例析“格致物理實驗社”中六種類型的科技活動

付金喜

(天津經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)第二中學(xué) 天津 300457)

我校的科技社團“格致物理實驗社”成立于2012 年，到現(xiàn)在已經(jīng)持續(xù)開展了 3年科技實踐活動。3年中，對物理有濃厚興趣的師生們組成了活動團隊，圍繞物理學(xué)科知識、物理特色制作以及各種物理實驗開展了豐富多彩的科技實踐活動，學(xué)生們從帶有濃郁科技特色的不同活動中學(xué)到了知識，鍛煉了動手能力，拓展了科技視野和思維，形成了合作探究的意識，從各個層面促進(jìn)了自身整體科學(xué)素質(zhì)的提升。

具體來說，在科技實踐活動之初，我們就決定設(shè)計和規(guī)劃6種易于操作和實踐的不同類型的科技活動為切入點和抓手。具體為：制作型科技活動、合作型科技活動、參觀型科技活動、研究型科技活動、宣傳型科技活動、發(fā)明型科技活動。這些類型的科技活動簡單易行、各具特色、便于實踐，學(xué)生們樂于接受。在具體的科技實踐活動開展過程中，這6種類型的科技活動既有相對的特色和屬性，又互相融合、互相關(guān)聯(lián)。

6種類型的科技活動以物理學(xué)科為切入點，按照環(huán)環(huán)相扣、殊途同歸、整體推進(jìn)的方式從不同的層面培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力，最終達(dá)到使其科學(xué)素質(zhì)得到立體式提升的教育目標(biāo)。

1 制作型科技活動促進(jìn)學(xué)生動手能力的提高

科學(xué)家麥克斯韋說過：“實驗的教育價值與儀器的復(fù)雜性成反比，學(xué)生自制的儀器，雖然經(jīng)常出毛病，但卻比用仔細(xì)調(diào)試好的儀器能學(xué)到更多的東西?！蔽覈睦弦惠呂锢斫逃抑煺淌谝灿小捌科抗薰蕻?dāng)儀器，拼拼湊湊做實驗”的名言。顯然，物理自制教具取材容易，制作簡單，不用過多擔(dān)心貴重儀器的賠償問題。學(xué)生可以參與到自制教具的活動中，通過他們自制的物理教具來加深對物理概念、規(guī)律、原理和公式的理解，從而有效提高學(xué)生們對知識的理解能力。例如，格致物理實驗社號召并布置開展了自制物理教具——水火箭實踐活動(見圖 1、2)，之后進(jìn)行效果競賽，這極大地激發(fā)了學(xué)生們參與的積極性，鍛煉了動手能力。格致物理實驗社一直堅持的自制物理教學(xué)具活動調(diào)動了廣大學(xué)生的參與熱情，激發(fā)了創(chuàng)作靈感，使學(xué)生不再停留在對概念理解和解題的范圍，通過手腦并用，以手為主的方式，凸顯了物理學(xué)科動手能力的重要性，促進(jìn)了學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的提升。

圖1 學(xué)生做水火箭發(fā)射準(zhǔn)備Fig.1 A student makes ready the launching of a water rocket

圖2 學(xué)生發(fā)射水火箭Fig.2 Launching a water rocket

2 合作型科技活動培養(yǎng)互助合作的團隊精神

合作活動是學(xué)生科技實踐中一個必不可少的環(huán)節(jié)，也是學(xué)生提高科學(xué)素質(zhì)最重要的一方面?！?001—2005 年中國青少年科學(xué)技術(shù)普及活動指導(dǎo)綱要》和《2001—2005 年中國青少年科學(xué)技術(shù)普及活動內(nèi)容與目標(biāo)》中針對初中生，更明確地在“科學(xué)品質(zhì)的養(yǎng)成”目標(biāo)中指出要“樂意合作，奮發(fā)進(jìn)取，勝不驕，敗不餒，敢于競爭，敢為人先”，在“科學(xué)學(xué)習(xí)和探究中的競爭和創(chuàng)新”目標(biāo)中指出“在科學(xué)學(xué)習(xí)和探究過程中學(xué)會既合作又競爭”。因此，初中生合作精神的培養(yǎng)是學(xué)校開展科技活動的一個重要培養(yǎng)目標(biāo)。

具體實踐中，格致物理實驗社的同學(xué)們來自于學(xué)校初高中的不同年級，在每學(xué)期的第一次課程活動時，就明確劃分出由兩、三人組成的科技活動小組，在科技制作過程中，各個小組成員之間合作研究，團結(jié)互助。評價考核都是以小組為單位，教師隨時檢查每個小組成員的合作情況，對于合作效果好的小組及時表揚，對合作不理想、合作效果不佳的小組進(jìn)行指正、批評和幫助，最終促進(jìn)學(xué)生合作意識、合作精神、合作能力的形成(見圖 3、4)。

圖3 學(xué)生合作維修物理儀器Fig.3 Fixing physical instruments together

圖4 學(xué)生合作觀察電流波形Fig.4 Observing current waveforms

3 參觀型科技實踐活動開闊了學(xué)生的科技視野

參觀型科技實踐活動是指根據(jù)教學(xué)和科技活動需要，輔導(dǎo)教師帶領(lǐng)學(xué)生去科技場館、相關(guān)實驗室參觀學(xué)習(xí)。3年中，同學(xué)們?nèi)ミ^南開大學(xué)泰達(dá)學(xué)院、天津科技大學(xué)理學(xué)院、天津市大中教學(xué)儀器廠等，了解了精密的光學(xué)儀器、見識了大學(xué)物理實驗室、觀摩到了儀器廠的各種機床。這些科技活動的作用和價值在書本上是學(xué)不到的，對學(xué)生的影響是深遠(yuǎn)的。經(jīng)過多年的實踐，參觀型科技實踐活動對開闊學(xué)生視野、激發(fā)興趣、理解知識有明顯的促進(jìn)作用。通過參觀型科技實踐活動，學(xué)生們樹立了愛科學(xué)、學(xué)科學(xué)、用科學(xué)的意識，潛移默化中提升了整體科學(xué)素質(zhì)(見圖5、6)。

圖5 學(xué)生在大中儀器廠參觀機床Fig.5 Visiting Dazhong Instrument Plant

圖6 學(xué)生與儀器廠廠長合影Fig.6 A group photo with the factory director

4 研究型科技實踐活動促進(jìn)了學(xué)生創(chuàng)新能力的提高

研究型科技實踐活動是指活動過程中強調(diào)和注重知識的交叉運用、整體設(shè)計、自主探究、查閱和搜集文獻(xiàn)的科技活動。目的是更加凸顯學(xué)生的知識運用能力和思維創(chuàng)新能力。

在幾年的實踐中，我們一直本著將研究性學(xué)習(xí)與科技實踐活動緊密聯(lián)系、有效整合的活動理念，切實回歸科技活動的研究屬性，讓不同的學(xué)生牢固樹立研究的精神和態(tài)度，給學(xué)生積極搭建研究平臺，引領(lǐng)學(xué)生掌握研究的手段和方法。3年來，學(xué)生們按照研究流程制作出了眾多的物理學(xué)具和教具，在學(xué)校中起到了輻射帶動作用，不斷吸引各年級同學(xué)加入到這個活動團隊中來(見圖7、8)。

圖7 學(xué)生們研究制作電磁炮Fig.7 Making electromagnetic guns

圖8 電磁炮效果測試Fig.8 Testing electromagnetic guns

5 宣傳型科技實踐活動起到示范效應(yīng)

科普宣傳是中學(xué)科技活動中重要和常見的活動，科普宣傳對于營造學(xué)校的科技氛圍、引發(fā)學(xué)生對科技的濃厚興趣、促進(jìn)學(xué)生科技意識的形成，提高科技素質(zhì)具有關(guān)鍵的作用。

格致物理實驗社以我校一年一度的科技周為抓手，積極號召學(xué)生們展示宣傳，通過學(xué)校打造的科技平臺，為學(xué)生提供展現(xiàn)實踐知識技能和聰明才智的舞臺，提高學(xué)生科普意識，樹立科技觀念，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科學(xué)、用科學(xué)的良好習(xí)慣。逐步使科學(xué)知識、科學(xué)方法和科學(xué)精神深入學(xué)生們的內(nèi)心，為使科技文化成為校園文化特色的重要組成部分做出了積極貢獻(xiàn)(見圖 9、10)。

圖9 科技周學(xué)生展示自制儀器Fig.9 Showing self-made instruments at the Science and Technology Week

圖10 觀看的同學(xué)興趣很高Fig.10 Students with great interests

6 發(fā)明型科技實踐活動促進(jìn)了學(xué)生創(chuàng)新意識和思維的發(fā)展

人類的進(jìn)步和發(fā)展是建立在無數(shù)發(fā)明創(chuàng)造的基礎(chǔ)上的，社會的發(fā)展離不開科學(xué)。格致物理實驗社的小發(fā)明活動就是通過學(xué)生動手、動腦的實踐，使學(xué)生的創(chuàng)造才智得到更大程度的發(fā)揮，使他們產(chǎn)生成功感，以激發(fā)愛科學(xué)、學(xué)科學(xué)、講科學(xué)、用科學(xué)的熱情，提高觀察能力、思考能力、動手能力和創(chuàng)造能力。主要的活動方式是學(xué)生運用平時學(xué)習(xí)到的物理學(xué)科知識和科普知識，利用身邊的廢舊物品，根據(jù)自己小小的“夢想”，通過精心設(shè)計、調(diào)查研究、動手制作、合作學(xué)習(xí)等途徑，研制自己感興趣的小制作、小發(fā)明作品(見圖11、12)。

圖11 學(xué)生根據(jù)自己設(shè)計的電路圖進(jìn)行焊接Fig.11 Welding according to a self-designed circuit diagram

圖12 學(xué)生們設(shè)計的“弓弩”Fig.12 A “crossbow” designed by students themselves

7 結(jié) 語

科技社團“格致物理實驗社”中的 6種具體類型的科技實踐活動各具特色，都有其各自的屬性，既從不同的側(cè)面培養(yǎng)和訓(xùn)練了學(xué)生們的創(chuàng)新能力，也讓學(xué)生在活動中認(rèn)識到了自己某一方面的不足，從而使教師有針對性的輔導(dǎo)和訓(xùn)練。這6種類型的科技活動，既是相對獨立的，又是互相滲透和融合的。幾年來的實踐讓負(fù)責(zé)組織的輔導(dǎo)老師也充分意識到，在今后的工作中，在考慮每種不同類型實踐活動的獨立屬性的同時，更要樹立整體推進(jìn)的意識，促進(jìn)學(xué)生各個方面科學(xué)素質(zhì)的立體式全面提升。■

［1］謝學(xué)志.高中化學(xué)科技教育課程研發(fā)的實踐和思考[J].天津科技，2014(5)：98-99.

［2］王松武，劉文智，李海波.引導(dǎo)學(xué)生開展課外科技活動的實踐[J].實驗技術(shù)與管理，2007(11)：20-22.

［3］鐘蓮云，吳伯麟，廖海達(dá)，等.科技活動與大學(xué)生創(chuàng)新能力和動手能力培養(yǎng)[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2007(31)：150-151.