新课程下物理科技教育活动初探

孙明西 乔保亚 张士伟

（阜阳市第三中学，安徽 阜阳 236006）

随着新课程理念逐渐为广大教师理解，人们在关注物理学科知识教育、能力培养的同时，开始关注学生的科技教育，以期培养适合社会发展需求、具有终身学习能力的全面人才.在目前高考制度主导下，人们对物理知识教育和学生能力培养非常重视，经过长期探索已经有了成熟的教学模式和经验，而在物理科技教育方面，则相对薄弱，其原因是多方面的.物理科技教育活动投入相对较大，学生活动组织较为复杂，对教师科技素养要求较高，而学校对教师评价体系一般不涉及物理科技教育等方面的问题，以至于物理教育只剩下物理学科知识和能力培养的教育，学生情感态度与价值观的培养成了点缀.为了更全面的实施新课程目标，解决好中学物理教育存在的问题，我们在新课程理论指导下开展了针对物理科技教育活动的探讨.

1 物理科技教育活动的目的

高中物理课程总目标指出：要让学生了解物理知识与技能在生活、生产中的应用，关注科学技术的现状和发展趋势，发展学生的好奇心与求知欲，发展学生科学探究的兴趣，了解科学技术与经济和社会的互动作用，要进一步提高学生的科学素养［1］.因此，中学物理教育也应担负着让物理科学技术走到学生中去，让学生亲近物理、拥抱物理的任务.人们经常思考这样一个问题，中学物理教育在学生毕业以后能给学生留下点什么？对学生未来发展能产生什么样影响？什么样的学生最具有发展潜力？从以往毕业学生成才经历的调研中，我们认为物理科技教育活动首先要能够点燃学生的好奇心，激发学生的探索激情与欲望，进而培养学生的科学精神、科学态度.

好奇心是一种强烈的求知欲，人类生来具有，但随着学生年龄的增长和接受中学教育，好奇心的发展分出3个层次：一是许多学生的好奇心渐渐淡化、泯灭了，面对日新月异的科学技术新发现无动于衷，失去学习的兴趣和乐趣.二是保持好奇心的学生，能够持续的学习科学知识，探索自然科学奥秘.三是对未知世界有着强烈的探索欲望，始终保持着对科学的浓厚兴趣，能够为之疯狂而乐此不疲，好奇心演化成一种终身追求.这样的学生在以后科学事业和个人发展方面都能取得突出的成就.

诺贝尔物理奖获得者丁肇中说过“好奇心是科学的原动力”.在学生年龄较小的中学阶段，中学物理科技教育活动应突出“激发好奇心”这一要点.面对以后多元化的社会需求，学生需要根据自己的兴趣爱好和个性需求选择发展方向，例如高考志愿填写、人生规划等.中学物理科技教育活动要强调学生的个性发展，让学生亲自动手去实践和体验活动项目，“体验实际上是一种过程教育”［1］.中学物理科技教育活动要引导学生关注和了解科学技术发展前景，开拓视野，感悟科学的魅力，使学生在活动过程中形成个性化的兴趣与爱好，提高学生的实践能力和创新意识，为学生以后选择发展方向打下基础.

2 物理科技教育活动平台的构建

2010年上海世博会主题“城市让生活更美好”，各个场馆几乎都成了科技教育的大平台，展示了众多的信息技术、节能技术、视觉3D4D、人工智能、交通科技等高新科技，让观众亲自参与获取科技知识和娱乐享受，从而激发参观者对科技的好奇心和探索欲望.中国科学技术馆的活动对象主要是青少年，它的活动平台也是让学生亲自参与实践与体验，具有很高的互动性.其科技教育活动平台建构模式可供我们在开展中学物理科技教育活动中借鉴.当然，在学校基层范围内我们不可能将活动设计得那么“豪华”.中学物理科技教育活动主要是在新课程理念指导下进行，物理科技教育活动与课堂教学既有联系又有区别，项目安排应以物理科技教育活动目的进行选择，不完全是成熟的科学技术活动.活动平台构建应立足于学生已有的物理知识，侧重于科学技术教育，设计成开放性的实验活动，使其具有参与性，交互性.

国家重点实验室、科研单位、高校、科技馆、博物馆等场馆集中了许多有趣的大中型科学教育的器材，教师应该充分利用这些科学教育资源，有目的地组织学生参观学习.这种感受和体验是课堂教学所不能替代的.

现代信息技术的迅猛发展和网络技术的广泛应用，为物理科技教育活动提供了丰富的活动资源和开放的空间，可以通过多媒体等方式进行，让学生了解物理学在生活、生产和科学技术中的应用，了解物理学未来发展趋势，拓展学生视野.

物理科技教育活动可以通过举办科技活动周的形式进行，我们在开展活动过程中主要采用了以下4种形式.

2.1 趣味性物理实验

以激疑和点燃学生好奇心，激发学生兴趣为目的选择设计实验项目.学生只要感兴趣了，就会很高兴的自己去实践.例如，我们在开展活动中安排的实验项目有：高压下小鸟安然无恙（高压静电屏蔽实验），高压静电除尘，奇异的爬坡（物体由低处往高处爬实验），“链条爬坡”（惯性实验），“二龙戏珠”（波动实验），“千人震”（自感现象实验），“跳绳发电”（导体在地磁场中切割磁感线发电），发电机系列小实验，电磁灶点灯（感应发电实验），多普勒效应实验，声控、光控实验等.力图在学生活动中让学生的听觉、视觉和其他感觉受到较为强烈的刺激.

2.2 学生科技制作和作品汇报展

这项活动可以跟研究性学习结合起来，举行科技制作比赛.在开展研究性学习活动中，指导学生根据自己的兴趣，从学科中、生活生产中“选择研究”课题开展科技制作活动.例如学生作品：“水火箭”、“大轮车”、声控与光控在日常生活中的应用等.

2.3 科技影视

随着信息技术的飞速发展，为我们开展活动提供了新的资源和活动模式，能够充分体现科技教育活动的时代性、综合性.平时我们收集整理了涉及物理知识在生活、生产中应用的最新视频，高科技发展与应用视频，物理学的发展现状以及发展趋势等视频资源，例如汽车碰撞试验、2008年汶川大地震、2011年日本9.0级大地震、2011年11月3日我国“神舟八号”飞船与“天宫一号”目标飞器对接、2009年7月22日的日食、能源的开发与利用、量子信息技术发展、反物质探索、科教片《宇宙与人》、《哈勃望远镜十五年探索》、《时间简史》、《斯蒂芬霍金的宇宙论》等视频资源.丰富的信息资源既为我们教学提供了科技教育活动资源，也为教师教学研究提供了教研素材.

2.4 科普基地

《中华人民共和国科普法》第15条规定：“科学研究和技术开发机构、高等院校、自然科学和社会科学类社会团体，应当组织和支持科学技术工作者和教师开展科普活动，鼓励其结合本职工作进行科普宣传.有条件的，应当向公众开放实验室、陈列室和其他场地、设施，举办讲座和提供咨询.科学技术工作者和教师应当发挥自身优势和专长，积极参与和支持科普活动”.我们积极联系当地科技单位和生产单位，例如气象局、发电厂等，也带领部分优秀学生走出去参观、学习，例如组织学生参观全国重点大学、科研机构和国家重点实验室等.

3 物理科技教育活动的开展方式

让学生置身于物理科技教育活动项目氛围之中，亲自参与活动，自己动手做实验，在玩中学，在学中玩.让学生的听觉、视觉和其他感觉受到较强的刺激.体验在活动中带来的好奇与惊喜，这是活动安排的原则.

3.1 实验项目设计要经得起学生“玩”，有很好的交互性

我们利用波动演示器改制了“龙戏珠”实验.当学生摇动把手看到自己绘制的龙上下舞动很是好奇，他们会慢慢摇，也会快速摇以便看到龙的“腾飞”.“千人震”实验（自感现象实验）是利用演示变压器和2节电池改制的，让全班学生手拉手和变压器构成闭合电路，当电池与变压器断开瞬间，每位学生都有较强的电击感，感受到自感现象的威力，让参与的学生回味无穷.学生在参与活动的过程中往往很好奇，常会以意想不到方式进行实验活动，甚至会拆开实验装置，所以实验设计要经得起学生“玩”.

实验环境布置可以采用课桌交错布置，六棱桌更好，中间留出较大的空间，让学生、教师在中间走动，进行实验和研讨交流，也便于拉近师生之间的距离和师生互动.对于一些有一定危险的实验，可以设立教师演示平台，由教师操作演示并进行讲解，适当的请学生当助手参与，例如为学生做高压静电实验采用的就是这种模式.

3.2 学生成果汇报表演

学生成果汇报表演可以采用课题结题模式进行.让学生汇报自己科技制作项目选择的背景，制作的科学依据，研制的经历和体验，将自己制作的作品向大家展示，请学生和教师提问，由制作的学生答辩，最后由教师点评并进行表彰颁奖.主要是让学生了解科学研究的一般环节，不能仅仅一“玩”了之.

3.3 科技影视

可以利用教室多媒体设备在课余时间进行，也可以将影视资源放到校园网上让学生自主选择观看，看完后组织学生讨论，畅想未来科学技术的发展.

3.4 外出参观学习

利用节假日组织学生外出参观学习.例如2010年暑假，我们给学生布置了暑假活动课题“世博中的物理科技活动”，让有条件的学生在参观世博会各个场馆过程中寻找、参与、体验世博中的物理科技活动，进行拍照、记录和调研，写出研究报告.我们曾带领部分学生参观中国科技大学国家重点实验室——同步辐射实验中心、火灾实验室，参观气象局多普勒天气雷达，参观火力发电厂等，听科学家和高级工程师讲解科学技术在科学和社会经济发展中的重要作用.

从我们开展的物理科技教育活动中看到，只要给学生留出一定的时间、空间，学生是非常乐意参加活动的.学生对“物体自动由低处往高处滚动”感到莫名其妙，对“链条爬坡”表现惊奇，跳绳、电磁灶怎么能发电？对烟雾通过高压静电除尘装置后变得清新感到振奋，对高压下小鸟安然无恙感到不可思议，学生成果汇报“水火箭”表演让校园各楼层都挤满人，争看学生自己的“火箭发射”，六层楼以上的发射高度让大家感叹不已.

在观看宇宙大爆炸、《哈勃望远镜十五年探索》、反物质探索、时间简史、《斯蒂芬霍金的宇宙论》影视和讲座中，学生看到了从来没有看过的物理学的另一片天地.

上海世博会展示的丰富多彩科技成果让参观过的学生享受了一顿“科技大餐”，他们拍摄了大量的照片和录像，收集了许多物理科技方面的资料，也写出了许多生动有趣的感触.例如学生参观中国馆后写道：“许多年前，建筑大多上窄下宽，可它却上宽下窄，这足以显示伟大而古老的中国改革开发以来发生的巨大变化.做事不必拘泥于前人的格式，一件本来已经很好的事或前人固定做法的事反过来做或许会起到新颖的效果甚至更具吸引力”.世博参观活动，极大的开拓了学生的视野和想象力，调动了学生学习物理的兴趣和探索的欲望，使他们对科学的未来充满了憧憬.

通过物理科技教育活动，使学生既学习了科学知识，又增强了实践能力和创新意识，更激发了学生的好奇心、探索欲望和激情，很好地落实了新课程具体目标中的学生情感态度与价值观的培养.我们还需要积极探讨物理科技教育活动在新课程中起到的作用［3］，探讨如何将科技教育活动更好的引进到中学物理教育中去，探索科技教育活动的模式和规律，创新教学理念，推动此项活动向深层次发展.

1 宣桂鑫.科技博物馆的物理文化与教育功能.物理通报，2007（8）：43－46

2 王秀红，高晓伟.新课程背景下科技教育课程结构的构建.现代中小学教育，2005（7）：25－27