《中学科技教育研究》研究报告
　

内容提要

    本课题是1997年北京市教育科学规划领导小组批准正式立项的“九五”规划研究课题。课题研究的基本内容是：农村县镇中学提高学生科技素质的途径和方法。研究的假设是：学校通过以课堂教学为主的一系列的科技教育活动，提高学生的科技素质，以科技素质的提高带动学生全面素质的提高。研究的主要内容有三个方面，一是以科教兴国统一全校的思想，创设良好的科技教育氛围；二是发挥主渠道的作用，在学科教学中做到传授科学知识、培养科技意识、提高科技实践能力的有机结合；三是开展课外科技活动，培养学生的科技兴趣和创新精神。通过以上研究，我们探讨并形成了中学开展科技教育的一系列途径和方法，学校通过以课堂教学为主的一系列的科技教育活动，提高了学生的科技素质，从而以科技素质的提高带动了学生全面素质的提高，这是农村县镇中学一条重要的办学经验。

一、课题的提出

邓小平同志指出：“同发达国家相比，我们的科学技术和教育整整落后了二十年”。1995年5月6日，中共中央、国务院作出了关于加速科学技术进步的决定，确定实施科教兴国战略，江泽民主席号召全党和全国人民全面落实邓小平同志关于科学技术是第一生产力的思想。做为中学，如何落实科教兴国的战略，是摆在广大教育工作者面前的一个严峻课题。目前国际范围内的竞争突出地表现为经济和科技的竞争，其实质是人才的竞争。所以如何针对青少年的实际，加强科技知识的传播，培养他们的科技意识、科学思维和实践动手能力将是提高人才素质，落实科教兴国战略的有效途径。为此我校确定了《中学科技教育研究》的课题。

发达国家一直重视对学生的科技教育，在科学知识方面，英国提出对十六岁以下学生进行较为广泛的包括原子结构、辐射、光能合成、化学元素周期表、电磁理论和生命起源等科学基础知识的教育要求。亚太地区的一些国家还在现代科学知识教育中加强了人口学、自然资源保护和生态平衡等方面的教育。我国在科教兴国战略提出以后，全国各地中学都加强了科技教育，上海尤其走在前面，他们的教材建设、课程改革以及校外科技阵地建设等方面都很有特色。

我校开展的这个课题研究，针对县镇中学生朴实敦厚、吃苦耐劳、知识面窄、科技意识薄弱，易安于现状、思想方法简单、无远大志向者较多等特点，探讨对其进行科技教育，提高其科技素质，以科技素质的提高促进学生全面素质发展的途径和方法，这对于提高全民族的素质，特别是带动广大农村人口素质的提高具有重要意义。

综上所述，我校开展的《中学科技教育研究》这个课题，具有重要的理论价值、实践价值和深远的历史意义。 

二．           课题研究的目标和假设

《中学科技教育研究》课题研究的基本内容是：农村县镇中学提高学生科技素质的途径和方法。课题假设是：学校通过以课堂教学为主的一系列的科技教育活动，提高学生的科技素质，以科技素质的提高带动全面素质的提高。具体目标指；以科教兴国统一全校的思想，形成科技教育良好氛围；以课外科技小组活动和校外科技基地的建设来培养学生的科技兴趣、创新精神和动手实践能力，以课堂教学主渠道来渗透科技教育和搞好科技知识的教学，通过以上途径和方法促进学生科技意识、科学方法、科学思维和实践能力的培养。通过研究，找到在县镇农村中学有效开展科技教育的途径和方法，为农村县镇中学提供有效的办学经验。 

三、研究对象和方法

（一） 研究对象

怀柔一中1995年、1996年暑假入学的初一、高一年级全体学生，兼顾1997年、1998年入学的初、高中学生。

（二）变量界定

1．           自变量—科技教育的途径和方法

在研究实践中，我们将科技教育的途径和方法分解为四部分：

（1）    创设全校学科学、爱科学的科技教育氛围；

（2）    加强学科科学知识的教学和学科科技教育的渗透；

（3）    加强校外科技基地的建设和使用；

（4）    加强校内课外科技小组的建设与发展。

2．           因变量—学生科技素质及全面素质的提高

为使因变量的表现形式成为可测量的显示数据，我们把因变量分解为四个部分：

（1）    学科科技知识水平；

（2）    科技意识、科学方法、科学思维；

（3）    科研创新和实践动手能力；

（4）    学生综合学习成绩指标。

     3．干扰变量

    影响研究者自变量操作的观念和技能，以及因变量检测效度的各种非实验因素。为控制这些干扰，我们主要采取三项措施：

（1）    对参与研究的教师进行统一培训；

（2）    涉及教材采用统一标准，统一制定怀柔一中课外小组活动制度；

（3）    测量时统一各项指标。

（三）研究方法

    本研究以行动研究法为主，辅之以经验总结法、问卷调查法和统计法。

    从1996年9月至2000年9月的实验研究过程中，我们对相关指标进行前测、后测和问卷调查，对测查结果由课题研究领导小组统一进行资料和数据处理。各种问卷由课题研究领导小组自行设计和统计分析。 

四、课题研究的实施过程和主要内容

（一）研究实施过程

      我们把中学科技教育研究分解为三个子课题开展研究：

1．以科教兴国统一全校的思想，创设良好的科技教育氛围，培养学生科技意识。

2．发挥主渠道作用，在学科教学中做到传授科学知识、培养科技意识、提高科技实践能力的有机结合。

3．开展课外科技活动，培养学生科技兴趣、科学方法、创新精神和实践能力。

    研究过程分为三个阶段：1997年，总结已有经验，找出规律性的认识；1998年——2000年9月，成立四个课题小组，明确子课题，攻克重点难点；2000年9月——2000年12月进行课题全面总结。

（二）研究内容

1．以科教兴国统一全校的思想，创设良好的科技教育氛围，培养学生科技意识。

    氛围是指周围的气氛和情调，应包括规章制度、公共舆论和思想认识。科技教育氛围是科技教育的重要组成部分，有了浓重的科技教育氛围，学生耳濡目染受到潜移默化的影响，教师受到引导和鼓舞，全校上下齐心合力，搞好科技教育。

    本子课题的研究，强调党支部的核心作用，校行政的引导作用，工会、共青团学生会的协助作用。

（1）党支部的核心作用

    科教兴国是我国现阶段的战略方针，也是我们党在现阶段应完成的重要任务。党支部理所当然地要保证科教兴国战略在学校的贯彻落实。为此，党支部带领党员和教师，有目的地开展了一系列的教育活动。

         ①把科教兴国战略作为党课的重要内容，每学期请人做报告一次。

         ②组织党员参观天津大邱庄、昌平的马驰口、房山的窦店和韩村河、怀柔的一渡河，感受这些社会主义新农村的深刻变化，体会一靠政策、二靠科技摆脱贫困走上富裕的成功经验，深刻理解科教兴国战略的正确与成功，广大党员从感性到理性提高了认识，统一了思想。

         ③组织党员参观中国科技馆、航天博物馆、天文馆、自然博物馆、怀柔太阳能观测站、云雾山天文台、空军某部地对空导弹阵地、指挥技术学院图书馆自动检索系统和当地的工厂、矿山等现代化企业，丰富科技知识，感受科技作用，培养科技兴趣。

    ④在科技教育中，党员发挥先锋模范作用。科技教育特别是课外科技活动需要有一支志愿者队伍，不计报酬，勇于奉献。在我校科技辅导员中，65%是党员，本课题组中75%是党员。

      党支部是单位的核心，党的政治作用为科技教育的开展给予了很大的推动。

      （2）校行政的引导作用

      要形成科技教育氛围，校行政要下大力量进行培育，包括制度保证、措施激励、资金投入和师资培训。

      ①学校科技教育的制度保证，主要有《怀柔一中关于加强科技教育的意见》、《怀柔一中关于课外科技小组活动暂行规定》，以及奖励、职评、晋级中有关向科技教育顷斜的条文。

      ②措施激励是指对科技教育有贡献的教师给予表彰和奖励，如带课外科技小组成绩突出的两名教师破格评为高级和一级。评先活动中科技教育的成果贡献作为重要一条。教师考核评价中体现对科技教育的激励评价。

      ③资金投入。近三年科技教育投入占很大比重，带课外科技小组的酬金高于课时费；购置天文小组设备5万元；建设生物组织培养室8万元；为计算机协会添置设备5万元；现代教育技术装备60万元；教育科研经费每年6万元。

      ④师资培训。科技教育，首先要求教师有较高的科技素质，这就要强化教师培训。这些培训包括：市县级组织的各种形式的相关培训班；鼓励教师走出去，请进来，拜师学艺；如：北师大，中国林学会，北京市科协，北京天文馆，中国科技馆等单位都有我校的辅导教师。学校图书馆密切配合科技活动的开展，购备科技图书。学校则以教研组为单位学习科技知识、进行培训。学校鼓励教师参加各种科技组织，如怀柔科协等。

     （3）组织各种形式的学生活动   

         ①建立科技教育基地，培养学生对现代科学技术的感性认识。

         我校的科技教育基地有八个，包括福田汽车制造厂、新亚毛纺厂、怀北石灰石矿、怀柔太阳观测站（亚洲最大的观测站）、密云雾灵山天文台（中国最大的天文台）、国防科工委指挥技术学院（怀柔境内）、北空四师导弹基地（怀柔境内）、航天部五一一所（怀柔境内），另外，我校每年都组织新生去参观中国科技馆、自然博物馆、航空博物馆、北京天文馆等场馆。参观这此基地和场馆使学生对现代工业、军事、天文等现代科技有了初步的认识，调动了学生热爱科学的情感以及将来从事科学技术工作的积极性。

         ② 运用学生喜闻乐见的形式，培养科技意识和科学精神。

    1）庆香港回归期间，我们举办了展览、专题报告、看电影、联欢会、知识竞赛等系列活动，使学生详细了解清末中国落后的历史，以及落后就要挨打的深刻历史教训。例如电影《红河谷》把爱国主义和科技教育有机结合起来，给学生留下了深刻的印象。

2）举办科普知识讲座。根据形势的需要，我校曾举办过“慧星与封建迷信”、“法轮功与宗教”、“日食与天文摄影”、“环保与环保漫画大赛”、“克隆技术”、“信息高速公路”等等大量的科普知识讲座，这对于培养学生的科技意识和科学精神也起到了积极的作用。

3）举办读科普书、写科普小论文活动。利用各班的图书柜和学校的图书馆向学生推荐科普读物，开展撰写科普小论文活动。例如天文骨干路占夷同学，他撰写的《未来空间的甚大望远镜》参加北京市青少年创新方案设计，获一等奖，并被市科协推荐参加国家级评选。王慧同学写的有关天文知识的作文被北京电视台拍成电视作文，在七色光栏目中播出。

党支部带头，行政保证，工会、共青团、学生会协助，大量的学生德育活动，形成了学校浓厚的科技教育氛围。

    3．发挥主渠道作用，在学科教学中做到传授科学知识与培养科技意识、提高科技实践能力的有机结合。

（1）从教材内容出发，做到传授科学知识和培养科技意识的有机结合。

①自然科学学科

中学自然科学学科是指数学、物理、化学、生物这四门主要课程，其本身就是科技教育，包括科学知识的传授，科学方法的掌握，科学思维的训练、科学精神和科技意识的培养。

在教学实践中，我们的具体作法是：

1）把科学知识的传授做为基础。

科学知识是人类在认识自然和改造自然过程中所获得的经验和认识，包括自然科学的概念、规律、原理、经验等。任何科学思维、科学能力和科学实践都必须以一定的科学知识为基础和对象，科学知识的积累还使学生逐步树立起对世界的正确看法，形成科学的世界观、人生观和价值观。

在教学中，根据教材内容和教学大纲的要求，学科教师强调双基，即基础知识和基本技能，让学生打下坚实的科学知识基础。此问题不再展开。

2）把科学思维和科学方法的培养作为关键

在传授科学知识过程中，培养学生科学思维和科学方法的途径和方法主要是“精讲精练”，精讲是指教师在教学中注意师生和生生的双向活动，从学生实际出发，突出教材的重点，用精炼的语言，准确地揭示教学内容的本质特征和知识间的内在的联系，用充分的时间，教给学生认知规律和解决问题的方法。精练是指教师根据教学目标的要求，精选少而精的、有层次性的例题和习题，指导各层次的学生通过多种途径进行积极主动的训练活动，使之深入地理解知识，掌握技巧，发展智力，提高能力。纠正那种只重视知识而轻视智能、轻视实践、轻视学法、轻视创造的偏向。

在传授科学知识的过程中，我们根据自然学科的共同特点，上升到哲学的高度，培养学生的科学思维和科学方法。哲学是对自然科学的概括和总结，自然科学是哲学的基础。自然科学的研究和不断发展，始终贯穿着辩证唯物主义的世界观、科学的认识论和方法论。例如物理学，研究的是宇宙间物质存在的各种主要基本形式，它们的性质、运动和转化的基本规律。物理学的研究方法是以观察实验为基础，强调物质第一性，认为自然界是一个有序的服从固有规律的整体，强调物理世界是可以认识的。基于这样的认识，我们要求课题研究的教师从自然学科的基本内容引发学生用辩证的、唯物的观点和方法分析解决具体问题，培养学生科学的世界观和方法论。

3）把科学精神和科学品质的培养作为灵魂。

科学精神和科学品质，是非智力因素方面的内容，它包括人在科学认知与实践活动中所表现的行为、作风上的品性和本质，如兴趣、情感、意志、作风等等，缺乏良好的科学精神和科学品质，会严重地影响一个人所能达到的科学知识与能力水平，影响到思想境界的高度。因此，科学精神和科学品质的培养是科技教育的灵魂。

科学精神和科学品质的培养，我们采取的途径和方法是加强学科发展史的教学。学科发展史，充满着智慧和艰辛，科学家创造的科学思想、科学方法以及他们追求真理的精神，始终洋溢着不朽的光辉。在自然学科的教学中，中国历史上的祖充之、祖日恒、冯如、詹天佑、李四光、钱学森、蒋筑英、陈景润、华罗庚等，外国历史上的法拉第、居里夫妇、哥白尼、布鲁诺等等，一大批国内外著名的科学家走进课堂，深刻地影响着学生。通过实践，我们认识到：学科发展史教学的重要意义在于：第一，能增强学生学习自然科学的兴趣和信心；第二，有助于培养学生实事求是的科学态度和严谨的科学作风；第三，有助于对学生进行辩证唯物主义的认识论和方法论的教育；第四，是向学生进行爱国主义教育的生动教材。

4）把研究性学习作为培养科学思维和方法的突破口。

为学生创造研究性学习的环境，让学生激活问题意识和增强研究能力，是培养学生科学的思维和方法的突破口。如物理课在讲空气中的热传导时，让学生自己研制证明热传导方向的学具。历史课讲台湾问题时，布置学生从网上、从书刊中查找有关台湾的信息，然后写出证明台湾自古就是中国领土的文章。生物课上老师在讲“潮虫子”避光性时，未讲结论前，先让学生课下做“潮虫子”趋光性，这是避光性的试验……这些研究性的学习，很好培养了学生科学的思维和方法。实践证明，不断加强学生的问题意识，是培养创新精神的前提。而问题解决的不断深化是创新精神的重要标志。

②人文类学科

中学人文类学科是指语文、历史、思想政治、外语、音乐、美术等学科。其中包含的科技教育成份主要有两部分：一是部分科技、科普知识，二是科学思维、科学方法、科学精神和科学品质等。进行科技教育的主要方法是渗透，即在学科教学中找到渗透点，抓住渗透时机，注重渗透效果。

1）语文学科：语文学科从景泰蓝的制作、葛洲坝水利工程、一次大型泥石流、眼睛与仿生学、蝉、人类的出现、我国古代车马、现代自然科学中的基础学科等，了解我国古今的科学成果，展望我国科技发展远景，使学生感受到祖国科技事业的发展及现状，增强学生为振兴祖国的科技事业而努力学习的自觉性和使命感。

2）历史学科：历史学科从中国古代四大发明、浑天仪地动仪、甘石星经，现代的两弹一星，银河巨型计算机等等，从世界历史上的三次科技革命等方面来渗透科技教育。一部中国历史或世界历史，其中都蕴含着一部科技发展的历史。历史教师在教学中通过中外科技历史的对比，说明古代中国科技在历史上处于领先地位，国富民强；近代中国科技发展迟缓，处于落后地位，落后就会挨打；现代中国，党领导全国人民重视科技，邓小平同志提出科学技术是第一生产力的论断，中国科技飞速发展。

通过语文和历史学科的科技知识的传授和科技意识的渗透，体现了人文类学科科技教育的作用。

3）英语学科：突出外语课的基础地位和工具性学科的特点，为学习现代科学技术、适应改革开放、进行国际交往奠定基础。

外语课是学校开设的主要基础课之一，它是未来人才学习和掌握现代科学技术的工具，是开展国际交流的桥梁，学好外语是面向世界的需要。然而县镇中学外语教学条件较差，师资水平不高，学生外语基础薄弱。面对这一现实，我校拟定了外语教学改革的方案和措施。

几年来，外语教学从教学思想、教学内容、教学方法和手段方面进行大胆改革。在教学思路上，坚持以学生为主体，以培养良好习惯，提高听说读写能力为目的；在教学内容上，结合学生实际，适当调整部分教材内容，编写部分补充教材和练习；在教学手段上，充分发挥音乐、幻灯、录像片和语音室的作用，发挥计算机辅助教学的优势，制作多媒体软件，增强教学的直观性趣味性；在教学方法上，采取灵活多样的形式，让学生在活动中学习，在学习中活动，使学生处于主动地位。教师们把学生的学习活动比做一条船，教师的教学活动比做船上的舵，只有当船行进起来的时候，舵才能发挥作用。教师们十分重视情境教学，“情境”是指使用某个词，某个句型，某项语法的特殊环境。教学时要创造出一个特殊环境，使所教的内容与使用它的情境联系在一起，使学生从情境中去感知语言现象。在教学中，教师总结出许多实际情境、人造情境、想象情境，有口头交际情境，也有书面交际情境。一句话、一个动作、一个表情都是一个情境。这种情境教学可使学生变被动为主动，使得学生活跃起来，收到了良好的教学效果。

此外，用外语讲故事、猜谜语、做游戏、欣赏歌曲、举办外语竞赛、演讲、周日和暑假由外籍教师开设英语角和夏令营、节假日到旅游点和外国人会话，对于强化外语听说读写能力都是行之有效的方法。

由于发挥群体才智，外语教学取得了很大的成绩，学生学习兴趣浓厚，主动自学，基础扎实，不少学生具备了一定的外语会话能力，一批学生考入了外交学院等名牌学校和外语专业，这又坚定了学校抓好外语教学，提高学生知识技能，为现代科技意识的形成奠定坚实基础的信心。

(2) 改革实验教学

实验教学是理化生三科教学的重要组成部分，也是培养学生科技兴趣、创新精神和实践动手能力的重要而有效的途径。

①提高对实验教学功能的认识

创新精神和实践能力的培养是素质教育的核心，实验教学在培养学生的科学态度、科学方法和科技能力方面有着独到的功能，实验教学必须以培养学生科技素质为目标，才能摆正它在教学中的正确位置。

为此，学校加强了对实验教学工作的管理，组建了以校长为组长的实验教学工作领导小组，定期开会，布置检查评比实验教学工作的落实情况；选派有一定教学经验、有较强钻研动手能力和奉献精神的教师承担实验员；制定实验工作等级评价标准和定期培训制度，支持实验员进行业务进修和外出参观学习，把实验教学研究作为教研组活动的一项重要内容。

②“三科”传统与“三严”精神

1）科教、科研 、科技成为教师实验教学工作的主旨

科教：教师传授科学知识的同时，必须研究科学的教学方法，培养学生科学技能的同时，必须注意科学思维方法的训练，教师的实验操作科学规范，观察引导和现象分析科学准确。

科研：每个实验员都有自己的研究课题和改革目标，定期召开实验教学工作研讨会。科研有效地提高了实验员自身的素质和实验教学的管理水平。

科技：实验员要积极协助教师组织学生的科技活动，提供各种完好的设备、药品、场地等项服务。

2）严肃、严格、严谨是培养学生科学的实验技能和实验习惯的基础。

严肃——严肃认真的实验态度，学生必须认真按教师的要求预习实验、尝试实验、填写实验报告。

严格——严格遵守实验的规程，遵守实验室的各项规章制度。

严谨——严谨的实验作风，学生实验要有严密的思考和设计，仔细认真地观察实验过程，对实验现象做完整的记录，实验结果要实事求是地分析。

“三科”传统的贯彻与“三严”精神的培养，使学校实验教学工作和学生科技素质得到了普遍提高。

③立足于培养学生创新精神和实践能力，改革实验教学方法。

  1）改革与研制实验教具。化学实验的乙炔的制取及改进的实验辅助教具，两次入选了京、津、沪、川四省市的实验表演交流；“实验放大箱”、“有毒气体的制备装置”、改进的“焰色反应”、“木炭还原氧化铜”等实验均获县一等奖；生物实验研制的“人体反射弧模型”获市级二等奖，“肾单位结构及功能模型”获县一等奖；理化生三科的实物投影及实验辅助投影，参加了北京市电化教学现场会。

2）变演示实验为学生实验

99年，学校投资24万元，扩建和改建了化学实验室，又把现代教育技术溶入了实验教学，使学校的实验教学环境上了一个台阶，演示实验和学生实验的开出率都超过了100%。

素质教育强调学生主体地位的发挥，演示实验学生是被动地视听，而学生实验更能主动地观察和体验，所以，三科实验中演示实验的30%都变成了学生实验。

3）变结论性实验为探索性实验。

传统的实验方式是在教师的指导下，采用固定的实验步骤及方法，先给出结论，学生理解后，再去验证。对学生来说，原理、过程、结论全都是已知内容，不存在任何疑问及神秘感，学生的实验实际上只是一种形式，所以对学生来说，实验的吸引力也就不大了。探索性实验是指教师引导学生对教学内容中的有关内容或扩展内容主动进行探究，自主进行实验设计，完成实验全部过程。

例如初中生物课程，在做植物细胞失水及吸水试验时，一个组的学生进行了这样的尝试：

实验材料：花心萝卜（花心萝卜析出的汁液含带有浅紫色，易于观察及引起学生注意）。

10毫升量筒（液面的刻度变化清楚，便于读取数据）、浓盐水、清水、直尺。

试验的过程：将萝卜切成长3厘米，宽0.5厘米的小条，分别放入装有5毫升浓盐水及5毫升清水的量筒中，静止10分钟后取出萝卜条，观察液面的刻度及萝卜条的变化，将数据填入表格。

学生观察测量后，得到第一手的实验数据，经过对数据的分析，很快就能够得出当细胞外液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水，反之，则细胞吸水的正确结论。

这样的实验过程，学生非常喜欢，他们不仅在实验过程中获得了得到正确结论的喜悦和动手的快乐，而且在自信心方面，在创新精神和实践能力的提高方面，得到了充分的锻炼。 

（3）在课堂教学中，重视科技教育与人文教育相结合。

人的生活包含理性和感性两种成份。科技指向理性，人文多指向感性，科技教育和人文教育都是以提高人的素质为教育出发点和归宿，因此，两者应很好结合。

结合方式主要有：

    ①更新教育观念，强调素质教育，克服应试教育单纯传授知识，培训技能，忽视学生全面主动发展的弊端。

    ②开设好美、音、体艺术性课和劳技社会实践等活动课程，强化文史哲的学习。

      ③课堂教学上，文科、理科并重，互相渗透和协同，比如近代史的学习，让学生了解近代中国科技的落后，落后就要挨打的历史教训，唤发学生爱国之情，激发学生为中华崛起发奋学习科学技术的动力。政治课上讲述科技发展，促使人的认识更加科学的道理，使学生认识到科学技术的发展是人正确世界观形成的保证，物理、化学课验证了政治课讲述认识论的观点等等。

      ④科技类课堂和人文类课堂都要突出“美”。科技有着抽象和冷峻的美，一切深受学生欢迎的课，无不体现了一个“美”字，从而影响着学生的情感、智慧、身心的发展。学生心灵需要美的滋润，智慧活动需要美的激活，课堂的高效需要美的推动。科技求真，人文求善美，真善美必须统一。

      ⑤加强科技说明文教学，重视科技观察日记和科技活动作文的写作，在传授学生学习科技知识的同时，激发学生科技情感，培养学生科学精神。一大批学生的假期作文、日记写到科技活动情况，田宁同学观察太阳观测台的作文，拍成了电视作文，在北京电视台播放。

     （4）抢占现代教育技术制高点，发挥计算机辅助教学的优势。

      为适应21世纪信息时代和网络时代的特点，我校制定了现代教育技术的发展规划，在现代教育技术环境建设方面，确定了讲实际、重实用、求实效的发展原则，近三年来，投资近300万元，先后建成了两个联网多媒体机房，三个多媒体综合电教室，一个教师备课室和课件制作中心，千兆校园局域网，各处室和教师办公室配备了终端计算机，每个教室都布置了两个终端，另外，还建立了学校电视台、有线广播台和无线广播台，形成了以这四个网络为基础的现代教育技术硬件环境，为学校开展科技教育提供了物质基础。

      ①加强培训，逐步形成一支掌握现代教育技术的教师队伍。

        高水平的现代教育技术，要求有一支掌握现代教育技术的教师队伍去发挥它的最大效益。因此加大了培训力度，主要分三个层次进行，即专业队伍培训（计算机和电教专业的教师），骨干队伍培训（课件研制小组和电教骨干教师）、群众队伍培训（全体教职工）。培训不仅促进了现代化教师队伍的形成，而且促进了全校教师教育观念的深刻变革，在广大教师中形成了一个研究和使用现代教育技术的高潮。

②探索现代教育技术条件下的教学模式。

利用现代技术所提供的条件，创造新的体现学生自主性、差异性、参与性的教学模式，其原则应该是开放、优化、效益，仅1999年一年，我们就以《素质教育的教学模式研究》为题，组织了公开研究课20多节，初步形成了以现代教育技术为手段和以素质教育理论基础的“情境教学模式”（语文、英语）、“图像法教学模式”（历史）、“提纲式教学模式”（地理）、“导学教学模式”（计算机）等。

③多媒体课件的制作和使用。

多媒体课件包括CAI课件、影视课件等，它是现代教育技术、先进的学习理论、优秀的教学设计、交互性和个别化的特点等要素的集中体现。三年来，我校教师制作了220余件（套）的多媒体课件。这些课件，不仅提高了教师教学质量，而且培养学生对科学知识的主动探索、主动发现和对所学知识意义的主动建构都起到了非常重要的作用。

现代教育技术的发展，不仅改革了教学手段，优化了教学过程，更重要的还在于让学生在高科技的学习氛围中体验了高科技时代的先进成果，强化了学生的科技意识，激发了对科技技能的追求。     

 3．开展课外科技活动，培养学生科技兴趣和创新实践能力

 课堂教学主渠道的培养，使学生掌握了牢固的科技基础知识，形成了较浓厚的科技意识，灵活的科学思维和科学方法，如何提高学生的科技实践能力呢？我们大力加强了学生的课外科技活动，使学生的科技兴趣和创新实践能力得到了广泛的提高，同时形成了比较成熟的活动模式。

（1）课外科技活动小组活动简介

怀柔一中的学生课外活动很广泛，参与率在60%以上，全校共有课外活动小组  36个，其中科技类课外科技活动小组有15个，下面介绍几个典型的课外科技小组及其活动情况。

①生物小组

      生物小组曾五次代表北京市中学生参加全国性的生物知识竞赛，获得四个第一；一个第二的好成绩。他们坚持开展为建设家乡服务为主题的科技研究活动。形成调查——选题——研究——成果模式。

1）深入生活，走向自然，在考察中确定选题。

油松是最适于在本县生长的常绿树种，但近年来位于怀柔水库之畔的宽沟林场2000亩油松林油松毛虫危害严重，有的树叶被虫子吃光，树木枯死。课题组同学经热烈讨论，确定了“探索油松毛虫在怀柔地区的活动规律及防治”的课题。采取林场定点调查研究和实验饲养、观察研究相结合的方法进行。经过三年的实验研究，基本摸清了油松毛虫在本地区的活动规律，并根据这一活动规律摸索出有效防治松毛虫危害的途径，采取了三项措施：一、冬季挖幼虫；二、春季幼虫上树前，在树干胸径处捆绑塑料环，防止幼虫上树；三、在成虫产卵期，施放赤眼蜂，以虫治虫。经过三年综合防治，虫口密度由25口/株下降到3.4口/株，控制并减轻了虫害，油松又恢复了生机。实验结果证明施放赤眼蜂以虫治虫，具有成本低、见效快、无污染的特点。小组撰写的《松毛虫在怀柔地区的活动规律及防治》论文，经科学院昆虫专家审阅，评价是“数据可靠，内容充实。”该文获北京市中学生科学论文评比一等奖。

这一科研活动，增加了学生的生态环保知识，激发了他们探索科学奥秘的兴趣，培养了科研实验能力。

2）深入山区，了解农民迫切需要解决的问题，确定课题。

板栗是怀柔县沙峪、黄花城等5个乡经济收入的主要来源，占人均收入的30%，产量占北京市总产量的70%，要使山区果农脱贫致富，就要扩大板栗生产基地，但同学们在调查中发现板栗虫害严重，危害最大的是栗蝇蜂造成板栗减产。以前主要用飞机灭虫，开支很大，效果也不明显。生物课题组从资料中了解到栗蝇蜂的天敌寄生小蜂能控制栗蝇蜂发生危害，经过讨论确定了《怀柔县栗蝇蜂天敌的初步研究》。辅导员带领小组成员走访了几个乡的干部、果农，听取了县林业部门、县果办的意见，小组成员分别到5个乡板栗基地查看虫害程度，了解虫害与不同环境的关系，采摘蝇瘤并带回实验室饲养、收集、统计蝇蜂数量、寄生蜂的种类，解剖蝇瘤，观察天敌的发育过程，寄生习性等。研究结果5个乡共发现9种天敌全为寄生小蜂，其中中华长尾小蜂占总数的80.2%，是天敌的优势种，对其利用价值，如何保护利用，提出了评价和建议。这一研究成果得到了县委等单位领导和五个乡干部群众的好评，该课题在1991年北京市和全国生物百项优秀项目评比中分获一等奖。

  3）发挥地区优势，引导学生寻找本地区有特色的课题。

科研的目的就是最大限度地开发各种资源，解放生产力，发展生产，繁荣经济，提高人民生活水平。生物小组在开展“家乡资源调查及整治规划”活动中，分析了怀柔气候、水质、日照、动植物分布、资源情况，以及在农业生产中的地位，确定以四个乡的板栗生产为题，展开调查，走访20多个单位，调查350多人次，获得了大量数据和资料，经分析研究，撰写了5千多字的题为《发挥资源优势，搞好板栗生产基地》的论文，论文使用485个数据，制图6张，制表格6幅，照片一套。该论文获全国青少年科技小论文评选一等奖。生物课题组根据我县人多地少，许多植物资源急待开发利用的特点，确定了《怀柔植物资源调查》，编写《怀柔植物检索表》的研究专题。他们反复学习《北京植物志》、《北京植物检索表》、《高等植物图鉴》等参考资料，掌握植物分类的基础知识，然后，在课余时间和节假日，爬山涉水，历时4年艰辛，走遍怀柔山山水水，发现我县约有植物类200多种，1300多科，搜集资料，汇编成10余万字的《怀柔植物检索表》，采集650多种有根茎叶花果的植物，制成标本。在怀柔植物资源调查的基础上，为进一步开发利用野生植物资源，发展怀柔经济，小组对野生植物的分布、蕴藏量、开发利用价值等方面进行调查，撰写了《怀柔经济植物调查》，获北京市青少年科技论文评比二等奖。

      近来，他们根据农村养植需要，申请学校拔款8万元，建起组织培养室，为育苗工厂化进行探索，已培养出优质灵芝，此课题正在研究中。

开展课题研究，可使学生热爱科学，掌握一定的建设家乡的本领。连续参加活动三年以上的学生，都能够熟练地使用显微镜等仪器，独立地进行实验活动，在实验课上是教师的助手，在科技专题实验活动中，能设计简单的实验计划，能独立地完成一个简单的实验课题，写出实验报告，能写出3000字以上的科学小论文。

      ②天文小组

      天文小组建起怀柔一中小天文台，采用参观——讲座——观测——摄影活动模式。

成功观测了日食、月食、金星圆缺变化、木星的四颗卫星运动状况等，拍摄了大批的照片。其中，日食照片受到专家的好评。天文骨干路占夷，通过参加天文活动，就对天文产生了浓厚的兴趣，让父母给自己买了一架天文望远镜，连续两年对太阳黑子进行观测、画图、分析并得出结论，为了能够得到专家的指点，他一连几次跑到十几里以外的怀柔太阳观测站，因为这里是科研单位，不接待来客，他就痴痴地在外面等，直到天黑才回家。他的零用钱基本上是花在天文资料上的，他一有钱就跑到北京天文馆买他没有看过的有意义的书籍，他简直快成了学生中的小博士。他还常常对一些重要天象进行摄影，拍出了一批好照片，并对自己的观测结果进行阶段性总结，上升到理论，写出一篇篇的好文章，有的照片和文章在全市进行了交流，并获得市级一等奖，其中他撰写的《未来空间的甚大望远镜》参加北京青少年创新方案设计，获北京市一等奖，并被市科协推荐参加国家级评选。他说：“我将来一定会从事天文事业！”在学校他是一个好学生，在家里他是一个乖孩子，他妈妈说：“路占夷自从喜爱上了天文，比以前懂事多了，勤快多了，每天看他都忙忙碌碌的。”

③环保小组

环保小组开展了多种活动，社会影响很大

1）高中地理教材涉及大量的环保知识，在平时的课堂教学中，教师有计划地围绕环保知识进行环保教育，经常围绕某一课题让学生进行讨论，如：温室效应是怎样产生的？它有什么危害？怎样预防？学生讨论很激列。在课堂的渲染下，一大批有爱心和热心的同学踊跃加入到环保小组，争当环保小卫士。

2）经常组织一些有教育意义的活动，如：社区服务，宣传环保，制作展板，向社会进行环保宣传，每逢世界环境日、地球日、世界水日、爱鸟周等等环保纪念日，环保小组的同学都会将自己对环保的关爱转化为漂亮而有意义的作品，让更多的人受到教育，每次制作的展板都会受到社会各界的好评，起到积极的教育作用。

3）每年搞一次环保漫画大赛。在1998年，我校有三名学生的漫画作品获得国家级三等奖。部分优秀作品被制作成展板在校内、社会进行宣传，吸引了大批群众前来参观，怀柔电视台、环保局、中国教育电视台都做了节目，环保局、科协等单位将学生的漫画全部复印，一位美国的投身于环保事业的劳拉女士对我校环保小组创作的漫画给予了高度的赞赏，并带走一部分漫画进行国际交流。在她的倡导下，我们学校被吸收为劳拉女士赞助的第一批北京市绿色学校。部分漫画还被刊登在国家级刊物“环保小卫士”系列丛书上。

4）进行环抱课题研究，撰写环保科技小论文。为保护北京饮用水源—怀柔水库，同学们进行了怀柔水系污染源的调查。在环保局的支持下，对怀柔水库水质进行了监察化验，写出了《怀柔水库水质分析及保护》的论文。随着旅游业的发展，师生经过大量的调查研究，又写出了《幕田峪长城旅游区固体废弃物的污染及改进意见》一文，对促进旅游业的良性发展起到积极作用。同时增进了同学们热爱自己家乡的情感。他们的论文参加各级评选有2名同学获国家级二等奖，9名同学获国家级三等奖，4名同学获市级一等奖，2名同学获市级二等奖。

5）成立了全员参与的“绿色行动组织”，上有学校骨干组成的学生会环保部，下设每个班一个绿色小组。“绿色行动组织”的活动宗旨是：“全员行动保护环境，创建绿色学校”主要内容是：以纸换树，电池回收。搞好垃圾分类等。由学校带动家庭，全员行动，保护绿色家园。

④计算机协会

计算机协会是一个以学生自治为主的科技小组，体现出“弟子不必不如师”的境界。他们的活动模式是：选题——搜集资汇报、讨论——磁盘刊物。按题编组，集思广益、解决问题、出版成果。这个模式有效地训练了他们主动获取信息，解决问题的能力，调动了他们的积极性，他们有的对windows’95内核设计提出修改意见，有的想用计算机模拟脑电波，尽管有的问题的解决他们力所不及，他们求教于大学教授、专家们也无结果，但这种研究精神已经养成，这是最可宝贵的。计算机协会参加首届中小学生电脑作品大赛，取得了一项第一、五项第二、多项优秀的好成绩。

⑤物理制作小组

物理制作小组的活动模式是：模仿——制作——创造。模仿：做风筝、做弹射式橡筋动力型航空模型飞机；制作：参加全国少年电子技师认定活动，制作双闪灯、发音机；创造：在制作基础上开展小发明活动，王志华同学发明制作的“万向擦高器”获市一等奖；小组其他同学的节能开关、家用贮水箱（自动型）、电动吸尘板擦等获县级奖励。2000年9月他们又成立了电子测向队，进行体育与科技结合的新兴科技活动。物理制作小组还夺得北京市首届机器人大赛第一名，并打破一项世界纪录。这个小组同学应邀参加中央电视台“异想天开”栏目，并代表北京市去广州参加全国比赛。

除了上述五个小组外，化学小组、数学小组、摄影小组科技英语小组等都有自己的模式和成绩。

(2) 课外科技活动的模式和方法

课外科技活动是我校传统的科技教育活动形式，有着丰富的经验，经过多年的探索，形成了较成熟的活动模式和方法：

①抓好三个阶段：

1）培养兴趣阶段    2）掌握双基阶段    3）提高能力阶段

②理通三条渠道：

1） 学科兴趣——学科骨干——学科特长生

2） 科技兴趣——科技制作——创造发明

3） 科学兴趣——课题研究——撰写论文

       ③依靠三支队伍：

       1） 有现代科技意识的领导。

 2） 有丰厚学识，又有奉献精神的辅导教师。

3） 有关专家学者。 

④坚持三个落实：

 1） 活动时间的落实。

 2） 活动地点的落实。

 3） 活动内容的落实。

(3) 课外科技小组成功的条件和评价的标准

  ① 成功的条件：

1）活动经常，学生的积极性高。

2）学生探索、创新的积极性调动起来，有研究或竞赛的成果。

3）建构有本小组特色，在一定理论指导下的活动模式。

4）参加小组的学生，科技素质有所提高。

  ②评价的标准：

1）有丰厚的学识，勇于奉献，善于学习的辅导老师。

2）活动内容新颖，有挑战性，满足学生求知欲望。

3）学生是小组的主人，放手让学生创造并使其成功。

4）有成果并善于表现和宣传成果。

5）以科技教育为主线，促进学生综合素质的提高

五、课题研究的检测与结论

开展中学科技教育课题研究已将近五年，现将研究效果的检测与分析报告如下：

（一）学生科技意识的水平检测

按照素质教育中科技意识的分项指标，我们分别对1996年入学的初一新生（192人）在1996年初一和1999年初三时进行了前测和后测，其结果如下：

表二：你长大后准备干什么

表三：对科普的态度