新課程下物理科技教育活動初探

孫明西 喬保亞 張士偉

（阜陽市第三中學(xué)，安徽 阜陽 236006）

隨著新課程理念逐漸為廣大教師理解，人們在關(guān)注物理學(xué)科知識教育、能力培養(yǎng)的同時，開始關(guān)注學(xué)生的科技教育，以期培養(yǎng)適合社會發(fā)展需求、具有終身學(xué)習(xí)能力的全面人才.在目前高考制度主導(dǎo)下，人們對物理知識教育和學(xué)生能力培養(yǎng)非常重視，經(jīng)過長期探索已經(jīng)有了成熟的教學(xué)模式和經(jīng)驗，而在物理科技教育方面，則相對薄弱，其原因是多方面的.物理科技教育活動投入相對較大，學(xué)生活動組織較為復(fù)雜，對教師科技素養(yǎng)要求較高，而學(xué)校對教師評價體系一般不涉及物理科技教育等方面的問題，以至于物理教育只剩下物理學(xué)科知識和能力培養(yǎng)的教育，學(xué)生情感態(tài)度與價值觀的培養(yǎng)成了點綴.為了更全面的實施新課程目標(biāo)，解決好中學(xué)物理教育存在的問題，我們在新課程理論指導(dǎo)下開展了針對物理科技教育活動的探討.

1 物理科技教育活動的目的

高中物理課程總目標(biāo)指出：要讓學(xué)生了解物理知識與技能在生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用，關(guān)注科學(xué)技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，發(fā)展學(xué)生的好奇心與求知欲，發(fā)展學(xué)生科學(xué)探究的興趣，了解科學(xué)技術(shù)與經(jīng)濟和社會的互動作用，要進一步提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)［1］.因此，中學(xué)物理教育也應(yīng)擔(dān)負著讓物理科學(xué)技術(shù)走到學(xué)生中去，讓學(xué)生親近物理、擁抱物理的任務(wù).人們經(jīng)常思考這樣一個問題，中學(xué)物理教育在學(xué)生畢業(yè)以后能給學(xué)生留下點什么？對學(xué)生未來發(fā)展能產(chǎn)生什么樣影響？什么樣的學(xué)生最具有發(fā)展?jié)摿?？從以往畢業(yè)學(xué)生成才經(jīng)歷的調(diào)研中，我們認為物理科技教育活動首先要能夠點燃學(xué)生的好奇心，激發(fā)學(xué)生的探索激情與欲望，進而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神、科學(xué)態(tài)度.

好奇心是一種強烈的求知欲，人類生來具有，但隨著學(xué)生年齡的增長和接受中學(xué)教育，好奇心的發(fā)展分出3個層次：一是許多學(xué)生的好奇心漸漸淡化、泯滅了，面對日新月異的科學(xué)技術(shù)新發(fā)現(xiàn)無動于衷，失去學(xué)習(xí)的興趣和樂趣.二是保持好奇心的學(xué)生，能夠持續(xù)的學(xué)習(xí)科學(xué)知識，探索自然科學(xué)奧秘.三是對未知世界有著強烈的探索欲望，始終保持著對科學(xué)的濃厚興趣，能夠為之瘋狂而樂此不疲，好奇心演化成一種終身追求.這樣的學(xué)生在以后科學(xué)事業(yè)和個人發(fā)展方面都能取得突出的成就.

諾貝爾物理獎獲得者丁肇中說過“好奇心是科學(xué)的原動力”.在學(xué)生年齡較小的中學(xué)階段，中學(xué)物理科技教育活動應(yīng)突出“激發(fā)好奇心”這一要點.面對以后多元化的社會需求，學(xué)生需要根據(jù)自己的興趣愛好和個性需求選擇發(fā)展方向，例如高考志愿填寫、人生規(guī)劃等.中學(xué)物理科技教育活動要強調(diào)學(xué)生的個性發(fā)展，讓學(xué)生親自動手去實踐和體驗活動項目，“體驗實際上是一種過程教育”［1］.中學(xué)物理科技教育活動要引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注和了解科學(xué)技術(shù)發(fā)展前景，開拓視野，感悟科學(xué)的魅力，使學(xué)生在活動過程中形成個性化的興趣與愛好，提高學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新意識，為學(xué)生以后選擇發(fā)展方向打下基礎(chǔ).

2 物理科技教育活動平臺的構(gòu)建

2010年上海世博會主題“城市讓生活更美好”，各個場館幾乎都成了科技教育的大平臺，展示了眾多的信息技術(shù)、節(jié)能技術(shù)、視覺3D4D、人工智能、交通科技等高新科技，讓觀眾親自參與獲取科技知識和娛樂享受，從而激發(fā)參觀者對科技的好奇心和探索欲望.中國科學(xué)技術(shù)館的活動對象主要是青少年，它的活動平臺也是讓學(xué)生親自參與實踐與體驗，具有很高的互動性.其科技教育活動平臺建構(gòu)模式可供我們在開展中學(xué)物理科技教育活動中借鑒.當(dāng)然，在學(xué)校基層范圍內(nèi)我們不可能將活動設(shè)計得那么“豪華”.中學(xué)物理科技教育活動主要是在新課程理念指導(dǎo)下進行，物理科技教育活動與課堂教學(xué)既有聯(lián)系又有區(qū)別，項目安排應(yīng)以物理科技教育活動目的進行選擇，不完全是成熟的科學(xué)技術(shù)活動.活動平臺構(gòu)建應(yīng)立足于學(xué)生已有的物理知識，側(cè)重于科學(xué)技術(shù)教育，設(shè)計成開放性的實驗活動，使其具有參與性，交互性.

國家重點實驗室、科研單位、高校、科技館、博物館等場館集中了許多有趣的大中型科學(xué)教育的器材，教師應(yīng)該充分利用這些科學(xué)教育資源，有目的地組織學(xué)生參觀學(xué)習(xí).這種感受和體驗是課堂教學(xué)所不能替代的.

現(xiàn)代信息技術(shù)的迅猛發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，為物理科技教育活動提供了豐富的活動資源和開放的空間，可以通過多媒體等方式進行，讓學(xué)生了解物理學(xué)在生活、生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)中的應(yīng)用，了解物理學(xué)未來發(fā)展趨勢，拓展學(xué)生視野.

物理科技教育活動可以通過舉辦科技活動周的形式進行，我們在開展活動過程中主要采用了以下4種形式.

2.1 趣味性物理實驗

以激疑和點燃學(xué)生好奇心，激發(fā)學(xué)生興趣為目的選擇設(shè)計實驗項目.學(xué)生只要感興趣了，就會很高興的自己去實踐.例如，我們在開展活動中安排的實驗項目有：高壓下小鳥安然無恙（高壓靜電屏蔽實驗），高壓靜電除塵，奇異的爬坡（物體由低處往高處爬實驗），“鏈條爬坡”（慣性實驗），“二龍戲珠”（波動實驗），“千人震”（自感現(xiàn)象實驗），“跳繩發(fā)電”（導(dǎo)體在地磁場中切割磁感線發(fā)電），發(fā)電機系列小實驗，電磁灶點燈（感應(yīng)發(fā)電實驗），多普勒效應(yīng)實驗，聲控、光控實驗等.力圖在學(xué)生活動中讓學(xué)生的聽覺、視覺和其他感覺受到較為強烈的刺激.

2.2 學(xué)生科技制作和作品匯報展

這項活動可以跟研究性學(xué)習(xí)結(jié)合起來，舉行科技制作比賽.在開展研究性學(xué)習(xí)活動中，指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)自己的興趣，從學(xué)科中、生活生產(chǎn)中“選擇研究”課題開展科技制作活動.例如學(xué)生作品：“水火箭”、“大輪車”、聲控與光控在日常生活中的應(yīng)用等.

2.3 科技影視

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，為我們開展活動提供了新的資源和活動模式，能夠充分體現(xiàn)科技教育活動的時代性、綜合性.平時我們收集整理了涉及物理知識在生活、生產(chǎn)中應(yīng)用的最新視頻，高科技發(fā)展與應(yīng)用視頻，物理學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢等視頻資源，例如汽車碰撞試驗、2008年汶川大地震、2011年日本9.0級大地震、2011年11月3日我國“神舟八號”飛船與“天宮一號”目標(biāo)飛器對接、2009年7月22日的日食、能源的開發(fā)與利用、量子信息技術(shù)發(fā)展、反物質(zhì)探索、科教片《宇宙與人》、《哈勃望遠鏡十五年探索》、《時間簡史》、《斯蒂芬霍金的宇宙論》等視頻資源.豐富的信息資源既為我們教學(xué)提供了科技教育活動資源，也為教師教學(xué)研究提供了教研素材.

2.4 科普基地

《中華人民共和國科普法》第15條規(guī)定：“科學(xué)研究和技術(shù)開發(fā)機構(gòu)、高等院校、自然科學(xué)和社會科學(xué)類社會團體，應(yīng)當(dāng)組織和支持科學(xué)技術(shù)工作者和教師開展科普活動，鼓勵其結(jié)合本職工作進行科普宣傳.有條件的，應(yīng)當(dāng)向公眾開放實驗室、陳列室和其他場地、設(shè)施，舉辦講座和提供咨詢.科學(xué)技術(shù)工作者和教師應(yīng)當(dāng)發(fā)揮自身優(yōu)勢和專長，積極參與和支持科普活動”.我們積極聯(lián)系當(dāng)?shù)乜萍紗挝缓蜕a(chǎn)單位，例如氣象局、發(fā)電廠等，也帶領(lǐng)部分優(yōu)秀學(xué)生走出去參觀、學(xué)習(xí)，例如組織學(xué)生參觀全國重點大學(xué)、科研機構(gòu)和國家重點實驗室等.

3 物理科技教育活動的開展方式

讓學(xué)生置身于物理科技教育活動項目氛圍之中，親自參與活動，自己動手做實驗，在玩中學(xué)，在學(xué)中玩.讓學(xué)生的聽覺、視覺和其他感覺受到較強的刺激.體驗在活動中帶來的好奇與驚喜，這是活動安排的原則.

3.1 實驗項目設(shè)計要經(jīng)得起學(xué)生“玩”，有很好的交互性

我們利用波動演示器改制了“龍戲珠”實驗.當(dāng)學(xué)生搖動把手看到自己繪制的龍上下舞動很是好奇，他們會慢慢搖，也會快速搖以便看到龍的“騰飛”.“千人震”實驗（自感現(xiàn)象實驗）是利用演示變壓器和2節(jié)電池改制的，讓全班學(xué)生手拉手和變壓器構(gòu)成閉合電路，當(dāng)電池與變壓器斷開瞬間，每位學(xué)生都有較強的電擊感，感受到自感現(xiàn)象的威力，讓參與的學(xué)生回味無窮.學(xué)生在參與活動的過程中往往很好奇，常會以意想不到方式進行實驗活動，甚至?xí)痖_實驗裝置，所以實驗設(shè)計要經(jīng)得起學(xué)生“玩”.

實驗環(huán)境布置可以采用課桌交錯布置，六棱桌更好，中間留出較大的空間，讓學(xué)生、教師在中間走動，進行實驗和研討交流，也便于拉近師生之間的距離和師生互動.對于一些有一定危險的實驗，可以設(shè)立教師演示平臺，由教師操作演示并進行講解，適當(dāng)?shù)恼垖W(xué)生當(dāng)助手參與，例如為學(xué)生做高壓靜電實驗采用的就是這種模式.

3.2 學(xué)生成果匯報表演

學(xué)生成果匯報表演可以采用課題結(jié)題模式進行.讓學(xué)生匯報自己科技制作項目選擇的背景，制作的科學(xué)依據(jù)，研制的經(jīng)歷和體驗，將自己制作的作品向大家展示，請學(xué)生和教師提問，由制作的學(xué)生答辯，最后由教師點評并進行表彰頒獎.主要是讓學(xué)生了解科學(xué)研究的一般環(huán)節(jié)，不能僅僅一“玩”了之.

3.3 科技影視

可以利用教室多媒體設(shè)備在課余時間進行，也可以將影視資源放到校園網(wǎng)上讓學(xué)生自主選擇觀看，看完后組織學(xué)生討論，暢想未來科學(xué)技術(shù)的發(fā)展.

3.4 外出參觀學(xué)習(xí)

利用節(jié)假日組織學(xué)生外出參觀學(xué)習(xí).例如2010年暑假，我們給學(xué)生布置了暑假活動課題“世博中的物理科技活動”，讓有條件的學(xué)生在參觀世博會各個場館過程中尋找、參與、體驗世博中的物理科技活動，進行拍照、記錄和調(diào)研，寫出研究報告.我們曾帶領(lǐng)部分學(xué)生參觀中國科技大學(xué)國家重點實驗室——同步輻射實驗中心、火災(zāi)實驗室，參觀氣象局多普勒天氣雷達，參觀火力發(fā)電廠等，聽科學(xué)家和高級工程師講解科學(xué)技術(shù)在科學(xué)和社會經(jīng)濟發(fā)展中的重要作用.

從我們開展的物理科技教育活動中看到，只要給學(xué)生留出一定的時間、空間，學(xué)生是非常樂意參加活動的.學(xué)生對“物體自動由低處往高處滾動”感到莫名其妙，對“鏈條爬坡”表現(xiàn)驚奇，跳繩、電磁灶怎么能發(fā)電？對煙霧通過高壓靜電除塵裝置后變得清新感到振奮，對高壓下小鳥安然無恙感到不可思議，學(xué)生成果匯報“水火箭”表演讓校園各樓層都擠滿人，爭看學(xué)生自己的“火箭發(fā)射”，六層樓以上的發(fā)射高度讓大家感嘆不已.

在觀看宇宙大爆炸、《哈勃望遠鏡十五年探索》、反物質(zhì)探索、時間簡史、《斯蒂芬霍金的宇宙論》影視和講座中，學(xué)生看到了從來沒有看過的物理學(xué)的另一片天地.

上海世博會展示的豐富多彩科技成果讓參觀過的學(xué)生享受了一頓“科技大餐”，他們拍攝了大量的照片和錄像，收集了許多物理科技方面的資料，也寫出了許多生動有趣的感觸.例如學(xué)生參觀中國館后寫道：“許多年前，建筑大多上窄下寬，可它卻上寬下窄，這足以顯示偉大而古老的中國改革開發(fā)以來發(fā)生的巨大變化.做事不必拘泥于前人的格式，一件本來已經(jīng)很好的事或前人固定做法的事反過來做或許會起到新穎的效果甚至更具吸引力”.世博參觀活動，極大的開拓了學(xué)生的視野和想象力，調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣和探索的欲望，使他們對科學(xué)的未來充滿了憧憬.

通過物理科技教育活動，使學(xué)生既學(xué)習(xí)了科學(xué)知識，又增強了實踐能力和創(chuàng)新意識，更激發(fā)了學(xué)生的好奇心、探索欲望和激情，很好地落實了新課程具體目標(biāo)中的學(xué)生情感態(tài)度與價值觀的培養(yǎng).我們還需要積極探討物理科技教育活動在新課程中起到的作用［3］，探討如何將科技教育活動更好的引進到中學(xué)物理教育中去，探索科技教育活動的模式和規(guī)律，創(chuàng)新教學(xué)理念，推動此項活動向深層次發(fā)展.

1 宣桂鑫.科技博物館的物理文化與教育功能.物理通報，2007（8）：43－46

2 王秀紅，高曉偉.新課程背景下科技教育課程結(jié)構(gòu)的構(gòu)建.現(xiàn)代中小學(xué)教育，2005（7）：25－27