江苏省优秀课程基地申报答辩说明书完整稿Word格式.docx
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通大附中在创立一流的现代化办学设施、一流的师资队伍过程中，旨经过数学与科学课程基地的建设，借助南通大学的教育科研优势，面向全体学生、促进学生全面发展。
经过现代科技教育，使学生掌握必要的科学技术知识，激发学生对科学技术的兴趣，提高学生的创新意识和实践能力，引导学生树立科学思想、科学态度，逐步形成科学的世界观和方法论，了解国内外科学技术发展的状况，为今后创造性地参与科技活动和社会实践打下基础。
二、项目创意
（1）项目创意
我校拟建立的数学与科学课程基地，其理论依据是：
自然科学的数学化过程是现代人类文明进步的具体体现。
自然科学是人们对自然的能力认识和改造，它主要包括物理学、化学、生物学、地理学和天文学。
数学是自然科学的基础，是研究客观世界空间形式和数量关系的重要学科。
随着科学的发展与社会的进步，数学本身高度的抽象性和应用的广泛性使自然科学的数学化的前景越来越明显。
马克思曾指出一门科学只有在成功地运用数学时才算达到了真正完善的地步。
从自然科学发展前景更可看出：
数学化是自然科学发展的必经之路。
自然科学数学化主要是指各门自然科学日益运用数学方法来研究本门学科的事物和现象的量、深刻认识和把握事物和现象质的一种重要工具和方式。
能够将自然科学数学化的基本过程和方法总结为：
过程的程序化，探究的数字化，结果的模型化，表示的数学化。
本课程基地的建设就是围绕以大量实验、观测为主要途径，以数学建模为主要方法进行设计和建设，从而营造基于数据、构建模型、发现规律的科学过程。
近代,随着自然科学各部门研究的进一步深入和数学的自身发展,以及电子计算机的普及,新计算技术的出现,使自然科学的数学化进程不断深化和扩大。
我们能够大概看下各个学科与数学关联程度是多么的紧密。
（以下内容能够结合幻灯片口语化简单介绍）
走得最远的物理学已变得同数学难舍难分;
爱因斯坦在曼黎几何中找到了广义相对论的基础;
1925年海森伯将矩阵方法用于原子结构的研究,创立了矩阵力学;
薛定鄂应用微分方程的斯图姆维尔理论创立了原子结构的波动力学。
另外,群论用于结晶学和基本粒子,复变函数解析函数理论用于量子理论,以及基本粒子的几率分布的研究都取得了极大成功。
最近杨振宇教授又指出规范场理论能够和纤维丛理论一一对应。
1950年爱因斯坦曾对物理下过这样的定义:
它的范围是我们全部知识中能够用数学语言表示的那一部分。
随着物理学所研究的自然现象的愈加复杂、对物质运动规律的愈加深入,它所需要的数学方法愈加高深。
因此,虽然物理曾经是,而且继续扎根在实验定律上,但随着科学的抽象性日益增长,数学的“点”和简明性正一步一步地在基本物理学的概念形成中发挥着越来越大的作用。
化学的数学化在20世纪不但改变了上世纪“一元方程”的状况,而且由于量子力学的渗入和电子计算机的应用,该领域发生了巨大的变革,出现了诸如量子化学、结构化学、化学统计学、计算化学等新的化学分支。
所有这些都离不开数学方法的运用,微分方程应用于化工过程的描述和控制,又产生了化学反映动力学。
数学方法进入化学领域后,使传统的实验描述的化学面目一新。
特别是电子计算机的出现使许多复杂的化学计算成为可能,从而更加速了化学从实验科学向理论科学和精确科学的过渡。
当前,利用微观粒子行为的配场理论,分子对轨道对称性理论以及价键理论,结合电子计算技术和数学方法,化学家真正改变着一般运用试错法已成功地在电子计算机上预测了甲硼烷分子的若干不同结构和化学性质,并获得诺贝尔奖。
生物学的数学化是最明显的。
上世纪数学在生物学中的应用还处于不可能的状态,而今面貌全变,特别是分子生物学建立以来,从物理学时代向生物学时代的过渡就开始了。
生物学向理论科学转变,使它对数学的要求更加迫切了。
优尔泰拉在扑杀害虫模型中应用了微分方程。
进化论和实验设计发展了数学统计,人口和种群理论依赖于概率论,遗传结构离不开抽象代数,胚胎学,形态发生学,动物行为学可能在的突变理论中找到理论基础。
生命摇篮DNA依赖于代数几何学。
哈代绘出了群体遗传学的基本法则等等。
这一切都说明数学正在向生物界大举进攻。
从只相信眼睛观察到生物学的数量化,使数学方法几乎渗透到它的每一个角落。
统计生物学、数学生态学,数学遗传学,数学生物分类学作为其中四大分支,从60年代起,这四大分支每年都有国际研讨会召开。
全世界以生物为主的杂志已达40多种。
生命现象的复杂程度远远超过物理现象和化学现象,生物学所应用的数学的抽象性和复杂性更加明显。
从以上事实能够清晰看出:
从认识角度看,自然科学数学化有坚实基础,作为纯数学,它是对客观世界空间形式和数量关系的研究,而自然界到处有空间形式和数量关系存在,就自然科学发展的一般规律而言,总是从定性研究开始,进一步走向深入,发展到精确化,定量化阶段,从而使科学进入真正成熟的时期。
根据以上论述，构建以数学为主干，自然科学为分支的综合性课程基地是站在更高视野上的一次大胆尝试，这不但需要课程基地硬件设施的现代化，系统化，更需要打造一批具有综合眼光，综合能力的复合型教师队伍，进而在这样的指导思想上培养出一批思想先进，能力强大的学生。
根据以上的设计思想，我们课程基地的建设目标能够用以下这课树状图来说明：
1、树根部分：
构建课程基地的思想与工具
2、
树干部分：
构成课程基地的课程与课室
3、
树冠部分：
拓展课程基地的科学与效能
以上内容具体能否请范校按成校要求撰写下。
三、建设内容：
根据建设思想，我们准备把课程基地建设成：
1.建设下联上扩的课程基地
基地课程设置首先应该全面服务于高中理科基础课程教学，应该成为师生突破教学难点的重要阵地，应该能为学生创造合适的教学环境，应该利于学生针对教学过程中的概念、规律、原理构建科学的模型，应该提供丰富而又有特色的课程资源。
如图1，在纵向向下提供初高中衔接的科学课程资源，向上提供与高中理科衔接的选修、竞赛和大学先修实验课程资源等；
在横向提供与高中阶段科学学科相联系的拓展实验课程资源，远期包括英美的高中课程资源；
同时还能提供一些基于探究性或课题研究的新型学习资源，如自制的探究性小实验或现代技术支撑下的实验课程。
可见，课程基地是立体的、多维的，基于问题解决的方案的综合性实验教学平台和开放性实验课程资源库。
2.建设多维互动学习的课程基地
课程基地全面、科学而富有创造性地建构理科课程基地的整体框架。
我们认为课程基地应该以学生为主体，以国家课程内容为基础，以校本课程为特色，以大学先修课程为延伸，搭建一个云端数据库，两个平台即实体和虚拟平台，体现三个系列即科学与数学、科学与技术、科学与生活的联系，装备四类馆室即基础实验室、媒体实验室、科学技术馆和科学生活体验馆，从而建成以高中科学学科为主要内容，并与数学、技术、生活紧密联系的综合性的实验与建模课程基地。
它将更加有效地促进师生学习科学知识、探究科学规律、形成科学探究思想、开发科学校本课程。
以提高学生的科学素质和数学素养为根本宗旨，面向全体，分类指导，讲求实效。
坚持普及与提高相结合、课内和课外相结合、思维与实践相结合、数学与科学相结合。
师生能够自行探究或共同开发或改进实验仪器；
经过整合信息技术的交互功能和网络远程教育功能，学生能够进行菜单式自助学习；
借助虚拟现实技术，学生能够翱翔在苍茫的宇宙，也可畅游于微观世界；
在体验馆学生能够体会到自然科学来源于生活，生活处处有科学。
课程基地的建立能让学生在现实的探究实验或生活体验环境和虚拟的交互中自主学习，让学生感受多维、立体、多感官刺激的高效学习，享受学习的乐趣。
3.建设学习资源丰富的课程基地
我们认真规划了高中理科课程和校本课程，加强五大自然学科的联系，努力挖掘综合课程资源，为提供丰富的学习素材和多样化的学习条件而努力着。
基地将加强与高校的联系，聘请专家为基地的发展作指导，与高校或科技馆等单位合作实现优质资源共享，引进大学部分探究实验，紧密联系生活建立科学生活体验馆，关注最新科技发展并建立现代科学实验室和科技馆，为不同潜质学生的发展提供个性化学习的选择和帮助，促进学生主动学习、自主学习、探究学习。
4.建设促进师生成长的课程基地
课程基地建设为师生的发展提供了重要平台，经过构建教师专业成长的发展中心，将会大力提高教师课程实施水平。
基地教师团体首先是科研型团队，教研活动开展在基地、教学科研研究也在基地，以名师支撑基地，以基地成长教师，以教师发展学生。
课程基地建设将立足于服务学生的发展、教师的发展和学校的发展。
同时依据以上四点指导思想，具体建设31个多功能课室：
当然有些课室已经根据国家基础课程建设完毕，下面我就把具有我校特色的功能课室简单介绍一下：
1、数学建模实验室
一、数学建模实验室的意义
数学实验，是学生经过观察、操作、试验等实践活动来进行数学学习的一种形式。
这种学习方式，不是学生被动接受课本上的或老师叙述的现成结论，而是学生从自己的“数学现实”出发，经过自己动手、动脑、用观察、模仿、实验、猜想等手段获得经验，逐步建构并发展自己的数学认知结构的活动过程。
而这一系列过程，在数学实验室的环境下，能够得到有效的实现，数学实验室有四大十分明显的意义：
1、激发兴趣
2、学会思考
3、容易真懂
4、提高效率
二、数学实验室的目的
适应因现代技术而引起的数学、数学应用和数学教育环境的深刻变化，根据实施《课程标准》的需要，创立一个既能更准确的反映数学的本质，又能为教师进行教学和教学研究和学生的学习探索，提供一个支持平台，为此充分力求利用现代科学和技术的广泛数据资源，建设移动数学实验室，具体目的：
1、为数学或与数学密切相关的教学单元或专题，提供更好的课堂环境。
2、为数学教师提供备课，教学研究或学术讨论，提供实验资源和宜人的场所。
3、为满足科学教育的建模提供工具平台。
4、为学生的数学专题研究提供一个良好的环境。
2、数字物理实验室
一、物理数字实验室的基本结构和功能
总的来说要求采用先进的音视频传输技术，以声像并茂、师生互动的教学模式。
将单调乏味的物理实验生动地用声音、图象、影视、动画呈现在师生屏幕或银幕之上；
将原来繁琐的数据处理用系统自带的软件进行自动采集和处理数据。
以充分的时间让学生研究实验的改进的途径。
增强学生在教学特别是实验教学过程中的参与意识，提高学生学习的积极性和主动性。
具体地讲应具有以下功能：
实时传输：
音视频实时传输，师生在完成自身实验的同时可从电脑屏幕上观看其它任何一组同学的实验情况，也能够与其它同学互动交流。
师生互动：
教师能够把某个学生的实验及数据处理结果作为示范呈现在银幕上向其它学生进行讲解；
也能够把学生分为任意的小组，让她们之间相互交流和学习。
文件交流：
教师能够向学生发送或接收学生的文件，也能够让小组内全体学生用文字及图片进行交流。
语音交流：
学生能够经过电子对讲向老师提问，教师能够向学生进行点对点或点对面的语音交流和广播。
信息交流：
教师可获取任意一个学生的实验信息到自己的计算机上，也能够把学生机界面变成自己的界面，对单个或全体学生进行网络教学和广播。
在线作业：
教师能够在线布置、查阅并批改学生作业，学生能够在线做作业，并及时查看自己的成绩、老师的修改结果和评语。
课件交互：
教师能够向学生演示系统自带的多媒体课件，也能够经过网络向全班展示自己或学生制作的优秀课件。
电子画板：
教师能够将电脑屏幕当作黑板使用，直接绘制各种文字、图形、标记等，经过网络让学生实时观看教师写画的内容。
报告打印：
学生能够按照要求打印出实验报告。
3、生化创新实验室
设计思想：
新的高中生物课程标准所列举的实验和其它实践活动内容广泛，形式多样，选修课题涉及面广，实验中使用的仪器和试剂种类繁多，实验室的设备安置和环境布置都要适应这种变化。
高中的生物实验多数是以小组的形式来组织的，面对面的座位安排或者建设适合2-4人共同试用的实验分区将更方便学生之间的合作和讨论，更有利于实验活动的开展。
主要内容（学科细分）：
基因工程，DNA和蛋白质技术，植物有效成分的提取，传统发酵技术的应用
该实验室既能够满足学生完成基础性的实验操作和简单的观察类实验，如叶绿体色素的提取和分离、观察细胞的有丝分裂等；
又能支持完成较复杂的鉴定和分析类实验，如DNA的粗提取和鉴定、检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质等；
同时还能够进行高新技术和设备才能完成的实验如DNA片段的扩增和电泳实验等。
4、数字地理通用教室
一、设计思路
1.经过数字星球系统、平面投影的结合，为地理教学、科普活动、环境教育提供先进的数字化教学环境。
2.经过数字化立体地形与数字星球的联动的演示系统阐述自然地理环境的整体性和差异性，很好的将地球是圆的，以及很好的体现局部与整体的关系，局部地理环境的变化，对整体环境变化的影响，极大的提升学生的空间感。
3.经过演示数字化立体地形，能够让学生们直观了解世界海陆分布情况，大洲地形、地理特征，山脉河流概况，以及全球气候特征，主要气候类型的分布地区，让学生分析纬度位置、海陆分布、地形等对气候的影响，并可深入讲解以实例说明人类活动对大气环境的负面影响及保护大气环境的重要性。
4.经过观察中国政区图、中国政区拼接组合模型等产品，了解中国的疆域、海域，中国与周边国家的领土接壤情况和中国的行政区划，并可经过实际动手拼接对中国的省、直辖市、自治区形成更直观的了解。
5合理利用空间，为日常教学、公开课、评课、集体备课提供必要条件。
6.营造整体地理学科环境氛围，整体设计以教学为本，配合空间设计手法，实现数字地理专用教室学科特色，艺术特色！
5、通用纳米实验室
纳米实验室是跨学科（物理、化学、生物）的综合性创新实验室，开展各学科与纳米科技相关的探究性学习和实验。
实验室需要教学型扫描隧道显微镜及教学型原子力学显微镜
6、多功能光学实验室
激光实验室是研究激光应用的基础实验室，激光器件与激光技术及应用、光通讯及光纤技术、激光医学和激光生物学、激光推进器开发研究。
建立激光器件与激光技术及应用实验室、光通讯及光纤技术实验室和激光生物学实验室、激光推进器实验室。
场馆功能：
1、激光器件与激光技术及应用实验室：
主要涉及高功率短波长激光、白光激光器和激光显示技术的研究。
研究内容：
（1）光子晶体光纤激光器；
（2）全固体激光器；
（3）短波长蓝光、紫外和真空紫外激光；
（4）小型高效白光（RGB）激光器；
（5）新型激光显示技术。
2、光通讯及光纤技术实验室：
光纤通信是指以激光作为信息载体，以光纤作为传输媒质的通信方式。
7、环境生态实验室
能定量检测空气中的污染物，如PM2.5等，水和土壤中某些物质的含量
模拟环境生态在不同条件下的演变方向，提供相应实验手段，在实验探究活动中，培养学生对自然环境的保护意识
8、数字气象站
天气变化与人类的工作、生活息息相关影响巨大，人类对大气科学的研究、掌握和使用已提到一个新的高度，对青少年的气象知识传播，气象科学教育也摆到了相应重要的位置。
高中《地理》用一个单元的篇幅，介绍大气运动和水的相变产生的风、霜、雨、雪等天气现象，使学生掌握千姿百态的地表形态，丰富多彩的生物界，人类赖以生存发展的自然环境。
为了优化校园科技教育环境，提高青少年学生的科技意识，活跃同学们的课余生活，增强她们的地理实际观测能力，同时也为了满足地理教学的实际需要，我公司研制开发了专业的校园气象观测站。
在校园里建立气象站不但使同学们掌握了气象观测的基本方法，更重要的是能够激发同学们学习自然地理的兴趣和热情，了解更多的气象科学知识。
校园气象站由各种传感器和自动气象站监测仪组成，传感器种类可由用户在一定范围内自行选配，以满足不同用户的需要，还能够经过扩展接口选择联接个人计算机、打印机、控制器等设备，使整个系统的功能大大增强。
9、环幕展示厅
是一种能表现水平360度范围内全部景物的特殊形式展厅。
人们站在圆形观众厅的中央区域，被四周环绕的广阔画面所包围，再加上全方位立体声效果的配合，能产生极强的身临其境感。
能够应用在环境展示等方面；
运用环幕系统这一曲面投影显示形式，播放宇宙与地球，地质灾害等视频资料，在课程导入方面起到非常震撼的效果，课程导入部分往往是一堂课能否汲取学生学习兴趣的关键，环幕系统給受众营造一种环抱感，突出体现宇宙的浩瀚与沧海桑田的变迁！
由于特色课室比较多，这里我就简单的介绍以上几个。
四、预期效果分析
1、建立数字网络化的基地互联网改变教与学的方式
由于我校数学与科学课程基地是一个横跨5大基础理科课程的综合型基地。
打破各科壁垒，实现探究资源和成果的互联互通，就必须有一个能时刻将基地各个模块联系的高效系统。
建立高速互联网，并与云端存贮，云计算，云授课等新型技术手段相结合，不但能够将课程与学生实时相连，也能够将课程与课程无缝对接，更能够将基地的外延拓展到无限的时空中。
这样不但能把课程基地内的众多的模块整合，也能够满足学生不同层次的探究活动，这充分的符合了自然科学不可割裂的学科本质，也有利于学生的综合性发展。
网络的无限化，促使师生参与科学体验的传统方式被打破。
原来只有等实验课时才到实验室去做实验的模式，将因为遍布校园的高速互联网而改变，学生能够经过无线数字终端，实时接入基地网络，观看实验过程，观察实验现象，并采用各种数字媒体手段进行科学探究、分析、研讨并获得结论。
同时教师也从平时的带领与指导的角色上，退变成学生科学活动的引领者，陪伴者，帮扶者。
由于网络方式的发散性特质，将需要教师设计更多的科学探究过程中的可能性，关联性，甚至教师本身也可能成为学生探究过程中的参与者，这对教师自身综合能力的提升也是效能显著的！
2、建立基于数字化基础实验室提升学生探究能力
自然科学的探究中，实验是其重要内容，实验是了解、研究自然规律的重要方法。
实验是学生探究并获取知识与应用知识过程中的一个有机组成部分，经过实验，学生会把实验获得的信息演绎、归纳成结论并应用于实践。
基地将在学校原有的实验设备基础上建立健全规划好现代数字技术基础实验室，为学生基础模块的实验探究、实验改进、小实验、实验自主学习等打好基础。
同时也因为数字化手段的引入，能够将学生观察的现象，探究的过程，实验的结果等重要信息快速而完整的记录在网络媒质中，并能够实现基于现代科技手段的探究方法，这将彻底改变传统的实验课程，提升实验课程的品质。
在数字化的实验过程中，学生将可能摆脱实验过程中无谓的一些效能空耗，而经过精准的数字实验手段，直接窥探到现象的内在本质，提高实验探究的效能。
3、建立媒体实验室改变学生探究手段，提升学习效率
现代教育技术的发展为学生的学习带来了革命性的变化，将现代教育技术引进基地建设是时代的要求。
基地将建立以传感器、信息技术、虚拟现实技术相结合的媒体实验室，让学生的学习效率受益于技术的发展，运用传感器实验学生能够将更多的时间用于思考实验方案、实验思路。
虚拟现实技术的引入，拓展了学生学习时空，为学生提供了菜单式学习，从而更进一步提高了学生自主学习的有效性，同时也培养了学生的科学、信息素养。
4、建立现代前沿科学实验室引领教师专业成长，培养学生广阔视野
学生的学习、探究热情被点燃后将不会满足于基础探究，她们渴望新科技、新技术，渴望探究的延伸和拓展。
我们将引进纳米材料工作室，高能光学探究室，高低温新材料探究室，并与高校、社会资源对接，建立现代科技实验室，引进高校部分实验及先进的实验设备、交叉学科实验仪器，与高校和社会科研机构联合，聘请专家指导，进一步拓展学生学习资源，提升学生的创新意识和创新能力。
与此同时作为教授基础课程的教师，将会因为前沿科学实验馆室的建立，不断的提升对自然科学的认识的深度与广度，从而促进教师专业的二次发展！
5、建立现代科技生活体验馆激发学生学习兴趣，促发思维灵感
生活中有大量学生感兴趣的自然科学问题或现象，如:
新材料、绿色出行、低碳环保、污水净化、建筑结构、家庭中新型电器、公共交通设施、交通工具中某些新装置、新型通信工具等等，学生渴望亲身体验或用有关原理解释。
基地将建立科学生活体验馆，能够将学生生活周边的自然科技情景放到体验馆，让学生能有亲身体验的机会，能根据自然科学原理解释现象，并运用自然科学原理到实际生活中，引导学生关注社会、关注周围的生活，学以致用。
基地将建立现代科技馆。
在科技馆，学生能看到最新的科技的进展、应用，体会到科技在各学科、生活领域中应用给我们带来的变化。
组织参与与现代科技同步的科技活动，如机器人比赛、“登月舱”的设计与实验，污水处理，空气净化，生物培养等；
展示一些科技产品的内部结构，让学生解释自然科学原理，甚至能够提出一些改进的建议，从而提高学生对现代科技的兴趣和学习动力。
最终我们将把课程基地建设成：
1、模块化建构、数字网络化云端联系构建综合基地模式
基地的建立最终为课程的实施服务，因此教学环境的建立也应该对应课程标准中模块的设置，知识重难点的设置也来源于课程模块，从而使得问题的解决更具有针对性、高效性，也遵循学生的身心发展规律。
模块式构建也利于基地本身的发展，基地的建立和发展不可能一步到位，模块式构建不会影响其它模块内部的完整性，使基地能够积件式发展完善。
在各模块分系统建立的过程中，更加注意相互的联系。
以高速数字网络为框架，用新技术，新手段，把学生的观察过程、探究方式、结论获取、创新创造等利用云技术、云存储进行内延外扩，让学生在发散的数字网络化空间中，充分得到发展。
2、数学引领、各学科综合，提升基地教学的广度与深度
学生的学科学习不是独立的。
开展跨学科的研究活动，特别是数学与自然学科的综合，鼓励学生把自然科学知识与数学知识结合起来研究周围的生活和社会现象是必须的。
高中理科学习，虽然不可能脱离理科实验探究的基础，可是过程的程序化，探究的数字化，结果的模型化，表示的数学化都极大的以数学手段加以呈现。
反之数学的理论探究又优化着其它理科探究的方式方法。
因此我校成立数理学院，就是要打破数学与各理科课程间的壁垒，将实践与理论进行高度的统一，让学生在数学与科学课程基地的活动中，发现自然现象中隐藏的基本规律。
从而提升科学视角与水平。
同时在课程基地的建设中将学科互联互通，形成综合型强的跨学科的课程基地，让学生在基地的活动中能成长为具有广度与深度的复合型人才。
提高学生在自然科学的探究中对科学与经济、社会互动作用的认识，增强将科学服务于人类的社会责任感和使命感。
3、高校、社会资源对接促成新型社会化课程基地
基地的建设是开放的。
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