融合学科智慧 赋能科创实践——第十八届科技节学科融联课《能量的转化与守恒》

文摘   2024-11-17 09:45   吉林  

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在科技浪潮汹涌澎湃的时代,随着社会发展对应用型、复合型、创新型人才培养需求的不断升级,跨学科融合学习与教学成为教育的时代所需,这种教育模式有助于打破学科界限,培养具有全面素质的人才。


在第18届科技节期间,学校精心准备了学科融联课程,旨在为同学们创造从多角度审视问题,运用不同学科的知识和方法进行分析和解决的机会,从而锻炼大家的综合思维能力。 

本次融联课联合化学、物理、生物、地理四个学科,主题为《能量的转化与守恒》。能量作为宇宙中的基本概念,它具有普适性、守恒性、方向性、多样性,通过理解能力转化与守恒,能更深入地探索自然界的奥秘。

 11月13日下午,融联课如期举行,校长邵志豪、高中部副校长张福彦、教务处副主任庄重、王久成、学科教研室主任孙国辉、迟晓瑞、陈雅馥、授课教师万利丰、王蕊、王璞、白晓珊全程参与活动。


物理学科王蕊老师立足于科学发展史的宏观视野,首先对人类能源开发和利用的历史脉络进行了系统梳理,并以此为引提出能量本质的思考。随后,王蕊老师沿寻中外科学家们的探索路径,带领学生总览“能量”一词提出的历史背景,学习科学家们发展和利用规律的逻辑方法,继而在能量的变化中寻找变与不变的现象特点。随后,又利用焦耳测定热功当量的实验得到能量守恒定律,强调实验在科学研究中的重要地位。接着基于现象总结能量传递的方向性,描绘了茫茫宇宙的最终归宿,强调寻找新能源的必要性和节能减排的重要性。最后,介绍被誉为最美方程之一的质能方程,借助物质的微观结构和基本粒子标准模型,让学生了解能量是比质量更本质的存在,质量是能量的另一种表达方式。通过这一过程,将教学内容从生活现象上升到物理本质,从宇观到宏观再到微观,引导学生完成由感性认识到理性认识的转变。


化学学科万利丰老师以生活中常见的水为例,利用化学实验,分析从水的分解和化合过程中的能量变化阐述能量守恒思想,利用热力学第二定律阐述能量转化的方向性,并基于吉布斯自由能变分析化学能与其他形式能量转化的定量关系。万老师和同学们强调能量转化过程不仅注重“量”的关系,更要注重品质高低,同时让大家要珍惜和节约能源。最后基于学生认知,选取包信和院士的研究成果作为真实情景,引导学生分析转化过程中的物质变化和能量变化。


生物学科王璞老师由“如果阳光永远消失,地球会发生什么?“引入,引导学生从不同角度提出猜想,明确太阳光对维持生态系统正常功能的重要性。进而通过不断设问,落实生态系统能量流动的过程和特点。并引导学生从物质和能量观的角度为农业增产出谋划策,学以致用。现场互动性强,充分培养了学生“珍惜能源、科学规划、物尽所用、和谐共存”的生态文明观念。


地理学科白晓珊老师以全球变暖为例,从能量转化与守恒到地球稳态、从能量转化与失衡到全球变暖、从全球变暖到能量转化的地域差异性三部分内容展开,从“整体性”和“差异性”的地理视角展开对能量转化与守恒的解读。关注能量的同时,同样要关注全球变暖事件中的物质迁移,强调物质与能量的统一性,将“能量的转化与守恒”上升到“物质与能量”这一科学大概念。并在最后提出我国基于物质能量调控视角的双碳计划,培养学生科学思维的同时,渗透德育教育。


最后,邵校长对本次活动做了系统总结,他指出学科融联课的价值在于让同学们树立学科融合,跨学科解决综合问题的意识,通过不同学科间的思维碰撞和融合,激发同学们的创新灵感,在真实、复杂、多变的世界中增强自己的判断、思辨、整合能力,用智慧和勇气去应对更复杂的挑战。

相信本期融联课同学们获益匪浅,也希望附中学子永葆对科学、未知领域探索的热情,从课堂不断走到现实世界中,成长为融合性创新型人才,为国家发展贡献更大力量,成就精彩人生。



撰稿:万利丰 王蕊 王璞  白晓珊 王久成

初审:庄重

再审:孟安华

终审:张福彦

编辑:学校办公室

东北师范大学附属中学
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