从“知识导向”到“素养导向”:科学教育高质量发展的路径

2023年2月,习近平总书记在中共中央政治局第三次集体学习时强调,要加强国家科普能力建设,深入实施全民科学素质提升行动,线上线下多渠道传播科学知识、展示科技成就,树立热爱科学、崇尚科学的社会风尚,并要求在教育“双减”中做好科学教育加法,激发青少年好奇心、想象力、探求欲,培育具备科学家潜质、愿意献身科学研究事业的青少年群体。

科学家潜质的青少年或更要包容

在中小学进行科普报告的互动环节,每次都有一些学生让我印象深刻。有一次,我在云南昆明的一所小学做科普报告,发现有一位男孩特别活跃,每当我提出问题,他都把小手举得很高,报告会后还追着我问个不停。但他没有坐在台下的座位上,而是被安排“守”在门口旁听。老师后来告诉我,这名学生经常攻击其他人。

等你上了初中,中国人就登上了月球——给小吴同学的回信

亲爱的小吴同学:你好!很高兴在元宵佳节的夜晚收到你的来信。作为一年级的小朋友,你会写这么多字,语言表达这么流畅,还提出了非常有趣的问题,这让我十分意外,也非常高兴。你的来信是我在今年春节期间收到的最惊喜的“礼物”。

做好科学教育加法

教育部等十八部门联合印发的《关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》强调,在教育“双减”中做好科学教育加法。科学教育为什么要做加法?应该加到哪些方面?值得每一位科技工作者和教育工作者深入思考,并在理论研究和长期实践中加以检验。

人工智能引领未来科学教育——上海科技传播智库·长三角教育发展研究院2024年度科学教育专家咨询会会议精要

近年来,我国高度重视人工智能对教育的深刻影响。习近平总书记强调,要积极推动人工智能和教育深度融合,促进教育变革创新。2024年6月25日下午,由上海科技馆和长三角教育发展研究院主办的“上海科技传播智库·长三角教育发展研究院2024年度科学教育专家咨询会”在上海师范大学联合国教科文组织教师教育中心成功举办。本次咨询会聚焦“人工智能时代的科学教育”主题,围绕“人工智能时代未来科学教育新形态、新机制”“人工智能时代科学教育观念的变与不变”“未来科学教育如何面向每个孩子”等议题,汇聚了来自教育、科技等多个领域的15位专家学者,共同探讨人工智能影响下科学教育的转型趋势和青少年拔尖创新人才培养的未来方向。

做好科学教育加法的着力点

“做好科学教育加法”,是针对科技对教育的影响愈加显著的趋势而言的,也是针对我国基础教育阶段科学教育的薄弱现状而言的。“做好科学教育加法”应该加在哪里、怎么加,是一个关键问题。第一,增加教学课时。我国小学科学教材内容单薄、教材容量不足,同样是一年级的教材,我国的容量是发达国家的五分之一到三分之一,这一差距直接反映在课时上。一套优秀的科学教材,既要体现科学本质,训练科学思维。

青少年要学习航天和天文知识

我国航天事业发展的传奇故事,要现在的青少年接力书写下一个篇章,向他们普及航天和天文教育刻不容缓。第一,有利于发现和培养具有科学家潜质的青少年群体。太空、宇宙并不遥远,与我们周围的山川草木一样,是自然界的一部分。以太空为主题,人类发展了航天科技和天文学,积极探索太空。月球上的水、火星上的生命、黑洞、引力波等航天和天文领域的知识,对青少年有很强的吸引力,有助于激发他们对太空和宇宙的好奇。

金刚石的撞击成因与找矿新思考

“深地、深海、深空、深蓝”是代表科技发展前沿和我国战略发展方向的重要领域。其中,“深地”和“深空”是地球和行星科学研究的重点领域,是解决地球科学重大基础理论问题、探索太阳系演化历史等科学问题,以及保障国家能源资源安全、拓展人类生存空间、保障人类社会可持续发展的重要领域(欧阳自远等, 2002;Wilson et al.,2004;李三忠等, 2010;郑永春等, 2011;郑永春和欧阳自远, 2014;杨经绥等, 2021)。

新时代高校药用植物学课程改革研究——以吉林农业科技学院为例

以吉林农业科技学院中药学院的大类课程药用植物学为例,从课程教学体系优化、教师教学能力的提升、实践教学的增强、教学方法与教学手段创新、课程考核的指标体系健全等5个方面,构建了药用植物学课程的新体系,旨在提升学生的实践技能及提高就业率,培养出中药产业一线需要的高素质技能型专业人才。

新时代应用型高校“双创”教育实践基地建设模式研究

在新时代背景下,应用型高校的“双创”教育实践基地建设具有深远意义。实践基地不仅促进了实践教学体系的完善,还通过打造“产教融合”实践基地样板,加强了高水平实践教师团队的建设,并提升了实践基地的硬件设施。此外,提升实践基地的知名度、科研创新能力,以及优化实践基地的管理机制也是促进其发展的重要方面。这些措施共同构建了新时代中药“双创”教育实践基地的发展路径,对于培养具有“卓越创新”高素质应用技术型专业人才,以及一流专业的建设都起到重要的推动作用。

月壤的物理和机械性质

月壤是在O2、水、风和生命活动都不存在的情况下,由陨石和微陨石撞击、宇宙射线和太阳风轰击、月表温差导致岩石热胀冷缩破碎等因素的共同作用下形成的。月壤独特的形成过程,加上独特的月表环境,使月壤在粒度分布、颗粒形态、颗粒比重、孔隙比和孔隙率、电性和电磁性质、压缩性、抗剪性、承载力等方面均与地球土壤存在较大差异,这些参数的平均值和最佳估计值,可以作为月表机械设计和操作、宇航员装备设计、月球着陆场选址的主要依据,对月球资源开发和利用以及月球基地建设具有极其重要的意义。

模拟月壤研制的初步设想

模拟月壤是月球样品的地球化学复制品．作者总结世界上已有的5种模拟月壤 JSC-1，MLS-1，MLS-2，MKS-1和 FJS-1的研制过程、方法与基本理化性质．认为系列化模拟月壤研制对中国首次月球探测有重要意义．在此基础上，作者提出系列化模拟月壤研制的基本思路．

月球上的水:探测历程与新的证据

最早提出月球上可能有水的设想是在20世纪60年代初,但一直停留在理论阶段,即使60~70年代阿波罗计划采集的月球样品在地面实验室的精细分析也认为月球上没有任何形式的水。美国1994年发射的克莱门汀号和1998年发射的月球勘探者号虽然获得月球上可能有水的一些间接证据,但其探测数据的解释一直存在质疑和争论。2008年以来,新的探测数据和研究成果等多项证据明显支持月球上有水的观点：2008年,阿波罗月球样品中的火山玻璃被检测出含有痕量的水,且玻璃珠内核的水含量高于外环;2009年11月,与月球勘测轨道器（LRO）一同发射的月球坑观测和传感卫星（LCROSS）撞击月球过程中获得的探测数据分析表明,撞击目标凯布斯坑中含有水;2010年3月,在含有磷灰石的阿波罗岩石样品中检测到水;2010年3月,由NASA研制、搭载在印度月船一号探测器上的微型雷达月球矿物制图仪探测获得月球存在水冰的证据。

月球水冰探测进展

月球上是否存在水冰是第二次月球探测热潮中的热点问题。 1 994年克莱门汀号 (Clementine)环月探测器搭载的频率为 2 .2 73GHz双基地雷达探测到月球南极一些地区出现同向极化增加等独特的回波特征 ,这些地区正好处于极地永久阴影区 ,表明这些地区可能存在水冰。Arecibo天文台频率为 2 .38GHz的地基雷达对月球极地进行制图 ,也得到类似结论。 1 998年月球勘探者号 (LunarProspec tor)环月探测器搭载的中子探测仪在月球极地永久阴影区探测到高含量的氢信号大多认为是水冰引起的。但雷达探测和中子探测结果均存在多解性。月球表面粗糙度同样可以引起雷达回波呈现出类似水冰的异常特征 ,而中子探测仪测量到的仅仅是氢信号而非水 ,而且月球勘探者号撞击月表之后并没有探测到任何的水蒸气信号。月球极地水冰存在与否。

CAS-1模拟月壤

模拟月壤是与月球月壤具有相似的矿物组成、化学成分和物理力学性质的地球物质，是月球样品的地球化学复制品。长白山龙岗火山群金龙顶子火山喷发的四海火山渣具有与阿波罗14号采集的月球样品相似的化学和矿物组成，并含有20％～40％的玻璃物质。以四海火山渣为初始物质，研制成功CAS-1模拟月壤，并测量了CAS-1模拟月壤的主量和微量元素组成、矿物组成、密度、颗粒形态、粒度分布、抗剪性和复介电常数等参数。结果表明，CAS-1模拟月壤与Apollo 14号采集的月球样品具有相似的化学成分、矿物组成和物理力学性质，是一种理想的低钛玄武岩质模拟月壤。

贵州山区石灰土侵蚀及石漠化的地质原因分析

石灰土是广泛分布于亚热带喀斯特山区的一种非地带性土壤 ,近几十年来 ,位于西南喀斯特分布中心的贵州石灰土地区石漠化扩张速度明显加快 ,已经对该地区数千万群众的基本生存条件构成严重威胁。从地质学角度详细分析了这一地区石灰土土壤侵蚀和土地石漠化的形成原因 ,分析结果表明 :石灰土本身的矿物学特征和基本理化性质较好 ,并不是造成土壤侵蚀和石漠化的主要原因。石灰土成土速率慢 ,土壤允许流失量小 ;作为土壤营养库的富含有机质和矿质养分的表土层一旦被剥蚀 ,土壤结构迅速退化 ,土壤侵蚀愈演愈烈 ;喀斯特独特的二元结构和地形地貌是石灰土侵蚀的主要影响因子 ;石灰土与基岩之间缺少风化母质的过渡 ,岩土界面的土壤侵蚀是石灰土侵蚀的重要特征 ;

普通物理力学中的课程思政实践策略

课程思政建设是当前高校教育的重要发展方向,是一种以现有课程自身建设为基础,融入价值引领的教学模式,实现知识、技能以及价值观的三位一体化发展。普通物理力学教学中对力学教学基础内容进行讲解,并融合生活实际,其中具有大量的课程思政元素,通过对力学思政元素的挖掘,不仅可以提升力学教学的活跃性,同时也促进立德树人理念的落实。本文主要对普通物理力学课程思政的必要性进行分析,并探究课程思政教学开展策略,以供参考。

微扰法测量干燥岩矿样品复介电常数

微扰法是测量微波频率下介质材料复介电常数的简单易行的方法,尤其对低ε′和低tanδ介质的测量很灵敏,至今仍在广泛应用.但大部分岩矿样品的ε′和tanδ超出了微扰法的量程范围,无法用该方法直接测量.本文提出了基于微扰法测量干燥岩矿样品复介电常数的新方法.先将干燥岩矿研磨成粉,并与ε′和tanδ较小且介电性质稳定的聚乙烯粉末以一定体积百分比混合,热压成型制样;用微扰法测量岩塑混合物的复介电常数.两相混合体系的介电性质与其中每相的关系可以用Lichtenecker混合公式描述,由于聚乙烯的复介电常数已知,因此,岩矿样品的复介电常数可由岩塑混合物的复介电常数计算得到.测量结果表明,9370MHz时,同一试样用矩形谐振腔微扰法、圆形谐振腔微扰法和传输反射法的测量结果一致,并提供了部分干燥岩石和矿物的复介电常数测量数据.

地球化学示踪在现代土壤侵蚀研究中的应用

土壤侵蚀导致土地退化、农产品产量和品质下降、水环境污染等诸多问题 ,引起各方面的广泛关注 ,而且这个问题随着持续增长的人口压力和农业生产方式深刻变革的影响而日益严重。由于目前广泛使用的高差法、遥感研究法、RUSLE、野外调查法、水土流失监测点法等土壤侵蚀研究方法存在着一些不足 ,因此 ,核素地球化学示踪法、稀土元素示踪法、土壤地球化学指标法等地球化学示踪方法应运而生 ,在土壤侵蚀研究中发挥其独特作用。在比较了各种传统的土壤侵蚀研究方法的优势和不足的基础上 ,作者认为 :1 137Cs、 2 10 Pb可用于研究 30、 40年左右平均土壤侵蚀速率 ,7Be可用于示踪季节性土壤侵蚀和一次降雨事件的土粒运移 ,并说明这些核素的示踪原理和侵蚀速率的定量依据 ;2人为施放稀土元素 ( REE)示踪法适合定量一次或多次降雨事件的侵蚀速率 ,可用于土壤侵蚀理论的研究 ,尤其适合于室内模拟实验的研究 ;3土壤磁化率法和土壤理化性质指标法研究土壤侵蚀是一种处于起步阶段的侵蚀研究方法 ,适用于土壤质量退化研究 ,但要用于土壤侵蚀研究特别是侵蚀速率的定量研究还很不成熟。

^(137)Cs的土壤地球化学及其侵蚀示踪意义

13 7Cs是环境中一种重要的放射性同位素 ,它是由大气核试验和核事故产生并在环境中赋存和蓄积 ,在环境地球化学的研究中有着广泛的用途。目前 ,对于高含量 1 3 7Cs的环境行为研究较多 ,但是对环境背景水平的 1 3 7Cs(多为几千个 Bq/ m2 )的地球化学行为的研究 ,由于研究方法和实验设计上的困难却相对研究较少 ,极不利于 1 3 7Cs在更大的范围内为人类服务。基于此 ,从土壤中 1 3 7Cs的来源和时间分布、1 3 7Cs在土壤中的吸附固定、土壤中 1 3 7Cs的迁移运动 3个方面论述 1 3 7Cs的地球化学 ,对1 3 7Cs的侵蚀示踪原理与技术路线进行综述。最后对1 3