研究型课程科幻小说
㈠ 日本留学人工智能机器人专业大学有哪些
人工智能专业，在日本大学中称为“知能ロボット”，通常从属于情报工学方向。在日本开设该专业的院校很多，比如说蔚蓝老师介绍的下面几所
1.东京大学
东京大学是日本第一所国立大学。作为领先的研究型大学，东京大学提供基本所有本科和研究生学科的课程，并进行各种学术活动的研究。东京大学提供信息理工学系研究科硕博士学位，内置智能机械信息学、机器学习专业。
2011年起，日本国立情报学研究所和东京大学、名古屋大学、富士通研究所等机构合作发起人工智能项目，以挑战东京大学入学考试难度为目标，意在通过整合最先进的人工智能技术，检验人工智能可在多大程度上模拟人类思考以及解决问题的能力。
2.京都大学
京都大学是日本国立大学，原名京都御所，其最先进的实验室和研究机构使学生和研究人员能够掌握对学术发展至关重要的实践经验。
今年5月，本田旗下研发子公司Honda Research Institute Japan Co., Ltd.与京都大学学院信息学研究科联合组建了项目团队，将专门致力于推动AI研发进程，并于2017年4月启动了全新的合作研发项目。
近日，日本京都大学和约70家制药及IT相关企业联合组成研究机构，计划开发专门用于研发新药的人工智能，以大幅降低药品研发成本。
3.东京工业大学
东京工业大学也被称为东京科技大学，该校的实用科学和工程教育一直为人熟知。研究机构，如ELSI，会将研究结果与专业课程结合，学生作为实验室成员，与世界顶尖的研究人员保持密切联系。学生在研究所的实际操作也会体现在毕业生就业能力排名中。
东京工业大学在各级提供英文全面学位课程。全球科学家和工程师计划（GSEP）是一个跨学科的工程学士学位课程，而国际研究生课程（IGP）则满足希望在日本获得更先进的科学或工程学位的学生，提供各种奖学金。
2016年，由东京工业大学、日本公立函馆未来大学、名古屋大学等组成的团队，围绕利用人工智能进行小说创作这一课题展开研究，并在东京召开了报告会，宣布由人工智能“以自己的兴趣写小说”为内容所写的科幻小说通过了“星新-文学奖”初选。
4.大阪大学
大阪大学的人工智能非常的强大，大阪的机械在日本的工科群里是数一数二和机器人齐名。石黑浩是大阪大学智能机器人研究所所长，该研究所的仿人机器人非常出名，在2014年5月5日，大阪智能机器人研究所研制出一款智能机器人，该机器人外形机器极其逼真，能够完成点头、眨眼等动作，并可以进行简单的交谈。
5.早稻田大学
早稻田大学，一个具有浓厚田园色彩的校名，它是日本最负盛名的大学之一。早在1964年早稻田大学就开始了机器人制造和使用的研究。早稻田大学对较多种类的机器人都有一定的研究和探索，特别是加藤一郎教授创立的加藤实验室对于两足机器人的研究更是对机器人的发展做出了卓越的贡献。纵观早稻田大学的机器人发展史几乎可以说是加藤实验室的研究史。
㈡ 火箭之父的简介
火箭之父——齐奥尔科夫斯基
1857年9 月17日，齐奥尔科夫斯基出生于俄罗斯梁赞省的伊热夫斯基村（靠近莫斯科），取名康斯坦丁。他们家境贫寒，虽然齐奥尔科夫斯基自小热爱读书，但他的父亲没有能力送他到更好的学校学习。他受到的唯一正规教育是在伊耶夫斯科的乡村学校里获得的。不幸的是，他在十岁的时候，由于患了严重的猩红热病而使听觉几乎完全丧失。从那时起，齐奥尔科夫斯基几乎同外界隔断了联系。生理障碍把他同人们疏远了，但却促使他发奋读书，积极努力。他凭借自学，自修了中学和大学课程，掌握了大量数学、物理学、天文学知识。1878年，他通过资格考试，担任了波罗伏斯克县一所中学的数学和物理学教师。
受凡尔纳科幻小说的强烈吸引和喜好幻想的品质，他对升空飞行和太空旅行具有浓厚的兴趣。在航空领域，他设计制造了俄罗斯第一台风洞，最早提出了硬式飞艇思想。在航天飞行领域，齐奥尔科夫斯基一直在进行着研究和思索。大约在1878－1879年，为了研究生物在飞行环境中的反应问题，他设计了一种研究加速度对生物体影响的装置。1883年，他在一篇名为《自由空间》的手稿中，首次指出利用反作用装置作为外太空旅行工具的推进动力的可能性。他对这种火箭动力的定性解释是，火箭运动的理论基础是动量守衡定律。在这篇手稿中，他还分析了的没有空气和阻力的空间的运动，画出了宇宙飞船的草图，并且计划采用陀螺装置使飞船在飞行中保持稳定。有关太空飞行的思想在1893年发表的科幻小说《月球上》和1895年写的《地月现象和万有引力效应》中得到了进一步发展。1896年，他开始从理论上研究星际航行的有关问题，进一步明确了只有火箭才能达到这个目的。1897年，齐奥尔科夫斯基推导出了著名的火箭运动方程式。他经过几年潜心研究，于1898年完成了航天学经典论文《利用喷气工具研究宇宙空间》，但这篇论文直到1903年才在莫斯科的《科学评论》杂志上发表。接着，他又于1910年，1911年，1912年，1914年在《航空报告》上发表了多篇火箭理论和太空飞行的论文，较系统地建立起了航天学理论基础。
《利用喷气工具研究宇宙空间》内容涉及到与火箭和航天飞行有关的各个方面问题。首先，作为科学研究和探测工具，齐奥尔科夫斯基分析了现有运输装置的不足。接着齐奥尔科夫斯基运用变质量运动理论，推导出了火箭运动的基本方程，从而使火箭的理论更趋于完善。这个公式后来被命名为齐奥尔科夫斯基公式。在这个公式的基础上，他又推导出了火箭在重力场中的运动方程式。这两个简单公式奠定了火箭运动的理论，具有重要的实际意义和理论价值。根据这两个公式，齐奥尔科夫斯基建立了火箭质量比的概念，即火箭起飞前的质量与火箭燃料耗尽后的质量之比，并由此指出质量比的重要意义。他还首次提出了火箭推进剂比冲的概念，认为比冲越大，火箭性能越好。通过对一述公式的分析，齐奥尔科夫斯基得出了一些重要结论。齐奥尔科夫斯基由此还推导出了火箭要克服地球引力所要具备的最小速度即第一宇宙速度为每秒8公里。
火箭运动理论大致有了一个完整的框架后，齐奥尔科夫斯基又对星际航行问题进行了研究和展望。他设计并画出了载人宇宙飞船的草图，研究了载人宇宙飞行的种种问题，包括载人飞船内如何保持适宜的温度、压力、湿度等条件，飞船内空气和水的净化和重复使用问题，二氧化碳的吸收问题，利用绿色植物提供氧气的问题，以及宇航员如何克服起飞时的高过载问题等等。他还研究了太空飞行对人类社会的重大影响以及人类的前景等问题。在1911年发表的《利用喷气工具研究宇宙空间》下半部分中，齐奥尔科夫斯基详细地描述了一艘载人宇宙飞船从发射到进入轨道的全过程，内容涉及飞船起飞时的壮观景象，超重对宇航员的影响，失重效应以及人的感觉和飞船内物体的奇异表现，不同的高度看地球的迷人景观，天空的景色等。人们读来有如亲临宇宙飞船登天的感觉。
齐奥尔科夫斯基航天学理论的奠基人。他的著作说构成了一个相当完整的航天学理论体系，其中许多研究成果在航天史属于第一：
首次明确提出液体火箭是实现星际航行的理想工具
首次较全面地研究了各种不同的液体推进剂，并提出液氢液氧是最佳的火箭推进剂次推出火箭在真空中运动的关系式，并计算出火箭的逃逸速度
首次提出了火箭质量比的概念，并阐述了质量比的重要性首次画出了完整的宇宙飞船的设计草图
首次提出了液体火箭推进剂的泵输送方法
首次提出了火箭发动机燃烧室的再生冷却方法
首次提出利用陀螺仪实现宇宙飞船的方向控制
首次研究了失重对生物和人的影响，并提出了减轻失重和超重不利影响的措施
首次开展了失重和超重对小动物影响的试验
首次提出利用植物改善舱内环境和提供宇航员食物的措施
首次提出多级火箭的设计思想
首次研究了火箭在大气层中运行时的空气动力加热问题
首次提出空间站和太空生物圈设想首次提出利用太阳光压推进宇宙飞船的思想
首次提出太空移民思想。
㈢ 模糊数学与信息革命的关系
课程问题在任何国家教育体系中都处于中心地位，它集中体现了一个国家的教育要求，也是创新教育研究与实验必须探讨的核心问题之一。随着中国基础教育新一轮课程教材改革的发动和实施，课程创新的历史使命已成为当前我国教育界人人关注的又一个焦点。
《中共中央国务院关于深化教育改革全面推进素质教育的决定》明确指出：“调整和改革课程体系、结构和内容，建立新的基础教育课程体系，试行国家课程、地方课程和学校课程。改变课程过分强调学科体系、脱离时代和社会发展以及学生实际的状况。抓紧建立更新教学内容的机制，加强课程的综合性和实践性，重视实验课教学，培养学生实际操作能力。”本章将围绕着这些基本要求展开议论，提出有关创新教育课程改革，特别是教育、教学内容创新的若干观点。
一、课程内容面临严峻挑战
1986年，《中华人民共和国义务教育法》颁布后，我国首次构建了义务教育课程体系，倡导新的教育观念，传播新的课程思想，推动了基础教育课程改革的进程。但是，课程的发展是一个历史的范畴，必须随着时代的发展而变革。在大力弘扬创新精神、培养创新人才的新形势下，现在的基础教育课程体系已显得很不适应知识经济时代的需要，面临着严峻的挑战，课程改革势在必行。
在教育理论界，对于“课程是什么”的概念，目前尚存在着诸多纷争，甚至被人归纳为有6种不同类型定义，包括：课程即教学科目；课程是有计划的教学活动；课程即预期的学习结果；课程即学习经验；课程是社会文化的再生产；课程即社会改造。正如有学者指出，这“充分表明了课程这一概念与它在国外学术界仍处于未确定状态一样，也是我国教育学界中使用得多而定义最差的概念。”
以探讨创新教育为基本宗旨的论著，本章并不打算介入有关课程定义的争论。无论怎么讲，作为我国教育目的和培养目标的集中体现，教学内容及其体系构成，都是课程研究最基本的要素；而知识经济时代对当前基础教育课程改革最紧迫的要求，就是要尽快改造旧的课程体系，将人类社会中长期积累起来的，并在当代社会中急剧发展的知识技能和道德观念，转化为能被不同年龄学生所接受的课程体系、结构和内容。
联合国教科文组织编写的综合性教育论著《从现在到2000年教育内容发展的全球展望》，对教育内容做出如下界定：“教育内容这一概念是指一整套以教学计划的具体形式（课表和课程）存在的知识、技能、价值观念和行为。它们是根据各种学校规定的目的和目标而设计的。”教育内容，或者具体地说课程教学内容，在我国教育界传统上历来被视为学生习得的知识，而知识的传递则必须以教材为依据。事实上，我国自20世纪50年代初广泛引用前苏联凯洛夫主编的《教育学》以后几十年内，“教学内容”指的就是“教学计划、教学大纲和教科书”。联合国教科文组织编写的《教育技术用语词汇》里，将这些术语定义为：教学计划指的是“确定所要教授的专业内容，列出每种专业内容的教学课时，以及掌握知识的目录。”“教学大纲通常以指令性文字的形式出现。课程即指在某一特定学科或层次的学习的组织。课程设计的目的实际是确定学习的目标、内容、方法和教育设备。”
教学内容是学校向学生所传递的最基本的知识技能和价值观念，课程教学内容的取向和选择，体现了教育决策者、课程编制者和教学执行者共同的知识观和质量观，对学生的学习和成长具有决定性的影响作用。
在讨论课程内容创新之前，回顾一下70年前陶行知先生对那时课程内容最主要的载体——教材的批判，并与我国中小学现行课程教学内容作一些比较是很有启迪意义的。
陶先生曾以“中国教科书之总批评”为题，说过许多相当激愤的话语：
“我们试着把光绪年间出版的教科书和现在出版的教科书比较一下，可以看出一件惊人的事实。这事实便是三十年来，中国的教科书在枝节上虽有好些进步，但是在根本上是一点儿变化也没有。三十年前中国的教科书是以文字做中心，到现在中国的教科书还是以文字做中心。”
“教科书的根本意义毫未改变，现在和从前一样，教科书是认字的书、读文的书罢了。从农业文明渡到工业文明最重要的知识技能，无过于自然科学，没有真正驾驭自然势力的科学则农业文明必然破产，工业文明建不起来，那是多么危险的事啊！但是把通行的小学常识与初中自然拿来审查一番，您立刻发现它们只是科学的识字书，只是科学的论文书。这些书使您觉得读到胡子白也不能叫您得着丝毫驾驭自然的力量。”
“这些教科书并不教您在利用自然上认识自然，它们不教您试验，不教您创造。它们只能把您造成一个自然科学的书呆子。”
“它们教您识民权的字，不教您拿民权；教您读民主的书，不教您干民主的事。在这些书里您又可以看出编辑人引您开倒车开到义和团时代以前。他们不教小朋友在家里、校里、村里、市里去干一点小建设、小生产以立建国之基础，却教小孩子去治国平天下……”
时隔近70年再来聆听陶先生的教诲，我们同样惊讶地发现，“从工业文明渡到知识文明”之际，历史竟如此之相似。
● 相似点之一：教学内容缺乏对科学精神与人文精神的全面把握
陶行知先生认为当时的自然科学教材只是“科学的识字书”和“论文书”，指的就是科学课程内容只注重科学知识的罗列和科学事实的获取，而不注重对科学精神、科学态度和科学方法的理解和探究。的确，既使到现在，中小学科学课程在内容的取舍上，并没有把使学生真正了解“什么是现代科学”为重点来设计；一部分从事自然科学课程教学的教师也没有真正理解和把握现代科学和古代科学的差别。
被誉为继爱因斯坦以后最伟大的物理学家斯蒂芬·霍金认为，现代科学发端于伽利略。因为在伽利略以前，古代科学只是依靠哲学家的思辨；自伽利略开始，科学研究才把观测证据作为主要方法，认为它是从观测和实验的事实上升为科学观点和结论的过程，或者为了某种观点或结论寻找观测和实验证据的过程。也就是说，科学理论只能产生观测和实验之后而不是在它们之前。在形成了这种行为和思维模式后，现代科学才应运而生，并在近代逐步发展为人类社会第一生产力的地位。因此，目前我国中小学科学课程回避“什么是现代科学”和“科学家是如何工作和创新”这样一些重大命题，仅仅要求学生记忆一些科学事实，没有抓住科学教育的本质内容，也背离了科学课程设立的初衷。
在人文和社会课程中同样存在类似情况。实行多年的传统语文课程就是典型的实例，教条刻板地语法肢解和牵强性辨析，就连作为人生工具的写作和阅读，也在语文课程内容中被置于较次要的地位。不仅失落了对文学艺术的鉴赏感悟和人生体验，失落了情感陶冶和想像力的调动，更重要的是失落了人文精神的熏陶和培育。学校教育需要承担使儿童社会化和向下一代传递文化标准和文化价值的重要使命，而我们的人文、社会课程内容显然在某种程度上被异化。
● 相似点之二：将课程学习内容局限在以学科为中心的教材所提供的知识上。
陶行知先生提倡以生活为中心，反对以文字为中心的教科书，他认为：“文字中心之过在以文字当教育，以为除文字之外别无教育。”通观今天的以学科知识为中心的课程教材内容，其实并未挣脱这种以文字为中心的窠臼。
以学科知识为中心的课程教材，一是本能地坚持学科封闭、互不交叉的传统，学科之间的联系极差，教师从本学科内容系统完整出发，不可能自觉推动各种形式的跨学科教学，从而违背了现代科学综合化发展的大趋势。二是形成“千校一面，万人一书”的格局，课程缺乏多样性和适应性，缺少因地因校制宜的特色和个性；三是无法从社会经济和生活中不断汲取新的内容，造成学生不能及时获得最新知识。事实上，学生对现代科技前沿知识和价值观念（包括正确的或不正确的）的理解，都不是学校目前课程内容所能给予的，大量的信息来源于大众传媒和课外阅读，来源于非正规教育渠道。正如S.拉塞尔指出的那样：“学校教育内容与非正规教育内容之间的差距和交流的缺乏日趋严重，已成为学校的一个问题。 在校外获得的相当一部分信息极为多样化，缺乏内在联系，其价值也不尽相同，它们成为消极的储存物。另一部分有用的、现代的、适合学生兴趣的信息却很少被教师提到或利用。当两种信息出现矛盾时便更加令人担忧了。”
● 相似点之三：课程内容忽略学生创新精神和实践能力培养，对态度和技能学习重要性认识不足
无论是以文字为中心，还是以学科知识为中心，最大的弊端都是“不教您在利用自然上认识自然”，“不教您试验，不教您创造”。学生创新精神的培养必须与社会生活紧密结合，尤其必须强调联系学生生活、联系社会实际的学习环节，课程学习目标不仅需要包括知识技能，也应该蕴含思维能力与习惯、思想方法、意识、观念，以及态度、情感与价值观等等。从这个意义上讲，“教做合一”的晓庄学校，或许比我们现在某些重点中学的学习质量反而更胜一筹。
目前，国际教育界在教学内容确定的依据——课程目标优先选择的取向上出现了一些新的变化。按照传统惯例，确定教学内容的目标有三个不同的层次，依次是：（1）知识；（2）实用技术；（3）态度和技能——三种层次优先重视获取知识。今天，在信息量持续迅速增加和社会生活传播对教育内容影响日趋强烈的前提条件下，联合国教科文组织《从现在到2000年教育内容发展的全球展望》却指出：“如果把十分复杂多样的过程简化，我们就可以按照学校教育目标层次的颠倒形式表现出突出行为培养的新趋势。”这种新的目标三级层次依次为：（1）态度和技能；（2）实用技术；（3）知识——优先重视的是态度和技能。虽然新的三级目标层次绝不忽视在社会生活中越来越多的传播信息，它必须做到与科学自身的发展及其对社会和个人生活产生的作用协调一致，但是，目标的价值取向和优先顺序确实已出现了变化，因为“现在人们知道，具有坚实行为素养的人（关心变化和革新，有批判精神和团结精神，富于责任感和思想自主的人）更适合于学习和更新自己的专业和文化知识。他们在需要时知道如何通过图书馆和计算机获取新信息。行为和能力也是在掌握和实践知识的过程中形成的。”
针对课程和教学内容中存在的上述问题，最近，中国科学院院长路甬祥对我国的科学教育状况做过剖析和评价，我们认为，他的这些看法在原则上也符合科学教育之外其他课程的现实情况。路甬祥教授说，中国科学教育的弱点，在于过分注重于知识灌输，忽视科学精神、科学方法的培养；过于一统的教育管理模式抑制了学校的自主创新和竞争，限制了科学教育内容、方法与目标的多样性、创造性和灵活性；长期的计划经济环境，使中国缺乏对科学教育内容不断更新的强有力的社会竞争需求动因；改革开放和实行社会主义市场经济以后还未来得及建立起健全的、有效的社会对科学教育改革发展的评价和舆论反馈机制；还缺乏更加广泛深入的国际性科学教育交流与合作；校长、教师的科学素养及教育学、心理学素养有待进一步提高；自然科学、工程技术、社会科学、人文艺术存在人为分割和偏斜等等。
为此，我们有必要从当今时代人类文明进程的高度，认识课程教学内容更新的必然趋势，重点观照课程内容改革和创新中的几个问题。
二、人类文明进程与教学内容更新
一个时代有一个时代的课程和教材，教学内容必须随着时代的发展而不断地变化。学校课程作为社会文化的一个重要组成部分，既受科技进步、社会经济环境的制约，也因其传承和创新职能，反过来对科学技术和社会发展产生重大影响。正如布鲁姆所说，离开了社会背景，“课程争论的意义也就黯然失色……不顾教育过程的政治、经济和社会环境来论述教育理论的心理学家和教育家，是自甘浅薄，势必在社会上和教室里受到蔑视。”可惜的是，我国基础教育领域实施多年的课程设置，特别是教学内容的选择和取舍，基本上因袭工业化初期建立的学科体系，始终将学习重心放在20世纪初期之前人类创造的知识上，最新科技成果因无法在这种“系统化”的体系中找到应有的位置，很难被纳入教学内容之中，直到即将进入知识经济时代，也没有发生根本性的转变。对此，我们有必要以自然科学为例，依据人类文明进程和社会发展的相关背景，揭示我国基础教育课程内容陈旧、落后的现象。
通常，自然科学的课程内容概括的是历史积累起来的科技知识，而现代科技知识体系本身，在近几十年出现了许多重大的变化，至少反映在以下几个方面：
1、科学学科的核心知识在急剧变化与快速更新
自然科学史研究指出，自文艺复兴以来，人类历史上已经发生了三次科学革命。
第一次是16～18世纪近代科学的诞生以及技术革命，它们引发了启蒙运动和第一次工业革命；第二次是19世纪近代科学的全面发展和技术的重大发明，它们是第二次工业革命的知识源泉。在第一、二次科学革命影响下，科学呈现出空前的繁荣，各门学科的核心知识都相继出现了革命性的突破。
在天文学领域，1543年哥白尼发表著名的《天体运行论》，确立了天体学说的基础。布鲁诺继承和发展了这一学说，而伽利略通过望远镜观察证明了哥白尼的理论。在物理学领域，伽利略发现自由落体定律和运动迭加原理，提出速度、加速度和惯性等物理概念；牛顿则发现万有引力定律，并系统总结出三大运动定律，1687年，他出版《自然哲学的数学原理》，总结了当时包括力学、数学和天文学在内的伟大科学成就。在化学领域，自1661年波义尔提出化学元素概念后，拉瓦锡发现物质不灭定律，并于1789年出版了化学教科书《化学大纲》，使化学成为一门真正的科学；其后，道尔顿提出原子论，门捷列夫1869年发表第一张元素周期表，推动了19世纪化学革命兴起。在生物学领域，在17世纪初，哈维发现血液循环，胡克发现植物细胞，列文虎克发现原生动物和细菌，巴斯德的工作则奠定了微生物学的基础；其后，1735年林奈提出生物分类系统，1859年达尔文《物种起源》出版，正式确立了生物进化论，生物科学也获得一次伟大的突破；在此基础上，1866年孟德尔利用豌豆杂交，进一步揭示了生物的遗传规律。此外，数学作为促进科学进步的重要工具也得到长足的发展，17世纪中叶，笛卡尔和费尔马创立解析几何，牛顿和莱布尼茨独立发明微积分；18世纪数学家伯努利、欧拉、拉格朗日等人开拓了一系列数学分支；19世纪数学家不仅复兴了几何学、重建了微积分，而且使代数学获得巨大的进步。他们在科学领域获得的这些成就，经过后人按学科知识体系分类整理、完善并进行系统化编排之后，便构成了今天我们中小学数学、物理、化学、生物，乃至地理等学科的核心知识和主要的课程学习内容。
人们现在已经看到，自20世纪初开始启动的第三次科学革命，即现代科学革命和高新技术革命，不仅奠定了第三次工业革命和信息革命的基础，而且为知识经济时代的到来铺平了道路。这次革命比前两次意义更为深远，首先是物理革命，随后是天文学、地理学和生物学革命；伴随而至的，还有核能技术、航空航天技术、计算机和互联网络技术、生物技术和材料技术等等，共同构成了一场史无前例的知识革命。
20世纪初启动的物理革命，首先是爱因斯坦提出狭义相对论和广义相对论，否定了牛顿力学中绝对时空的基本概念；其次是普朗克提出量子理论，波尔、薛定鄂等科学家的工作完成了量子力学的构建，使人们对物质世界从宏观认识到微观认识都发生了质的改变。相对论和量子力学成为20世纪物理学的两大支柱，也奠定了现代天文学和原子物理学的科学基础。从宏观上看，在天文学领域里，1929年哈勃提出有关星系红移的哈勃定律；1948年伽莫夫提出宇宙起源的大爆炸模型，而在1964年彭齐亚斯等人观测到了宇宙大爆炸留下的背景辐射。在地理学领域，自1915年魏格纳在《海陆的起源》一书中提出大陆漂移学说后，赫斯用海底扩展理论、勒比雄用板块理论继续完善和丰富这一学说，从而加深了人们对自己赖以生存的地球的认识。从微观上看，20世纪初卢瑟福发现原子核和质子，并且成功实现了将一种元素转变为另一种元素；20世纪30年代后，泡利、查德威克等科学家陆续发现中子、正电子、介子、光子、中微子等基本粒子；1964年盖尔曼正式提出基本粒子结构的夸克模型，并被后人不断地修改完善。生物科学同样日新月异，不断揭示出生命现象的本质，其中分子生物学、遗传学的成就尤为突出。20世纪初，摩尔根初步建立基因遗传理论体系；1953年，沃森和克里克提出DNA分子双螺旋结构模型，分子生物学宣告诞生；1969年，64个遗传密码被破译，确立了生命遗传信息传递模式。20世纪90年代以后，影响深远的人类基因组计划正在解读人类全部遗传信息，并于2000年完成了草图绘制，战胜疾病、延缓衰老、改变遗传性状将不再是科幻小说描述的情景；1997年，维尔穆特首次以体细胞培育出克隆羊“多利”，基因工程也得到了大量的实际运用，生命现象已不再神秘。
总之，物质基本结构的夸克模型、地球地质构成的板块模型、宇宙起源的大爆炸模型和生物遗传物质DNA双螺旋结构模型等等，代表着20世纪中、后期在科学领域的最高成就和核心知识，是人类对自然和生命认识上的一次巨大的飞跃。与此同时，数学领域随之取得一系列成就，包括核心数学和应用数学，如运筹学、数理统计、模糊数学、计算数学和数理逻辑等等，新的数学原理和数学方法层出不穷。第三次科学革命浪潮还在继续向前推进，几乎彻底改变了人们对物理、化学、生物、天文、地学和数学等学科的传统概念。例如，尽管牛顿力学对引力的在我们的课程中似乎很精确，但在爱因斯坦看来，两个物体之间的相互作用并非牛顿所描述的那样直接产生引力，而是每个物体对周围的时间和空间产生影响，引力就是这种被影响了的时间和空间相互作用的结果，这样一来，牛顿力学对引力的解释就必须完全改写。在这种态势下，我国中小学领域延续多年、基本不变的自然科学类课程内容，由于无法及时向学生传递这些新的科学原理，知识陈旧和老化问题早就引起了诸多科学家和有识之士极大的忧虑。
2、高新技术革命是第三次科学革命的显著特点之一
与前两次科学革命相比，第三次科学革命的另一个显著特点，就是伴随而至的高新技术革命。现代科学转变为技术和技术转化为商品的周期缩短，科学、技术和生产一体化的格局，促成了全世界高新技术产业的迅猛发展。高新技术是建立在现代科学理论或最新科学突破基础上，具有高扩散性和高附加值的知识密集性尖端技术。目前主要集中在几个关键领域，如信息技术、生物技术、自动化技术、激光技术、材料技术、能源技术、环境技术、先进制造技术和航空航天技术等。其中以信息技术对人们生产生活的影响尤为重要，信息技术革命就像原子核裂变的链式反应那样迅速“爆炸”，几乎渗透到一切领域，对人类文明进程的影响是不可估量的。
我们已经知道，知识经济时代的物质前提就是信息技术。信息技术革命指的是信息技术、信息传播、信息获取和信息应用等系列重大进步带来的世界经济、社会、生产和生活方式的巨大变化。有人认为，信息技术革命至今已经发生过两次：第一次以个人电脑、微处理器和软件为代表，解决了信息的海量储存和高速处理问题；第二次信息技术革命以网络技术、通讯技术、多媒体技术和虚拟现实技术为代表，解决了信息传播和处理的全息集成问题，使人类的生活空间从物理空间扩展到电脑网络虚拟空间，即“赛伯空间”。在不久的将来，还会发生第三次信息技术革命，将要解决人脑与机器的全自动信息对接、信息交换和互动问题，为真正意义上的学习革命打下技术基础，使人类社会步入知识文明时代的成熟期。
无论怎样讲，高新技术革命将使“技术”本身，在即将到来的21世纪获得前所未有的地位，技术教育比任何时代都更显得更为重要。早在1985年，美国就启动了著名的基础教育课程改革《2061计划》，站在战略性的高度上，针对从幼儿园到高中阶段的技术教育问题，提出了一系列重大改革举措，代表着美国基础教育课程改革的趋势。
《2061计划》是美国促进科学协会联合美国科学院、联邦教育部等12个机构，制定的一项面向21世纪的中小学课程改革工程。由于2061年哈雷慧星将再次临近地球，这项改革的目标就是使当今儿童能适应那个时期科学技术和社会生活的急剧变化，所以取名为“2061计划”。在该计划第一阶段技术专家小组报告里，针对技术教育问题提出了一系列重要的观点，这里不妨摘录几段精辟的论述：
“这篇报告中所提出的建议的意义远远超出现有学校课程中增加一点点技术，而在于这些建议将成为美国教育一次重大改革的内容基础。通过整个的学习过程来反映技术已渗进我们的生活，而且广泛采用从简单的实验经验到研究社会经济效益等方法。”
“技术不同于科学，科学的作用在于理解，技术的作用在于做、制造和实施。科学原理，无论是否被发现，都是构成技术的基础。虽然技术的基础是科学，技术常常领先于甚至孕育着科学发现。”
“技术就是运用知识、工具和技能解决实际问题，扩展人的能力。技术最贴切的描述是一种过程，但是更普遍为人所知的还是它的产品及其社会效益。技术通过科学发现而发展，通过工程设计而成型。它由发明者和设计者构想产生，通过企业家的工作变成成果，由社会来推行和利用，但它有时令人难以觉察地就进入到社会体制中并常常以难以预见的方式带来许多变化。”
“技术的介绍应当从描述开始，接着采取实验和亲身体验的方法，而且这一切都应随着从幼儿园到第12年级而不断增加其深度和学生的参与活动。”
“青年人完成高级中学学业时，应当充分认识到，他们将在其一生中，在不断变化的基础上遇到技术问题。但是，只长期积累知识仍然不够，他们还应当知道技术的意义，技术为何物，以及如何加以利用。最终每一个这样的人都将在一定程度上成为一个技师，以准备投入到一个高度技术化的世界中去。”
对照我国基础教育的情况分析，我国中小学生目前主要通过开设“劳动技术课”，学习一些生产、生活中的简单劳动技能，但与其他课程存在着“两张皮”的关系，技术教育并没有在科学课程中得到应该的重视。对此，桑新民教授最近撰文指出，劳动技术教育应该是“德智体美劳”五育之整合。“科学教育培养的是认识能力，而技术教育培养的是创造性实践能力，后者显然要以前者为基础，但却是前者的综合与创造性运用，因而后者要比前者复杂得多。”劳动技术教育必须结合于其他课程（自然科学和人文科学课程）中，需要强化劳动技术教育的战略地位。因此，“从理论和实践的结合上深入探讨劳动技术教育的实质、内在结构及其在五育中的地位，并由此调整我国基础教育的目标模式、课程标准、教学计划及相应的考核评价体系，这对于我国九十年代教育实践和理论的改革发展具有十分重要的战略意义，并将对我国21世纪的国民素质产生极为深远的影响。”
3、综合化方向是科学技术发展的大趋势
科学学科的形成大约在二、三百年前，它是社会分工在科学领域的必然结果。自然科学通常被划分为六大学科，即数学、物理、化学、天文、地理、生物，从而形成了基础教育历来以物理、化学、生物、地理等分科方式来实现科学教育目标的格局。
然而，由于科学学科本身的发展和变化，事实上，现在已经找不到一种纯粹的化学变化或物理变化，水从气态变成液体时，产生许多氢键，同时具有物理变化和化学变化双重性质。在分子问题中，化学和物理几乎都在协同发挥作用。分子最初是哲学家设想的用机械方法分解的最小单位，这种概念目前已经过时，分子更确切地应该表述为“可以用量子力学来处理的物质系统”。从这种新定义出发，原来的物理、化学、生物，以及天文、地学的一部分，都可以合并为一门新的基础科学枣分子科学。科学界人士提出，学科的重新分类有利于人才的培养，他们认为：“我国的教学计划不能再用老一套，将物理、化学、生物分开，必须集合在分子科学的旗下。所有学生都应有一定的数学基础，实验和理论计算也要有一定的训练，但可以有重点地让学生选择。也就是说，学生必须具备宽泛的基础和对科学的发展的正确认识，才能适应学科新而快的发展。站得高，看得远，并具有发展的基础。”
现代科学的另一个重要特征是整体化、综合性的趋势越来越显露。一些边缘学科、交叉学科、横断学科，以及以具有普遍性整体性为研究对象的一系列综合性学科发展迅速。如信息论、系统论、控制论、耗散结构理论、协同学、超循环论、突变论、混沌理论等等。近几十年来，仅经济学就衍生出几十个交叉学科，如工业经济学、农业经济学、商业经济学、交通运输经济学、建筑经济学、旅游经济学等等。传统教育学中也衍生出教育社会学、教育经济学、教育技术学、教育传播学、教育生态学等许多分支交叉学科。此外，传统科学向应用方向分化的趋势也日益明显。例如，哲学主动地与其他学科相结合，形成了科学哲学、技术哲学、历史哲学、人生哲学、教育哲学、信息哲学、市场哲学等等。
科学的变革揭示了事物之间的普遍联系，打破了各学科之间壁垒分明的界限，也为社会科学与自然科学更加紧密地联盟创造了条件。?/cn>
参考资料：21世纪中国课程研究和改革发展（一） 薛业忠
㈣ 吴岩的科幻文学相关科研与活动
1991.2—2001.2 在北京师范大学开设本科课程“科幻阅读与研究”课程，在当时为全国惟一
2003.9—至今 在北京师范大学文学院现当代文学中开设科幻方向，招收研究生，至今为全国惟一。毕业的人才在传媒、教育公司和中小学学校任职
2003.9—至今 在北京师范大学文学院开设科幻文学理论研究、中西科幻的比较研究、科幻名著选读等研究生课程
2004.5 组织香港和内地科幻作家在北京师范大学召开“科幻与后现代学术研讨会”
2004-至今 主持国家社会科学基金项目“科幻文学的理论和体系建设”（人民币7万），这是国家社科基金至今惟一的科幻项目。拟出版科幻理论专著15本。目前已经出版8本，包括《科幻文学概论》、《科幻文学入门》、《亲历中国科幻—郑文光评传》、《现代性与中国科幻文学》、《科幻、后现代、后人类—香港科幻论文精选》和《在经典和人类的旁边—台湾科幻论文精选》、《科幻文学的理论和学科体系建设》、《西方科幻文论精选》等。
2005.8 组织美国宇航局航天专家和内地作家在北京科学技术协会召开“想象力、创造力与科幻研讨会”
2006.10-2007.8 参与中国科学技术协会“科幻与民族自主创新”，为该项目主要设计者和执行者。
2007.8 组织美国科幻研究会、科幻作家协会和内地作家在北京师范大学召开“2007中美科幻峰会”。
2008.2 在北师大文学院召集国内各领域专家召开“多丽丝·莱辛科幻小说学术研讨会”。
2009.6 在北京中关村第四小学组织召开“张之路幻想作品研讨会”。
与他人一起创建世界华人科幻协会并颁发第一届“华语科幻星云奖”。
㈤ 综合实践课要研究的课题
提供一些综合实践课的参考研究课题，供参考。 数学研究性学习课题 1、银行存款利息和利税的调查 2、气象学中的数学应用问题 3、如何开发解题智慧 4、 购房贷款决策问题 5、 有关房子粉刷（装修）的预算 6、 日常生活中的悖论问题 7、 关于数学知识在物理上的应用探索 8、 黄金数的广泛应用 9、 余弦定理在日常生活中的应用 10、股票（基金）投资中的数学 11、环境规划与数学 12、数学的发展历史 13、以“养老金”问题谈起 14、中国体育彩票中的数学问题 15、解答应用题的思维方法 16、中国电脑福利彩票中的数学问题 17、如何安置军事侦察卫星 18、丈量教学楼 19、如何存款最合算 20、哪家超市最便宜 21、数学中的黄金分割 22、通讯网络收费调查统计 23、计算器对运算能力影响 24、数学灵感的培养 25、二次函数图象特点应用 26、购房贷款决策问题 政治课研究性学习课题 1、对钱的看法 2、对公交车上某一现象的探究 3、各超市物品的价格 4、调查本市部分商店的服务情况及发展前景 5、对某一侵权行为的解析 6、加入WTO对本市经济发展的影响 7、对汽车超载问题的调查研究 8、农村家庭消费结构变化的思考 9、关于假货问题的思考 10、中学生与网络世界 11、中学生成为教学（学习）主人问题探究 12、人与自然（经济与环境） 13、中学生人生价值（人际关系、社会公德） 14、学生的劳动观（家庭、学校、劳动状况） 15、中学生的消费状况 16、金钱与人生 17、知与行（终身学习等） 18、中学生心理承受能力研究 语文研究性学习课题 1、剖析赵本山小品的艺术风格 2、校园设计之我见 3、关注青少年上网聊天 4、扬州市的建筑风格 5、诗词雅韵 6、珍爱生命，远离毒品 7、大话《三国》 8、撩开图书馆神秘面纱 9、80年代新生活调查 10、 被遗弃的角落 11、中外科幻文学的发展 12、有关低龄出书的思考 13、我们生活中的广告 14、广场文化 15、书店管理与图书馆规划 16、怎样评价林黛玉与薛宝钗 17、古典小说与武侠小说的历史背景及文学考究对现实生活的影响 18、广告的昨天、今天、明天
㈥ 语文研究性学习方案
2007暑假语文学习活动方案 (类似格式，仅供参考）
亲爱的同学们：
暑假就要开始了，为了让大家度过一个愉快而充实的暑假，老师特地为你们设计如下的语文学习活动，就由此开始我们的暑假语文学习之旅吧……
一、制订暑假语文学习活动计划
同学们，漫漫假日，我们不妨先为自己制订一份《暑假语文学习活动计划》，然后有计划、有步骤的实施，在玩中学习，在学习中玩，做到劳逸结合，如何？在制订计划时同学们要注意安排好漫长暑假的整体计划、目标和每周、每日的短时计划。另外在计划中同学要明确暑假语文学习的方向和目标。
二、在阅读中学习和生活
古人云：“开卷有益”，阅读可以让我们更好的了解社会、世界、宇宙。或许翻开每一页的书卷，闻着书香，我们的心灵会得到一次次的升华和净化，老师为同学们推荐了以下的书目和报刊杂志，希望能伴随着同学们快乐的度过暑假的每一天。请同学们在阅读的过程中做好读书笔记。
1、推荐的书目：
《红楼梦》曹雪芹、《聊斋志异》蒲松龄、《朝花夕拾》鲁迅、《一千零一夜》纳训译、《昆虫的故事》法布尔、《堂?吉诃德》塞万提斯、《三国演义》罗贯中、《呐喊》鲁迅、《子夜》矛盾、《家》巴金、《雷雨》曹禺、《围城》钱钟书、《老人与海》海明威、《巴黎圣母院》雨果、《鲁滨孙这漂流记》笛福、《名人传》罗曼?罗兰、《科学的历程》吴国盛、《安徒生童话全集》安徒生、《爱的教育》亚米契斯。
2、推荐的报刊杂志：
《中国青年报》、《温州日报》、《温州晚报》、《青年文摘》、《演讲与口才》、《微型小说选刊》、《小小说选刊》、《读者》、《散文百家》、《知识文库》、《男生女生》、《奥秘》、《科幻世界》、《意林》。
二、感悟生活，我手写我心
写作使我们的生活更美丽。请同学们在暑假里完成以下几篇作文。
1、写一篇读书心得；
2、写一篇影视评论；
3、自由作文二篇。
（1）内容宽泛，天文地理、时事政治、军事体育、自然环保、动物风景、社会现象、家庭生活、友情艺术、心灵感受……皆可入文。
（2）体裁不限，诗歌除外；
（3）自拟题目；
（4）字数不少于500字。
三、研究性学习
学习的关键在于学会合作，学会探究；在探究中学习和超越。老师为同学准备了以下几个研究性学习课题，请同学们自行组合小组，任选一个课题，完成资料的收集和内容的探究。
课题参考：
课题一：金庸武侠小说与中国传统文化探究。
课题二：唐诗宋词中有关“月”的意象的研究。。
课题三：有关苍南乡土文化的调查及研究。
课题四：有关碗窑历史的调查研究。
四、收看电视，打开我们的另一扇视野
炎炎夏日，在家中收看电视是同学们不可缺少的节目，有节制的收看电视可以开阔我们的视野，增长我们的见识，老师为同学们推荐以下的电视节目，但是请同学们有所选择观看电视节目，注意保护视力。
推荐栏目：
中央一台：《新闻联播》、《新闻30分》、《新闻调查》、《三星智力快车》（周日9：20）、《今日说法》、《开心辞典》、《实话实说》、《国际时讯》、《金苹果》（周六16：10）；
中央二台：《幸运52》、《对话》、《第二起跑线》；
中央三台：《同一首歌》（周五19：35）、《艺术人生》（周五21点30分）；
中央五台：《体育世界》、《NBA赛场》（周五7：30）、《电子竞技场》（周六12：00）；
中央六台：电影频道的相关电影
中央十台：《科技博览》、《探索?发现》；
地方台：
（1） 黑龙江台：《新闻夜航》、《小天鹅》、《开心擂台》；
（2） 湖南卫士：《娱乐无极限》、《快乐大本营》（周六8：30）、《音乐不断》（周一至周日中午12：30）；
（4）东南电视台：《开心100》
五、参与社会实践活动，锻炼自我
学习离不开实践，没有实践的学习是脱离实际的学习，是苍白的学习。为此，老师为同学们设计了以下暑假社会实践活动，请同学们踊跃参与，并写下相关的报告和调查。
1、设计一次采访活动；
2、有条件外出旅游一次（在父母带领下）；
3、参加一次公益活动；
4、邀请同学或朋友到家做客；
5、进行一次社会调查，完成调查报告（参考题目：有关我班级学生家庭藏书情况调查；中学生出入网吧情况调查；中学生日常消费情况调查等等）
六、学做家务，学会劳动
你会做家务吗？利用暑假，学着做家务，给父母一个惊喜。以下是老师为同学们设计的家务活动，请同学们动手试一试。
1、学做一种烹调；
2、学做家务；
3、构思并实施“给父母一个惊喜”的活动；
七、为暑假语文学习之旅画上句号
漫长的暑假即将结束，同学们应该为我们的暑假语文学习之旅画上一个完美的句号了。开学后，请大家交一份“暑假学习活动”的实施报告。需将有关内容装订成册，要有封面和目录，内容包括《暑假语文学习活动计划》一份、作文四篇、读书笔记十篇、游记一篇、采访稿一份、研究性学习总结一份、社会调查报告一份。开学后将在班级里进行优秀“暑假学习活动实施报告”成果展示。
希望同学们积极参与活动中来，祝同学们暑假愉快，多有收获。
暑假作业应怎样布置，已经越来越多的引起有关人士的关注。我想，暑假语文作业不应该仅仅只是书面作业，应该更多的是关注学生的动手，参与实践能力，应该更多的让学走出书本，走向生活、走向社会，在生活、社会中学习语文，从实践中学习语文。应该引导学生由课内知识向课外延伸转变，由重结果向重过程转变，由被动接受向自由探究转变。应该让作业不再仅仅是作业，应该使学生感到这是自己的一份成果，让他们体验自己成功的喜悦
㈦ 小学数学新课程教学的侧重点
课程问题在任何国家教育体系中都处于中心地位，它集中体现了一个国家的教育要求，也是创新教育研究与实验必须探讨的核心问题之一。随着中国基础教育新一轮课程教材改革的发动和实施，课程创新的历史使命已成为当前我国教育界人人关注的又一个焦点。
《中共中央国务院关于深化教育改革全面推进素质教育的决定》明确指出：“调整和改革课程体系、结构和内容，建立新的基础教育课程体系，试行国家课程、地方课程和学校课程。改变课程过分强调学科体系、脱离时代和社会发展以及学生实际的状况。抓紧建立更新教学内容的机制，加强课程的综合性和实践性，重视实验课教学，培养学生实际操作能力。”本章将围绕着这些基本要求展开议论，提出有关创新教育课程改革，特别是教育、教学内容创新的若干观点。
一、课程内容面临严峻挑战
1986年，《中华人民共和国义务教育法》颁布后，我国首次构建了义务教育课程体系，倡导新的教育观念，传播新的课程思想，推动了基础教育课程改革的进程。但是，课程的发展是一个历史的范畴，必须随着时代的发展而变革。在大力弘扬创新精神、培养创新人才的新形势下，现在的基础教育课程体系已显得很不适应知识经济时代的需要，面临着严峻的挑战，课程改革势在必行。
在教育理论界，对于“课程是什么”的概念，目前尚存在着诸多纷争，甚至被人归纳为有6种不同类型定义，包括：课程即教学科目；课程是有计划的教学活动；课程即预期的学习结果；课程即学习经验；课程是社会文化的再生产；课程即社会改造。正如有学者指出，这“充分表明了课程这一概念与它在国外学术界仍处于未确定状态一样，也是我国教育学界中使用得多而定义最差的概念。”
以探讨创新教育为基本宗旨的论著，本章并不打算介入有关课程定义的争论。无论怎么讲，作为我国教育目的和培养目标的集中体现，教学内容及其体系构成，都是课程研究最基本的要素；而知识经济时代对当前基础教育课程改革最紧迫的要求，就是要尽快改造旧的课程体系，将人类社会中长期积累起来的，并在当代社会中急剧发展的知识技能和道德观念，转化为能被不同年龄学生所接受的课程体系、结构和内容。
联合国教科文组织编写的综合性教育论著《从现在到2000年教育内容发展的全球展望》，对教育内容做出如下界定：“教育内容这一概念是指一整套以教学计划的具体形式（课表和课程）存在的知识、技能、价值观念和行为。它们是根据各种学校规定的目的和目标而设计的。”教育内容，或者具体地说课程教学内容，在我国教育界传统上历来被视为学生习得的知识，而知识的传递则必须以教材为依据。事实上，我国自20世纪50年代初广泛引用前苏联凯洛夫主编的《教育学》以后几十年内，“教学内容”指的就是“教学计划、教学大纲和教科书”。联合国教科文组织编写的《教育技术用语词汇》里，将这些术语定义为：教学计划指的是“确定所要教授的专业内容，列出每种专业内容的教学课时，以及掌握知识的目录。”“教学大纲通常以指令性文字的形式出现。课程即指在某一特定学科或层次的学习的组织。课程设计的目的实际是确定学习的目标、内容、方法和教育设备。”
教学内容是学校向学生所传递的最基本的知识技能和价值观念，课程教学内容的取向和选择，体现了教育决策者、课程编制者和教学执行者共同的知识观和质量观，对学生的学习和成长具有决定性的影响作用。
在讨论课程内容创新之前，回顾一下70年前陶行知先生对那时课程内容最主要的载体——教材的批判，并与我国中小学现行课程教学内容作一些比较是很有启迪意义的。
陶先生曾以“中国教科书之总批评”为题，说过许多相当激愤的话语：
“我们试着把光绪年间出版的教科书和现在出版的教科书比较一下，可以看出一件惊人的事实。这事实便是三十年来，中国的教科书在枝节上虽有好些进步，但是在根本上是一点儿变化也没有。三十年前中国的教科书是以文字做中心，到现在中国的教科书还是以文字做中心。”
“教科书的根本意义毫未改变，现在和从前一样，教科书是认字的书、读文的书罢了。从农业文明渡到工业文明最重要的知识技能，无过于自然科学，没有真正驾驭自然势力的科学则农业文明必然破产，工业文明建不起来，那是多么危险的事啊！但是把通行的小学常识与初中自然拿来审查一番，您立刻发现它们只是科学的识字书，只是科学的论文书。这些书使您觉得读到胡子白也不能叫您得着丝毫驾驭自然的力量。”
“这些教科书并不教您在利用自然上认识自然，它们不教您试验，不教您创造。它们只能把您造成一个自然科学的书呆子。”
“它们教您识民权的字，不教您拿民权；教您读民主的书，不教您干民主的事。在这些书里您又可以看出编辑人引您开倒车开到义和团时代以前。他们不教小朋友在家里、校里、村里、市里去干一点小建设、小生产以立建国之基础，却教小孩子去治国平天下……”
时隔近70年再来聆听陶先生的教诲，我们同样惊讶地发现，“从工业文明渡到知识文明”之际，历史竟如此之相似。
● 相似点之一：教学内容缺乏对科学精神与人文精神的全面把握
陶行知先生认为当时的自然科学教材只是“科学的识字书”和“论文书”，指的就是科学课程内容只注重科学知识的罗列和科学事实的获取，而不注重对科学精神、科学态度和科学方法的理解和探究。的确，既使到现在，中小学科学课程在内容的取舍上，并没有把使学生真正了解“什么是现代科学”为重点来设计；一部分从事自然科学课程教学的教师也没有真正理解和把握现代科学和古代科学的差别。
被誉为继爱因斯坦以后最伟大的物理学家斯蒂芬·霍金认为，现代科学发端于伽利略。因为在伽利略以前，古代科学只是依靠哲学家的思辨；自伽利略开始，科学研究才把观测证据作为主要方法，认为它是从观测和实验的事实上升为科学观点和结论的过程，或者为了某种观点或结论寻找观测和实验证据的过程。也就是说，科学理论只能产生观测和实验之后而不是在它们之前。在形成了这种行为和思维模式后，现代科学才应运而生，并在近代逐步发展为人类社会第一生产力的地位。因此，目前我国中小学科学课程回避“什么是现代科学”和“科学家是如何工作和创新”这样一些重大命题，仅仅要求学生记忆一些科学事实，没有抓住科学教育的本质内容，也背离了科学课程设立的初衷。
在人文和社会课程中同样存在类似情况。实行多年的传统语文课程就是典型的实例，教条刻板地语法肢解和牵强性辨析，就连作为人生工具的写作和阅读，也在语文课程内容中被置于较次要的地位。不仅失落了对文学艺术的鉴赏感悟和人生体验，失落了情感陶冶和想像力的调动，更重要的是失落了人文精神的熏陶和培育。学校教育需要承担使儿童社会化和向下一代传递文化标准和文化价值的重要使命，而我们的人文、社会课程内容显然在某种程度上被异化。
● 相似点之二：将课程学习内容局限在以学科为中心的教材所提供的知识上。
陶行知先生提倡以生活为中心，反对以文字为中心的教科书，他认为：“文字中心之过在以文字当教育，以为除文字之外别无教育。”通观今天的以学科知识为中心的课程教材内容，其实并未挣脱这种以文字为中心的窠臼。
以学科知识为中心的课程教材，一是本能地坚持学科封闭、互不交叉的传统，学科之间的联系极差，教师从本学科内容系统完整出发，不可能自觉推动各种形式的跨学科教学，从而违背了现代科学综合化发展的大趋势。二是形成“千校一面，万人一书”的格局，课程缺乏多样性和适应性，缺少因地因校制宜的特色和个性；三是无法从社会经济和生活中不断汲取新的内容，造成学生不能及时获得最新知识。事实上，学生对现代科技前沿知识和价值观念（包括正确的或不正确的）的理解，都不是学校目前课程内容所能给予的，大量的信息来源于大众传媒和课外阅读，来源于非正规教育渠道。正如S.拉塞尔指出的那样：“学校教育内容与非正规教育内容之间的差距和交流的缺乏日趋严重，已成为学校的一个问题。 在校外获得的相当一部分信息极为多样化，缺乏内在联系，其价值也不尽相同，它们成为消极的储存物。另一部分有用的、现代的、适合学生兴趣的信息却很少被教师提到或利用。当两种信息出现矛盾时便更加令人担忧了。”
● 相似点之三：课程内容忽略学生创新精神和实践能力培养，对态度和技能学习重要性认识不足
无论是以文字为中心，还是以学科知识为中心，最大的弊端都是“不教您在利用自然上认识自然”，“不教您试验，不教您创造”。学生创新精神的培养必须与社会生活紧密结合，尤其必须强调联系学生生活、联系社会实际的学习环节，课程学习目标不仅需要包括知识技能，也应该蕴含思维能力与习惯、思想方法、意识、观念，以及态度、情感与价值观等等。从这个意义上讲，“教做合一”的晓庄学校，或许比我们现在某些重点中学的学习质量反而更胜一筹。
目前，国际教育界在教学内容确定的依据——课程目标优先选择的取向上出现了一些新的变化。按照传统惯例，确定教学内容的目标有三个不同的层次，依次是：（1）知识；（2）实用技术；（3）态度和技能——三种层次优先重视获取知识。今天，在信息量持续迅速增加和社会生活传播对教育内容影响日趋强烈的前提条件下，联合国教科文组织《从现在到2000年教育内容发展的全球展望》却指出：“如果把十分复杂多样的过程简化，我们就可以按照学校教育目标层次的颠倒形式表现出突出行为培养的新趋势。”这种新的目标三级层次依次为：（1）态度和技能；（2）实用技术；（3）知识——优先重视的是态度和技能。虽然新的三级目标层次绝不忽视在社会生活中越来越多的传播信息，它必须做到与科学自身的发展及其对社会和个人生活产生的作用协调一致，但是，目标的价值取向和优先顺序确实已出现了变化，因为“现在人们知道，具有坚实行为素养的人（关心变化和革新，有批判精神和团结精神，富于责任感和思想自主的人）更适合于学习和更新自己的专业和文化知识。他们在需要时知道如何通过图书馆和计算机获取新信息。行为和能力也是在掌握和实践知识的过程中形成的。”
针对课程和教学内容中存在的上述问题，最近，中国科学院院长路甬祥对我国的科学教育状况做过剖析和评价，我们认为，他的这些看法在原则上也符合科学教育之外其他课程的现实情况。路甬祥教授说，中国科学教育的弱点，在于过分注重于知识灌输，忽视科学精神、科学方法的培养；过于一统的教育管理模式抑制了学校的自主创新和竞争，限制了科学教育内容、方法与目标的多样性、创造性和灵活性；长期的计划经济环境，使中国缺乏对科学教育内容不断更新的强有力的社会竞争需求动因；改革开放和实行社会主义市场经济以后还未来得及建立起健全的、有效的社会对科学教育改革发展的评价和舆论反馈机制；还缺乏更加广泛深入的国际性科学教育交流与合作；校长、教师的科学素养及教育学、心理学素养有待进一步提高；自然科学、工程技术、社会科学、人文艺术存在人为分割和偏斜等等。
为此，我们有必要从当今时代人类文明进程的高度，认识课程教学内容更新的必然趋势，重点观照课程内容改革和创新中的几个问题。
二、人类文明进程与教学内容更新
一个时代有一个时代的课程和教材，教学内容必须随着时代的发展而不断地变化。学校课程作为社会文化的一个重要组成部分，既受科技进步、社会经济环境的制约，也因其传承和创新职能，反过来对科学技术和社会发展产生重大影响。正如布鲁姆所说，离开了社会背景，“课程争论的意义也就黯然失色……不顾教育过程的政治、经济和社会环境来论述教育理论的心理学家和教育家，是自甘浅薄，势必在社会上和教室里受到蔑视。”可惜的是，我国基础教育领域实施多年的课程设置，特别是教学内容的选择和取舍，基本上因袭工业化初期建立的学科体系，始终将学习重心放在20世纪初期之前人类创造的知识上，最新科技成果因无法在这种“系统化”的体系中找到应有的位置，很难被纳入教学内容之中，直到即将进入知识经济时代，也没有发生根本性的转变。对此，我们有必要以自然科学为例，依据人类文明进程和社会发展的相关背景，揭示我国基础教育课程内容陈旧、落后的现象。
通常，自然科学的课程内容概括的是历史积累起来的科技知识，而现代科技知识体系本身，在近几十年出现了许多重大的变化，至少反映在以下几个方面：
1、科学学科的核心知识在急剧变化与快速更新
自然科学史研究指出，自文艺复兴以来，人类历史上已经发生了三次科学革命。
第一次是16～18世纪近代科学的诞生以及技术革命，它们引发了启蒙运动和第一次工业革命；第二次是19世纪近代科学的全面发展和技术的重大发明，它们是第二次工业革命的知识源泉。在第一、二次科学革命影响下，科学呈现出空前的繁荣，各门学科的核心知识都相继出现了革命性的突破。
在天文学领域，1543年哥白尼发表著名的《天体运行论》，确立了天体学说的基础。布鲁诺继承和发展了这一学说，而伽利略通过望远镜观察证明了哥白尼的理论。在物理学领域，伽利略发现自由落体定律和运动迭加原理，提出速度、加速度和惯性等物理概念；牛顿则发现万有引力定律，并系统总结出三大运动定律，1687年，他出版《自然哲学的数学原理》，总结了当时包括力学、数学和天文学在内的伟大科学成就。在化学领域，自1661年波义尔提出化学元素概念后，拉瓦锡发现物质不灭定律，并于1789年出版了化学教科书《化学大纲》，使化学成为一门真正的科学；其后，道尔顿提出原子论，门捷列夫1869年发表第一张元素周期表，推动了19世纪化学革命兴起。在生物学领域，在17世纪初，哈维发现血液循环，胡克发现植物细胞，列文虎克发现原生动物和细菌，巴斯德的工作则奠定了微生物学的基础；其后，1735年林奈提出生物分类系统，1859年达尔文《物种起源》出版，正式确立了生物进化论，生物科学也获得一次伟大的突破；在此基础上，1866年孟德尔利用豌豆杂交，进一步揭示了生物的遗传规律。此外，数学作为促进科学进步的重要工具也得到长足的发展，17世纪中叶，笛卡尔和费尔马创立解析几何，牛顿和莱布尼茨独立发明微积分；18世纪数学家伯努利、欧拉、拉格朗日等人开拓了一系列数学分支；19世纪数学家不仅复兴了几何学、重建了微积分，而且使代数学获得巨大的进步。他们在科学领域获得的这些成就，经过后人按学科知识体系分类整理、完善并进行系统化编排之后，便构成了今天我们中小学数学、物理、化学、生物，乃至地理等学科的核心知识和主要的课程学习内容。
人们现在已经看到，自20世纪初开始启动的第三次科学革命，即现代科学革命和高新技术革命，不仅奠定了第三次工业革命和信息革命的基础，而且为知识经济时代的到来铺平了道路。这次革命比前两次意义更为深远，首先是物理革命，随后是天文学、地理学和生物学革命；伴随而至的，还有核能技术、航空航天技术、计算机和互联网络技术、生物技术和材料技术等等，共同构成了一场史无前例的知识革命。
20世纪初启动的物理革命，首先是爱因斯坦提出狭义相对论和广义相对论，否定了牛顿力学中绝对时空的基本概念；其次是普朗克提出量子理论，波尔、薛定鄂等科学家的工作完成了量子力学的构建，使人们对物质世界从宏观认识到微观认识都发生了质的改变。相对论和量子力学成为20世纪物理学的两大支柱，也奠定了现代天文学和原子物理学的科学基础。从宏观上看，在天文学领域里，1929年哈勃提出有关星系红移的哈勃定律；1948年伽莫夫提出宇宙起源的大爆炸模型，而在1964年彭齐亚斯等人观测到了宇宙大爆炸留下的背景辐射。在地理学领域，自1915年魏格纳在《海陆的起源》一书中提出大陆漂移学说后，赫斯用海底扩展理论、勒比雄用板块理论继续完善和丰富这一学说，从而加深了人们对自己赖以生存的地球的认识。从微观上看，20世纪初卢瑟福发现原子核和质子，并且成功实现了将一种元素转变为另一种元素；20世纪30年代后，泡利、查德威克等科学家陆续发现中子、正电子、介子、光子、中微子等基本粒子；1964年盖尔曼正式提出基本粒子结构的夸克模型，并被后人不断地修改完善。生物科学同样日新月异，不断揭示出生命现象的本质，其中分子生物学、遗传学的成就尤为突出。20世纪初，摩尔根初步建立基因遗传理论体系；1953年，沃森和克里克提出DNA分子双螺旋结构模型，分子生物学宣告诞生；1969年，64个遗传密码被破译，确立了生命遗传信息传递模式。20世纪90年代以后，影响深远的人类基因组计划正在解读人类全部遗传信息，并于2000年完成了草图绘制，战胜疾病、延缓衰老、改变遗传性状将不再是科幻小说描述的情景；1997年，维尔穆特首次以体细胞培育出克隆羊“多利”，基因工程也得到了大量的实际运用，生命现象已不再神秘。
总之，物质基本结构的夸克模型、地球地质构成的板块模型、宇宙起源的大爆炸模型和生物遗传物质DNA双螺旋结构模型等等，代表着20世纪中、后期在科学领域的最高成就和核心知识，是人类对自然和生命认识上的一次巨大的飞跃。与此同时，数学领域随之取得一系列成就，包括核心数学和应用数学，如运筹学、数理统计、模糊数学、计算数学和数理逻辑等等，新的数学原理和数学方法层出不穷。第三次科学革命浪潮还在继续向前推进，几乎彻底改变了人们对物理、化学、生物、天文、地学和数学等学科的传统概念。例如，尽管牛顿力学对引力的在我们的课程中似乎很精确，但在爱因斯坦看来，两个物体之间的相互作用并非牛顿所描述的那样直接产生引力，而是每个物体对周围的时间和空间产生影响，引力就是这种被影响了的时间和空间相互作用的结果，这样一来，牛顿力学对引力的解释就必须完全改写。在这种态势下，我国中小学领域延续多年、基本不变的自然科学类课程内容，由于无法及时向学生传递这些新的科学原理，知识陈旧和老化问题早就引起了诸多科学家和有识之士极大的忧虑。
2、高新技术革命是第三次科学革命的显著特点之一
与前两次科学革命相比，第三次科学革命的另一个显著特点，就是伴随而至的高新技术革命。现代科学转变为技术和技术转化为商品的周期缩短，科学、技术和生产一体化的格局，促成了全世界高新技术产业的迅猛发展。高新技术是建立在现代科学理论或最新科学突破基础上，具有高扩散性和高附加值的知识密集性尖端技术。目前主要集中在几个关键领域，如信息技术、生物技术、自动化技术、激光技术、材料技术、能源技术、环境技术、先进制造技术和航空航天技术等。其中以信息技术对人们生产生活的影响尤为重要，信息技术革命就像原子核裂变的链式反应那样迅速“爆炸”，几乎渗透到一切领域，对人类文明进程的影响是不可估量的。
我们已经知道，知识经济时代的物质前提就是信息技术。信息技术革命指的是信息技术、信息传播、信息获取和信息应用等系列重大进步带来的世界经济、社会、生产和生活方式的巨大变化。有人认为，信息技术革命至今已经发生过两次：第一次以个人电脑、微处理器和软件为代表，解决了信息的海量储存和高速处理问题；第二次信息技术革命以网络技术、通讯技术、多媒体技术和虚拟现实技术为代表，解决了信息传播和处理的全息集成问题，使人类的生活空间从物理空间扩展到电脑网络虚拟空间，即“赛伯空间”。在不久的将来，还会发生第三次信息技术革命，将要解决人脑与机器的全自动信息对接、信息交换和互动问题，为真正意义上的学习革命打下技术基础，使人类社会步入知识文明时代的成熟期。
无论怎样讲，高新技术革命将使“技术”本身，在即将到来的21世纪获得前所未有的地位，技术教育比任何时代都更显得更为重要。早在1985年，美国就启动了著名的基础教育课程改革《2061计划》，站在战略性的高度上，针对从幼儿园到高中阶段的技术教育问题，提出了一系列重大改革举措，代表着美国基础教育课程改革的趋势。
《2061计划》是美国促进科学协会联合美国科学院、联邦教育部等12个机构，制定的一项面向21世纪的中小学课程改革工程。由于2061年哈雷慧星将再次临近地球，这项改革的目标就是使当今儿童能适应那个时期科学技术和社会生活的急剧变化，所以取名为“2061计划”。在该计划第一阶段技术专家小组报告里，针对技术教育问题提出了一系列重要的观点，这里不妨摘录几段精辟的论述：
“这篇报告中所提出的建议的意义远远超出现有学校课程中增加一点点技术，而在于这些建议将成为美国教育一次重大改革的内容基础。通过整个的学习过程来反映技术已渗进我们的生活，而且广泛采用从简单的实验经验到研究社会经济效益等方法。”
“技术不同于科学，科学的作用在于理解，技术的作用在于做、制造和实施。科学原理，无论是否被发现，都是构成技术的基础。虽然技术的基础是科学，技术常常领先于甚至孕育着科学发现。”
“技术就是运用知识、工具和技能解决实际问题，扩展人的能力。技术最贴切的描述是一种过程，但是更普遍为人所知的还是它的产品及其社会效益。技术通过科学发现而发展，通过工程设计而成型。它由发明者和设计者构想产生，通过企业家的工作变成成果，由社会来推行和利用，但它有时令人难以觉察地就进入到社会体制中并常常以难以预见的方式带来许多变化。”
“技术的介绍应当从描述开始，接着采取实验和亲身体验的方法，而且这一切都应随着从幼儿园到第12年级而不断增加其深度和学生的参与活动。”
“青年人完成高级中学学业时，应当充分认识到，他们将在其一生中，在不断变化的基础上遇到技术问题。但是，只长期积累知识仍然不够，他们还应当知道技术的意义，技术为何物，以及如何加以利用。最终每一个这样的人都将在一定程度上成为一个技师，以准备投入到一个高度技术化的世界中去。”
对照我国基础教育的情况分析，我国中小学生目前主要通过开设“劳动技术课”，学习一些生产、生活中的简单劳动技能，但与其他课程存在着“两张皮”的关系，技术教育并没有在科学课程中得到应该的重视。对此，桑新民教授最近撰文指出，劳动技术教育应该是“德智体美劳”五育之整合。“科学教育培养的是认识能力，而技术教育培养的是创造性实践能力，后者显然要以前者为基础，但却是前者的综合与创造性运用，因而后者要比前者复杂得多。”劳动技术教育必须结合于其他课程（自然科学和人文科学课程）中，需要强化劳动技术教育的战略地位。因此，“从理论和实践的结合上深入探讨劳动技术教育的实质、内在结构及其在五育中的地位，并由此调整我国基础教育的目标模式、课程标准、教学计划及相应的考核评价体系，这对于我国九十年代教育实践和理论的改革发展具有十分重要的战略意义，并将对我国21世纪的国民素质产生极为深远的影响。”
3、综合化方向是科学技术发展的大趋势
科学学科的形成大约在二、三百年前，它是社会分工在科学领域的必然结果。自然科学通常被划分为六大学科，即数学、物理、化学、天文、地理、生物，从而形成了基础教育历来以物理、化学、生物、地理等分科方式来实现科学教育目标的格局。
然而，由于科学学科本身的发展和变化，事实上，现在已经找不到一种纯粹的化学变化或物理变化，水从气态变成液体时，产生许多氢键，同时具有物理变化和化学变化双重性质。在分子问题中，化学和物理几乎都在协同发挥作用。分子最初是哲学家设想的用机械方法分解的最小单位，这种概念目前已经过时，分子更确切地应该表述为“可以用量子力学来处理的物质系统”。从这种新定义出发，原来的物理、化学、生物，以及天文、地学的一部分，都可以合并为一门新的基础科学枣分子科学。科学界人士提出，学科的重新分类有利于人才的培养，他们认为：“我国的教学计划不能再用老一套，将物理、化学、生物分开，必须集合在分子科学的旗下。所有学生都应有一定的数学基础，实验和理论计算也要有一定的训练，但可以有重点地让学生选择。也就是说，学生必须具备宽泛的基础和对科学的发展的正确认识，才能适应学科新而快的发展。站得高，看得远，并具有发展的基础。”
现代科学的另一个重要特征是整体化、综合性的趋势越来越显露。一些边缘学科、交叉学科、横断学科，以及以具有普遍性整体性为研究对象的一系列综合性学科发展迅速。如信息论、系统论、控制论、耗散结构理论、协同学、超循环论、突变论、混沌理论等等。近几十年来，仅经济学就衍生出几十个交叉学科，如工业经济学、农业经济学、商业经济学、交通运输经济学、建筑经济学、旅游经济学等等。传统教育学中也衍生出教育社会学、教育经济学、教育技术学、教育传播学、教育生态学等许多分支交叉学科。此外，传统科学向应用方向分化的趋势也日益明显。例如，哲学主动地与其他学科相结合，形成了科学哲学、技术哲学、历史哲学、人生哲学、教育哲学、信息哲学、市场哲学等等。
科学的变革揭示了事物之间的普遍联系，打破了各学科之间壁垒分明的界限，也为社会科学与自然科学更加紧密地联盟创造了条件。