納米材料是中學化學、物理課程中前沿科技進展的重要素材。《普通高中化學課程標準(2017年版2020年修訂)》建議教師借助“碳的同素異形體(ti) 及其應用”“光伏材料、催化材料、納米材料等新型材料”相關(guan) 內(nei) 容開展教學。《普通高中物理課程標準(2017年版2020年修訂)》要求學生了解材料科學的有關(guan) 知識及應用,體(ti) 會(hui) 其發展對人類生活和社會(hui) 發展的影響;初步了解納米材料的特性,關(guan) 注納米材料的研究和應用及其可能存在的問題。
納米科技也是我國科技發展麵臨(lin) 的“卡脖子”問題之一,學生有必要進行納米科技相關(guan) 課程的學習(xi) ,探索其研究進展和應用。但由於(yu) 納米材料尺寸極小,難以進行肉眼觀測,且其應用屬於(yu) 高新技術領域,與(yu) 學生實際生活聯係較少,常規的科普素材難以引發學生的探究興(xing) 趣。對此,需要將前沿科學進展與(yu) 學科基礎知識(如化學中的膠體(ti) 部分)內(nei) 容關(guan) 聯起來,通過對科學問題解決(jue) 思路的深入挖掘,設計項目式課程,實現科研成果的教學轉化,促進學生的深入理解[1-2]。本文以“從(cong) 基礎的單質結構到多變的碳納米材料家族”為(wei) 主題設計項目式課程,為(wei) 將前沿科技引入基礎教育課程提供思路。
一、挖掘真人真事 外顯問題解決(jue) 思路
二、項目式教學設計與(yu) 實施
三、反思與(yu) 討論
第一,本案例的教學重點是讓學生理解碳納米材料的結構特點,據此選擇製備方法和應用領域;難點是學生設計碳納米管電子皮膚傳(chuan) 感器。因為(wei) 該活動涉及較多的物理傳(chuan) 感器知識,其中藍牙模塊的組裝還涉及信息技術和通用技術學科的相關(guan) 內(nei) 容。在教學實施時,要把握適當的開放度,必要時要給學生搭設支架,教師提前做好背景知識的收集,設計半開放式的任務和活動。
第二,建議用6~7課時實施本課程,同時輔以課外準備時間,有些材料的預處理可以讓學生在課下處理好,以減少課上時間。注意給學生充分的自主思考空間,讓學生充分交流、動手、展示。
第三,本項目還可以增加材料製備條件等變量,開展研究性學習(xi) ,或者組織學生參觀科研院所實驗室、高新企業(ye) 等,讓學生走進真正的科研空間,體(ti) 會(hui) 科技進步的力量。
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杜春燕1 燕子翾2 郭夢薇3 趙雅萍4 郝亮5 魏銳6
1.北京市第三十五中學 2.清華附中大興(xing) 學校 3.新疆實驗中學 4.北京大學附屬中學
5.北京市育英中學 6.國家中小學化學教材建設重點研究基地、北京師範大學科學教育研究院 |