解每个实验室所在学校的特色和定位,以及其在教育领域的贡献和影响。
2. 实验室设备和资源除了名称,这些创新实验室的设备和资源也是我们需要了解的重要内容。
什么样的设备、实验器材和资源被引入实验室?它们又是如何帮助学生进行科学实验、创新项目和研究的?通过具体的案例和介绍,我们可以更深入地理解这些实验室对学生的教育和培养的作用。
3. 实验室课程和教学模式创新实验室的课程设置和教学模式也是其重要的一部分。
这些实验室如何融入到学校的教学体系中?它们又是如何设计课程和教学内容,以激发学生的创新和探索精神?通过对课程设置和教学模式的分析,我们可以更全面地了解这些实验室对学生学习方式和思维习惯的影响。
4. 实验室对学生成长的影响让我们来看一下这些创新实验室对学生成长的影响。
这些案例中的实验室是否真正达到了提升学生成绩、培养学生创新能力和科研素养的目的?通过案例分析和数据对比,我们可以更客观地评估这些实验室在学生成长中的实际作用。
总结回顾通过以上的分析和探讨,我们不难发现,这23个高中创新实验室典型案例呈现出了多样化、丰富化的特点。
它们不仅为学生提供了更广阔的成长空间和发展平台,也对学校的教育教学模式和体系产生了积极的推动作用。
作为教育改革的一部分,这些实验室的出现意味着上海教育正在迈向一个更高水平的阶段。
HPS 模式在高中生命科学单元教学中的实践金子明(上海师范大学附属外国语中学,上海201600)摘要:HPS 教学是高中生命科学课堂教学中常用的教学模式,但诸多教师在实践中往往只采用科学史中的某个实验片段,使得HPS 在发展学生学科核心素养方面没有起到应有的效果。
而在单元教学中,运用HPS 组织课堂教学不仅是《课程标准》的要求,也便于设置连续的科学史情境,更好地帮助学生了解知识的来龙去脉,以发展学科核心素养。
文章尝试基于HPS 模式,立足教材重构教学顺序,在“生命的延续”单元教学进行实践,并以“连锁和交换定律”一课为例进行课例介绍。
关键词:HPS ;高中生命科学;单元教学HPS 是科学史(History of Science )、科学哲学(Philosophy of Science )、科学社会学(Sociology of Sci⁃ence )英文单词的缩写①,即在学科教学中,合理运用学科科学史、科学哲学和科学社会学的相关内容来组织教学活动。
在高中生命科学教学中,教师经常将科学史作为教学情境,但笔者发现,诸多教师在基于HPS 的教学实践中往往只是采用科学史中的某个或某些实验片段,将挖掘实验内在的科学思维作为重点,但对科学家进行实验的背景和实验之间的关系很少关注,对知识或规律的来龙去脉往往点到为止,使得HPS 对学生核心素养发展的贡献不明显。
笔者试图通过HPS 与单元教学设计结合,将科学史连点成线贯穿于单元教学中,提升HPS 的教学效果,并以沪教版高中生物教材中“生命的延续”单元为例进行了实践。
一、高中生命科学单元教学中运用HPS 模式的意义HPS 模式最早由奥地利科学史家马赫于19世纪末期提出,他认为“任何科学教育都不能忽视科学的历史与哲学”②,因其可以培养学生的科学素养,逐渐成为科学教育的优秀范式,被教育工作者广泛采用。
1.运用HPS 组织课堂教学是《课程标准》的要求《普通高中生物学课程标准(2017年版)》在实施建议中提到,要“注重生物科学史和科学本质的学习”,“学习生物科学史能使学生沿着科学家探索生物世界的道路,理解科学的本质和科学研究的思路和作者简介:金子明,上海师范大学附属外国语中学二级教师,主要从事生物课程与教学研究。
关于学生创新素养培育的思考与实践文上海市建平中学杨振峰中国经济在从“制造大国”向“创造大国”转型的背景下,作为基础教育的高中学校应该主动谋划,在教育的内涵选择上应更加聚焦学生创新素养的培育。
上海市建平中学作为上海市首批实验性示范性高中,一贯坚持“规范+选择、合格+特长”的办学模式,弘扬尊重个性,差异发展的教育特色。
因此我们确立了面向全体学生的创新素养培育方向。
创新素养培育的基本构想学生创新素养的培育一定是在理论假设基础上的教育实践路径的选择。
我们认为:创新素养是未来社会人才发展的基本素养;不同的个性特征的人会有不同性向的创新素养表达;创新素养培养不是阶段性的,而是贯穿在一个人一生的学习过程中的。
所以,在学生创新素养培育的策略选择上,我们坚持从学校历史文化中寻找创新素养培养的合理的逻辑线索,使这一行动自然地甚至是必然地融贯于学校发展的脉络之中。
同时,鉴于创新素养的心理发生机制研究尚没有突破性进展,目前的创新素养培养一定是由外而内的,即从氛围营造和机制体制保障方面促进学生个体创新素养的生成与发展。
此外,我们注意到问题解决式的教学是直接传承自苏格拉底的伟大的教学传统,这种归纳式的思维方式,更适合通过反思进行学习的学习方式,也应该成为创新素养培养的基本方式。
基于以上逻辑假设,我们确立了建平中学的“创新素养培养项目”展开的基本构想,这就是:基于全体,逐层推进、点面结合的培养框架。
即由面向全体学生的社团活动及科技节等一系列综合实践活动、新型的课堂教学实践和相应的课程构成的“创意校园、智慧课堂”;自此基础上,面向创新实验班的“创新课程”计划;以及面向特殊人才的“远翔计划”。
(图一)基于全体学生的创新人才遴选机制适合的教育才是好的教育。
学生存在个性和发展潜能的差异是不争的事实。
因此,设计科学的遴选机制就显得尤为重要。
在学生创新素养培育的过程中,我们将遴选机制设计成贯穿整个项目的一项重要活动。
我们将遴选分为三种类型。
上海初中典型事例添加近年来,上海初中教育取得了显著的发展,不仅在学科教学方面取得了许多成果,同时在培养学生综合素养和实践能力方面也有了更多的探索和尝试。
下面就是一些上海初中典型事例的介绍。
1. 上海实验中学“微型实验室”为了让学生更好地学习科学,上海实验中学建立了一个小型化的实验室,名为“微型实验室”。
这个实验室不仅可以让学生在学校里进行实践探究,还可以让他们在家中继续实验。
学生们可以通过实验室的网站获得实验指导书和相关资料,并进行实验。
这样不仅充分利用了学校资源,还可以让学生更好地掌握实验方法和思维方式。
2. 上海中学“创客空间”上海中学在学校内设立了一个“创客空间”,旨在培养学生的创造能力和实践能力。
学生们可以在这里进行各种创意实践,如机器人制作、电路设计等。
学校还邀请了一些专业人士来指导学生,帮助他们实现自己的创意。
通过这样的实践,学生们不仅提高了自己的实践能力,还培养了创新思维和团队协作能力。
3. 上海市育才中学“社会实践课”上海市育才中学开设了一门“社会实践课”,旨在让学生更好地了解社会和提升综合素养。
学生们可以选择不同的实践项目,如公益活动、文化交流等,并与社会组织进行合作。
通过这样的实践,学生们不仅了解了社会,还提高了社会责任感和参与意识。
4. 上海闸北第一中学“学生工作室”上海闸北第一中学为学生设立了一个“学生工作室”,旨在发掘学生的特长和兴趣,提供专业的指导和支持。
学生们可以在这里进行各种创意实践,如艺术创作、科技研究等。
工作室还为学生提供了展示和交流的平台,让学生们更好地展示自己的作品和思想。
总之,上海初中通过这些典型事例的尝试,不仅提高了学科教学质量,还培养了学生的综合素养和实践能力。
这些实践探索为其他学校提供了有益的参考和借鉴。
创新实验室:中学创新教育的实验平台作者:何年来源:《教育》2016年第45期近年来,上海市教育主管部门推动创新教育,在100多所中学开设了创新实验室,学校不仅有物理、化学实验室,还有音乐实验室、自动控制实验室、机器人实验室、能源实验室、化工技术实验室、生物技术实验室、数学实验室和静模工作室、头脑奥林匹克活动室等。
创新实验室里的教学,形成了创新教育的模式。
实验室里的音乐课从2010年开始,向明中学围绕“素质教育”以及“创新思维”的培养主旨,在校内推行“激情课堂,创新教育”行动。
该校的原创音乐实验室,以音乐为核心,让学生在学习歌曲创编的过程中使用数字技术,从而开阔思维,并学习现代音乐制作流程。
教学时,从歌曲写作入手,过程中融入音乐理论、音乐欣赏、键盘弹奏等基础知识,并结合电脑音乐制作技术,如:MIDI、打谱、制作、录音等内容,让学生通过自主创作编曲,提高学习音乐的积极性,拓展音乐知识面,激发创造性思维。
在音乐实验室中,教师把设备交给学生,培养学生的创新能力。
原创音乐实验室具有音乐欣赏、电子琴弹奏训练、音乐创作、歌曲录音及合成、即时反映教学情况的五大功能。
在此功能的基础上,音乐教研组的教师设计了一门全新的校本课程——歌曲创作。
因为歌曲写作是一个完全从“无”到“有”的创新过程,他们认为有4个步骤:歌词创作——主旋律创作——伴奏音乐创作——录音制作。
这4个步骤由易到难、由简至繁,步步递进,有利于学生创新思维和能力的培养,如歌词的字句、主旋律的音符、伴奏的和声配置,以至学生对演唱的整体把握,都可以把思维瞬间闪烁的创意记录下来,整个过程能使学生的音乐创作能力不断得到强化训练。
这样,原创音乐实验室就形成了两大特色:音乐审美与音乐实践相结合。
学生在学习歌曲创作的实践过程中接受音乐的审美教育,从而激发情感,开拓想象空间,发展音乐创造力和培养音乐实践能力;在实践中将音乐理论学习和基本技能训练结合,在音乐理论学习的同时,立足于学生音乐实践能力的培养和技能,反过来在技能训练和音乐实践中又促进了音乐理论的学习,并使知识转化为技能。
《生命的诞生》导学案一、导入引导生命是地球上最奇奥的奇迹,而生命的诞生更是一个充满谜团和奇迹的过程。
今天我们将一起探索《生命的诞生》,了解生命是如何从无到有,从简单到复杂地演化而来的。
二、进修目标1. 了解生命的起源和演化过程;2. 掌握生命诞生的基本理论和证据;3. 探讨生命的多样性和复杂性。
三、进修内容1. 生命的起源:地球的形成和早期环境;2. 生命的演化:原始生物的出现和演化过程;3. 生命的多样性:生物的分类和演化树;4. 生命的复杂性:细胞的结构和功能。
四、进修过程1. 观看视频:观看《生命的诞生》纪录片,了解地球的形成和早期生命的出现;2. 阅读资料:阅读相关资料,了解生命的演化过程和多样性;3. 小组讨论:分组讨论生命的起源和演化,分享自己的观点和想法;4. 实验探究:进行细胞观察实验,了解细胞的结构和功能;5. 思维导图:根据进修内容,绘制思维导图,总结生命的起源和演化过程。
五、教室评判1. 参与讨论:积极参与小组讨论,分享自己的见解和观点;2. 实验表现:认真完成细胞观察实验,准确描述细胞的结构和功能;3. 思维导图:绘制清晰、全面的思维导图,准确总结生命的起源和演化过程。
六、拓展延伸1. 参观博物馆:去博物馆参观生命起源和演化的展览,深入了解生命的奥秘;2. 阅读书籍:阅读相关书籍,深入钻研生命的起源和演化理论;3. 实地考察:到自然珍爱区或实验室进行实地考察,亲身感受生命的多样性和复杂性。
七、反馈总结通过本次进修,我们对生命的起源和演化有了更深入的了解,也更加珍惜和尊重生命的奇迹。
希望大家能继续探索生命的奥秘,在自然中感受生命的美好和奇奥。
愿我们的进修之路越走越宽广,越走越深遥!。
创新实验室中学创新教育的实验平台 近年来,上海市教育主管部门推动创新教育,在100多所中学开设了创新实验室,学校不仅有物理、化学实验室,还有音乐实验室、自动控制实验室、机器人实验室、能源实验室、化工技术实验室、生物技术实验室、数学实验室和静模工作室、头脑奥林匹克活动室等。创新实验室里的教学,形成了创新教育的模式。
实验室里的音乐课 从2010年开始,向明中学围绕“素质教育”以及“创新思维”的培养主旨,在校内推行“激情课堂,创新教育”行动。该校的原创音乐实验室,以音乐为核心,让学生在学习歌曲创编的过程中使用数字技术,从而开阔思维,并学习现代音乐制作流程。教学时,从歌曲写作入手,过程中融入音乐理论、音乐欣赏、键盘弹奏等基础知识,并结合电脑音乐制作技术,如:MIDI、打谱、制作、录音等内容,让学生通过自主创作编曲,提高学习音乐的积极性,拓展音乐知识面,激发创造性思维。 在音乐实验室中,教师把设备交给学生,培养学生的创新能力。原创音乐实验室具有音乐欣赏、电子琴弹奏训练、音乐创作、歌曲录音及合成、即时反映教学情况的五大功能。在此功能的基础上,音乐教研组的教师设计了一门全新的校本课程――歌曲创作。因为歌曲写作是一个完全从“无”到“有”的创新过程,他们认为有4个步骤:歌词创作――主旋律创作――伴奏音乐创作――录音制作。这4个步骤由易到难、由简至繁,步步递进,有利于学生创新思维和能力的培养,如歌词的字句、主旋律的音符、伴奏的和声配置,以至学生对演唱的整体把握,都可以把思维瞬间闪烁的创意记录下来,整个过程能使学生的音乐创作能力不断得到强化训练。 这样,原创音乐实验室就形成了两大特色:音乐审美与音乐实践相结合。学生在学习歌曲创作的实践过程中接受音乐的审美教育,从而激发情感,开拓想象空间,发展音乐创造力和培养音乐实践能力;在实践中将音乐理论学习和基本技能训练结合,在音乐理论学习的同时,立足于学生音乐实践能力的培养和技能,反过来在技能训练和音乐实践中又促进了音乐理论的学习,并使知识转化为技能。 实验性的教学,也采用了实验性的考核与评价方法:重视学生的自评,考核内容注重学生的创新精神和实践能力的发展。每学期考核1次,每学年考核2次。考核不以试卷的形式出现,而是综合学生平时的课堂情况以及最终完成的创作作品加以评价。考核与评价的权利也不完全属于教师个人,而是将每个学生的作品展示、共享、交流,由学生自主评价,达到相互促进、相互学习的效果。 学校整体办成创新实验室 上海市从2010年陆续推出各类创新教育实验室以来,在不同的学校,创新的方向和重点各有不同。上海市七宝中学把学校整体变成了一座“创新生态实验室”。 七宝中学原本并不“抢眼”。但是近年来关于这所孕育于江南古镇的历史名校的各种报道渐渐多起来:无论是才华横溢的哈佛女孩,还是被牛津大学和麻省理工学院同时录取而苦于选择的数学女生,抑或是手绘绿色世博出行地图而广受社会好评的“地理怪才”,再有是从小痴迷于青铜器的北大考古小才子……从七宝中学走出来的学生,用他们在不同领域的出色表现,引起社会各界的极大关注,人们对他们的母校也产生了浓厚的兴趣。七宝中学用什么方法为这些孩子铺设了成功之路?该校尊重师生个性发展,以“全面发展,人文见长”为办学理念,以“平民本色,精英气质”为育人目标,形成了“以德育为核心,科技与人文相结合,身心智协调发展”的育人模式,对文理科班分别进行了“文化与人生”“智慧与创造”系列课程设计。对所有学生,开展多种多样的创新活动,用新理念、新体验(多样的竞赛与社团)促进学生个性化发展 每年10月,学校举办教育集团内及全区学校的“七中杯”科技竞赛,主要针对初中生进行。这项赛事旨在检验科技基础教育的结果,并为优秀学生能够在七宝中学科技教育体系中持续进行科学研究提供机会。针对高中学生的科技竞赛,参照“上海市明日科技之星”的要求,举办本校的“明日科技之星”评选。 在学校组织的一次“帮盲童做一天事”的社会公益活动中,学生志愿者们到位于虹桥路的上海市盲童学校进行慰问。有同学发现,盲人倒水通常是靠耳朵来分辨声音的不同从而估测水位;倒热水时,用手指感受热气的密集程度或温度来估测水位,常常是手被烫到了才停。同学主动帮他们倒水,“你们明天还会来帮我们倒水吗?”一位盲童的话深深刺痛了大家。志愿者服务队的同学们决心要制作一款方便盲人倒水的水杯,可以代替他们天天为盲童倒水。通过上网检索,同学们了解到:特殊人群倒热水时使水不会溢出的提示杯有触摸式和报警式两种,但它们都有延迟效应,从水位到达指定报警位置到发出报警信号,其间会有较短的时间间隔,水流过快,容易导致水溢出。有的水杯容易滋生细菌,有害健康。于是,他们决定要发明一种方便、准确、清洁的液位提醒杯。 经过资料查询和研讨之后,同学们确定了一种较为可行的方法。以连通器的形式,将杯柄制成中空,与杯容相导通;柄内安装有机玻璃细导管,导管内为细长形电路板,并联连接4个干簧管开关;导管由1个环形浮子环抱,内置永久磁铁。当杯中液位上升,托起浮子,达到一定高度时,磁铁将干簧管的簧片触点磁化,从而接通电路,发光二极管通电,使得在4种不同的水位情况下有不同颜色的光电警示,用以提醒视力相对健全的弱视者关注当前的水位情况;当水位达到最高处的干簧管时,除了光电提醒之外,还会有语音或音乐提醒,警示水将满,用来提醒盲人停止加水。 同学们将完成的水杯带到盲童学校和敬老院,经过讲解,盲童与老人们都亲手试用了液位提醒杯,实践证明它能够出色地完成任务。盲童学校的学生说:“使用前还有点担心,但是尝试之后发现担心是多余的。这个杯子及时提醒了我,水没有丝毫溢出。”“发出提醒后停止放水,发现实际水位离杯满尚有两三厘米的距离,十分保险。”敬老院的一位老人说:“杯柄里的亮灯提醒很好,我就不用费劲看杯子里面了,而且即使倒水的时候分心了也会有声音提醒,很方便。” 同学们的创新意图是为了帮助他人、服务他人,出于强烈的人文关怀和道德情怀,也彰显了科技以人为本的新时代精神。以德育引领创新,既培养创造性思维和能力,也促进学生人文精神的提升。 重点课题推动创新教育 《基于课程的中小学创新实验室建设行动研究》是上海市重点科研课题。上海市黄浦区教育局局长姚晓红表示:“我们在学校建设各种类型的创新实验室,提供方便学生参与体验和学习。我们希望与创新实验室相伴而生的一批具有探究性、选择性的优质校本课程,从培养学生的创新兴趣和实践能力入手,通过更加开放、灵活的教学,拓展学生的知识范畴和能力空间。”“黑板上看实验”“作业本上做实验”这种尴尬教学模式,在上海各学校正在淡出。到2015年底,上海已陆续建成100多个具备相当水准的中学实验室,成为创新教育的有力支撑。 上海市市西中学,“开关的控制与电路设计”课堂就在新建的“自动控制实验室”里,同学们利用这里的设备,试着设计电路……校长顾正卿说,实验室为培养学生的动手实践能力和创新意识提供了基地。 中学实验室,最早是为物理、化学、生物等学科而设,是一种教学辅助手段,基本属于“验证型”――用直观的实验来验证课堂上讲授的抽象知识。进入新世纪以来,配合上海“二期课改”理念和基础型、拓展型、研究型三类课程的设置,电脑、机器人、无菌接种技术等“探索型”实验室出现在沪上中学,为学生自主学习、拓展兴趣爱好创造了条件,不少学校也因此发展出特色教学内容。而今,与培养学生创新意识、开发创新潜质的教育理念相适应,实验室再次转型升级为开发型实验室。 据统计,目前上海市各中学实验室,涉及生命科学、物理、化学、工程技术、机器人制作、地理、金融和音乐等众多学科。实验室从教学验证型到办学特色探索型再到创新潜质开发型,从一个侧面反映了上海基础教育理念与方法的进步。上海中学、复旦附中等聚焦学生的志趣养成,创造各种实验条件,不仅配备良好仪器设备,更倡导同学提出探究性课题,营造良好的科研氛围,帮他们在实验探索中学会质疑、学会选择、学会坚持、学会合作。上海中学何星儒等同学的“金鱼视网膜自身修复”,原野、刘文辉、史天泽、陈文朴等同学的“大豆耐盐基因的预测与筛选”等一批创新成果,由此孕育而成。 有专家总结说,沪上中学的这些实验室,有着“新、特、实、扩”四大特点。 “新”,是指瞄准科技前沿。同济一附中的“低碳创新平台”、上理工附中的“机器人创新实验室”,都是指向“未来科技”的。 “特”,是指讲究独特创意。上海财大附中的“金融实验室”和向明中学的“原创音乐实验室”,丰富了中学实验活动的内涵,拓展了外延。金融理论和应用,如今已与信息科技、数学、工程学等紧密结合,上财大附中针对新的发展趋势,选用能提供全球主要股票、外汇和期货市场实时行情的资讯软件系统,在实验室同步展现真实市场的动态环境,让学生身临其境地学习、体验和探索。向明中学“数字音乐制作实验”,强调学生的高度参与互动和综合能力培养。 “实”,是指注重动手实践。格致中学提出“让创新发生在每位师生身上”的愿景,他们的地理创新实验室努力让学生通过动手掌握“过程”、拥有“经历”。嘉定二中更以“勿离手”命名物理实验活动,可谓一语中的。 “扩”,则是指借助校外资源。上海众多高校的科研和人文资源成为沪上中学创建新型实验室的依托。徐汇中学与上海交通大学生命科学学院、晋元高中与同济大学土木工程学院的合作都很成功;大团高中在上海市海洋局支持下,建成了全市第一个综合性海洋科普教育基地。不少大学教授甚至院士,直接参与了中学实验室的规划设计。