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学科活动

“青蒿素”微项目入化学课堂 高端备课为“发现课堂”助力

时间:2018-10-02 23:00:32 作者:艾涛,段庆伟
 

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为了促进我校化学学科建设,加强教师对新课程“物质结构与性质”模块的理解和认识,提升化学教师的学科研究和教学能力,推进我校发现课堂进程,2018926日下午,北京理工大学附属中学化学组在综合楼602教室开展了“化学教研开放日暨北师大高端备课教学研究活动”。本次研究课由北京理工大学附属中学化学学科主任艾涛和刘聪博士两位老师联袂奉献。本次研究课的课题来源是北京师范大学编写的“新世纪”鲁科版(山东科技出版社)高中化学新教材,选择性必修《物质结构与性质》的第三章的微项目——“青蒿素分子结构的测定”。本次研究课通过创先泰克教育云高清直播共享平台进行全程网络直播。

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   青蒿素分子结构的测定及模型构建


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北京理工大学附属中学的艾涛和刘聪两位老师开展了本次研究课,他们将青蒿素结构的测定放在历史的大背景下,从越南战争时期社会的需求到屠呦呦团队的分离提纯(乙醚),再到为了研究药理,改进药效并合成青蒿素,需要对其对结构进行确定,于是,结构测定的必要性和价值就突出出来了。课程中再现了科学家研究过程中遇到的困惑与解决方法,从三谱到X射线衍射晶体技术的应用,完全模拟了科学研究的过程。最后放眼当下,指出X射线衍射的局限(需培养完美晶体),从而联系到获诺贝尔奖的“电子冷冻技术”。本节课既有宽度、广度,又有深度,既有给学生系统了解科学研究的机会,又有对挑战性任务的深度体验。让对新技术有兴趣的学生带着进一步的求知欲去主动了解相关领域的知识,起到了抛砖引玉的作用。


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    学生访谈体现出了“发现课堂”的“效”


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在课后访谈中,学生激动地说出了“震撼”这样的词汇,提到完整经历了颇有挑战的任务解决过程,在活动中发现了科学探究的艰辛、科学的态度(小球需精准定位)、科学家也不是圣人(“也像我们一样会遇到困难”)、发现了完成挑战的成就感(震撼!)。科学本质的内容也在活动中凸显:科学的主观性(不同小组解决问题的方式不同)、创造性(小组长高效率组织)、暂时性(魏锐副教授:“大家的作品未必就是真实的分子结构,而是科学家根据现有证据暂时建构的分子”)、观察和推理(观察原子间距,推测原子连接方式)、基于实证(分子结构的建构基于X射线衍射晶体获得的数据)等。


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面对王磊教授的提问,学生一致表示对这种科研过程再认识的赞赏,先交代背景、原理,再搭建模型,先动脑、再动手,体验了研究的艰辛和学习的快乐。在澳大利亚专家问同学的问题时,同学们介绍了自己小组合作的方式:先选出领导者,为了提高效率根据工作量和爱好分工,有的给小球标号,有的找坐标点,有的用竹签插球,便很快达成目标。

学生在专家面前优雅大方,既反映出了理工附中学生的学习力,更体现了学生较高的“发现”素养。

专家用“发现”的眼光点评课堂

北师大王磊教授、魏锐教授以及正在北师大访问的澳大利亚科廷大学Maurizio Mocerino教授对这次大胆而有益的尝试给予了高度评价。


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首先,艾涛老师和刘聪老师就这次研究课谈了感受。艾涛老师说,从设想到实施,准备的过程非常痛苦,期间恶补了很多新的知识,跟魏锐教授等专家学,跟同组的老师们学,过程艰难但收获巨大,在过程中发现了科学的美、发现了学生的成长。刘聪老师说,我虽然有科学研究的经历,但在落实模型的构建的过程中还是费了很多的努力和思考,在这个过程中,对微项目式学习的形式也有了更进一步的认识。


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北师大王磊教授:这次课是成功且有益的尝试,从物理的衍射引出化学结晶,实现了跨学科、跨模块。鲁科版化学教科书设计项目式学习使真实、复杂、跨学科的内容,以动手实践、亲身体验的形式落实了核心素养。
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北师大魏锐副教授:非常感谢两位教师的辛苦付出和精彩展示。时代性知识如何引入中学教学是很重要的一件事。高端备课,对老师们来说都是痛苦的,但从痛苦到兴奋,再到学生的兴奋,我们的痛苦是值得的。选择具有功能的、有价值的内容作为教学内容,也是落实核心素养给我们提出的挑战。


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Maurizio Mocerino教授:在我来听课之前,我是不相信的,我不相信中学课堂能够把这么一个复杂的问题搬到中学课堂上来。老师们为这节课做了大量的准备工作,我特别钦佩。

    高端备课指导
   本次研究课是北京师范大学的高端备课项目,得到了北京师范大学化学教育研究所的项目组专家魏锐副教授、王磊教授,以及海淀区教师进修学校化学教研员陈颖、支瑶老师的高端指导。
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另外,北京理工大学附属中学的化学团队,特别是刘莹、王静波等许多老师也在备课过程中提出了大量的意见和建议,通过前期备课的打磨和试讲,为研究课以最好的状态呈现打好了基础。
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  “发现课堂”的微项目式学习示范性案例

20168月,北京理工大学附属中学校长任志瑜校长首次提出了“发现教育”主张,“发现课堂”建设是“发现教育”的重中之重。2017年下半年,经过学校领导听课调研和研讨,制定了“发现课堂”核心要素及其量表,为“发现课堂”建设设计好了路径。


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为了将任志瑜校长的“发现教育”主张和“发现课堂”核心要素及其量表的要求落实到位,课程与教学中心关健主任多次强调,教师要把握好课堂这个主阵地,教学质量要从抓课堂教学入手。每一位教师都应精心设计自己的每一节课,每一个环节,要把一节课的教学放到一个单元里思考,放到整个高中学科脉络里思考,放到学科产生、发展的过程中思考。每一个学科组要以备课组为单位,从单元教学设计角度设计课程,从“发现课堂”五要素“问、思、论、察、效”出发,尤其是注重问题在课堂当中起到的作用,循序渐进、逐步深入的带领学生探索知识。
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本次高端备课活动也充分的体现了关主任的意见和建议,为之后的“发现课堂”研究课树立了开展微项目式学习的示范性案例。
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结语

本次高端备课活动是一次微项目式学习的大胆探索,项目式学习也是近几年大力推广的一种教学和学习方式,同时当前教育教学改革囿于时间安排,不能将大量的学习内容以项目式学习的方式呈现,但以微项目的方式,在短时间内完成一个题目,是一个折衷的非常可行的方案,值得大力推广。当然在推广的过程中,高端备课的专家指导不能每次都能做到,但充分利用校内专家和区里的教研员专家还是有很大的可行性的。

延伸阅读:

1.  高端备课项目:

高端备课项目是北京师范大学化学教育研究所于2008年创建并实践的一种基于专家支持与同伴合作的校本和区域教研模式。随着该项目的持续推进,项目学校呈现出项目类型多样化、需求多元化的特点,基于学校需求和北京师范大学化学教育研究所已有研究成果,高端备课项目的指导内容和指导形式得到不断拓展,包括单元及课例教学指导、促进核心认识发展和关键能力提升的作业和评价研究指导、基于学科能力提升的主题教学改进、对学校化学教师进行系统培训五个项目,以及指导学校进行高备成果梳理等

(引自:第十四届高端备课项目总结暨新学年项目启动会顺利召开http://www.sohu.com/a/198442956_392410

2.北师大编鲁科版高中化学教材

北师大编鲁科版(山东科技出版社)高中化学教材是教育部立项教材《普通高中化学课程标准实验教科书》。2004年全套高中化学新教材出版并进入全国实验区使用,该套丛书包括必修2册,选修6册。本次研究课使用的是根据最新的2017(版)新课标编写的普通高中教科书《化学》(选择性必修)的《物质与结构》一册的内容。北京理工大学附属中学化学组参与了本教材部分章节的编写工作。

摄影:徐欢欢等

文字:艾涛、段庆伟

编辑: 段庆伟