省优秀课程基地申报答辩说明书完整稿

省普通高中课程基地建设

申报答辩书

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（参考内容）

项目名称数学与科学课程基地学校公章省南通大学附属中学

一、学校基本情况和特色优势

省南通大学附属中学（简称“通大附中”）作为南通市人民政府教育重点工程，是市政府投入4.3亿元巨资按省五星级普通高中标准新建的一所南通市新城区配套高中。

通大附中的规划与设计体现“以人为本、功能完善、生态和谐、既有传统文明,又有时代感的，现代化、信息化、国际化、园林化”的思想，凸显“数码校园、生态校园和人文校园”的现代教育理念。

打造精英教育：学校采用“小班化”教学，每班学额在40人以内；实行寄宿制，为学生在校生活提供高标准住宿条件；“学院式”管理，充分利用市内优质高中资源和南通大学教科研优势，采取课程选修、社团活动、研究小组、学术讲座等形式发展学生特长；每年举办艺术、科技、体育节；开展丰富多彩的学生社团活动；举办专家讲座、开展社区服务等社会实践活动。

构建智慧校园：落实人文化理念，即实施将科学、人文、艺术整合于一体的智慧教育；建设数字化校园，即构建基于互联网和云技术下的数字校园、数字教室和数字移动学习终端；创设探究型课堂，即推进课堂中互动、探究，大力提高学生的创新性思维能力；实施目标化管理，即实施目标定额、科学管理、系统决策和持续改进。

通大附中在创建一流的现代化办学设施、一流的师资队伍过程中，旨通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。通过现代科技教育，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

（一）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。可以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，表达的数学化。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。

我们可以大概看下各个学科与数学关联程度是多么的紧密。

（以下内容可以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。此外,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可以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达的那一部分。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,并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世纪不仅改变了上世纪“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。目前,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,化学家真正改变着通常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。

从以上事实可以清晰看出:数学化是自然科学发展的必经之路。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。