例析“格致物理實驗社”中六種類型的科技活動

付金喜

(天津經濟技術開發區第二中學 天津 300457)

我校的科技社團“格致物理實驗社”成立于2012 年，到現在已經持續開展了 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，學生們從帶有濃郁科技特色的不同活動中學到了知識，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，從各個層面促進了自身整體科學素質的提升。

具體來說，在科技實踐活動之初，我們就決定設計和規劃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、互相關聯。

6種類型的科技活動以物理學科為切入點，按照環環相扣、殊途同歸、整體推進的方式從不同的層面培養了學生的創新能力，最終達到使其科學素質得到立體式提升的教育目標。

1 制作型科技活動促進學生動手能力的提高

科學家麥克斯韋說過：“實驗的教育價值與儀器的復雜性成反比，學生自制的儀器，雖然經常出毛病，但卻比用仔細調試好的儀器能學到更多的東西。”我國的老一輩物理教育家朱正元教授也有“瓶瓶罐罐當儀器，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，不用過多擔心貴重儀器的賠償問題。學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、規律、原理和公式的理解，從而有效提高學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)，之后進行效果競賽，這極大地激發了學生們參與的積極性，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具活動調動了廣大學生的參與熱情，激發了創作靈感，使學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，凸顯了物理學科動手能力的重要性，促進了學生科學素質的提升。

圖1 學生做水火箭發射準備Fig.1 A student makes ready the launching of a water rocket

圖2 學生發射水火箭Fig.2 Launching a water rocket

2 合作型科技活動培養互助合作的團隊精神

合作活動是學生科技實踐中一個必不可少的環節，也是學生提高科學素質最重要的一方面。《2001—2005 年中國青少年科學技術普及活動指導綱要》和《2001—2005 年中國青少年科學技術普及活動內容與目標》中針對初中生，更明確地在“科學品質的養成”目標中指出要“樂意合作，奮發進取，勝不驕，敗不餒，敢于競爭，敢為人先”，在“科學學習和探究中的競爭和創新”目標中指出“在科學學習和探究過程中學會既合作又競爭”。因此，初中生合作精神的培養是學校開展科技活動的一個重要培養目標。

具體實踐中，格致物理實驗社的同學們來自于學校初高中的不同年級，在每學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行指正、批評和幫助，最終促進學生合作意識、合作精神、合作能力的形成(見圖 3、4)。

圖3 學生合作維修物理儀器Fig.3 Fixing physical instruments together

圖4 學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生的科技視野

參觀型科技實踐活動是指根據教學和科技活動需要，輔導教師帶領學生去科技場館、相關實驗室參觀學習。3年中，同學們去過南開大學泰達學院、天津科技大學理學院、天津市大中教學儀器廠等，了解了精密的光學儀器、見識了大學物理實驗室、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不到的，對學生的影響是深遠的。經過多年的實踐，參觀型科技實踐活動對開闊學生視野、激發興趣、理解知識有明顯的促進作用。通過參觀型科技實踐活動，學生們樹立了愛科學、學科學、用科學的意識，潛移默化中提升了整體科學素質(見圖5、6)。

圖5 學生在大中儀器廠參觀機床Fig.5 Visiting Dazhong Instrument Plant

圖6 學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了學生創新能力的提高

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

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

圖7 學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

科普宣傳是中學科技活動中重要和常見的活動，科普宣傳對于營造學校的科技氛圍、引發學生對科技的濃厚興趣、促進學生科技意識的形成，提高科技素質具有關鍵的作用。

格致物理實驗社以我校一年一度的科技周為抓手，積極號召學生們展示宣傳，通過學校打造的科技平臺，為學生提供展現實踐知識技能和聰明才智的舞臺，提高學生科普意識，樹立科技觀念，培養學生學科學、用科學的良好習慣。逐步使科學知識、科學方法和科學精神深入學生們的內心，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(見圖 9、10)。

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

圖10 觀看的同學興趣很高Fig.10 Students with great interests

6 發明型科技實踐活動促進了學生創新意識和思維的發展

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

圖11 學生根據自己設計的電路圖進行焊接Fig.11 Welding according to a self-designed circuit diagram

圖12 學生們設計的“弓弩”Fig.12 A “crossbow” designed by students themselves

7 結 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，既從不同的側面培養和訓練了學生們的創新能力，也讓學生在活動中認識到了自己某一方面的不足，從而使教師有針對性的輔導和訓練。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。幾年來的實踐讓負責組織的輔導老師也充分意識到，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，更要樹立整體推進的意識，促進學生各個方面科學素質的立體式全面提升。■

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

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

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