科技活動支持下中學物理活動教學的思考

李勸

【摘 要】本文分析活動教學與科技活動的關聯性及其意義，論述活動教學與科技活動關聯應用的途徑：將科技活動引入活動教學課堂，并在課堂教學中推進科技活動，借助科技活動支持活動教學，以促進教學活動開展。

【關鍵詞】中學物理 活動教學 科技活動 支持探索

【中圖分類號】G ?【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2020）04B-0157-03

中小學科技活動是中小學校為了活躍學校科技氣氛、增進學生科學知識而組織學生開展的科學實踐活動。從課程角度來說，科技活動也是一種學校教育課程。由于科技活動所特有的開放性、趣味性、競爭性、創造性以及科學方法的應用，能夠極大地激發中小學生展示創造才能，促進了中小學生學科學、愛科學、講科學、用科學的熱情，達到培養中小學生創新精神和實踐能力，促進中小學生的個性發展和全面發展的目的。

一、活動教學與科技活動關聯性

活動教學是一種通過學生自身體驗與經歷積累來獲得學科基礎知識的教學方式，其教學特點與科技活動有較大的相似性，均需以動手實踐、活動操作來獲取一定的經歷體驗。活動教學與科技活動雖有異曲同工之處，但也有不小差別。

（一）相似性分析。活動教學與科技活動主要相同的特征有：

1.組織上的開放性。活動教學和科技活動均將活動置于開放的環境中，努力開放知識系統，積極敞開學生通往自然的窗口。通過豐富多彩、引人入勝的科學實踐活動，讓青少年在實際操作和科學應用中感受科學技術的魅力。在寓教于樂和活動競賽中親身感到科學就在身邊、探索科學奇境親切而有意義，深刻體會人與自然和諧共生的重要意義，以及科學與技術的相互促進關系，從而培養學生產生探索自然所需的耐性和韌勁。

2.內驅上的自主性。活動教學和科技活動均試圖通過游玩的形式提升學生的學習欲望，使用的方法是通過將許多對立性、矛盾性極強的現象擺在“玩”的環境之中，進而將問題的解決置于他們迫切需要解決的需求中，激勵他們在迫切的需求下學習。從而將外界困難問題轉化為對學生個人有意義的克難攻堅問題，促使學生盡可能多地自覺運用自身觀察、反思鑒別、坦誠交流、從多個層面進行深入思考、實踐操作以及動手解決方式獲取信息作為思維加工基礎，并憑自己以及同伴的能力解決問題。從中培養學生“自愿的學習”的學習品質，激勵和催化他們產生不斷進步的意識。

3.形式上的相同性。活動教學和科技活動的組織形式較為相同，組織的活動通常有以下幾種（如表 1 所示）：

結構決定功能，由此可見活動教學與科技活動對學生的培養有相同的作用。

（二）差異性分析。活動教學與科技活動之間也有許多不同的地方，一般來說，有下面幾種差異（如表 2 所示）。

由以上分析可見，中學物理活動教學與中學科技活動存在著較明顯的差異，不僅反映在內容上，而且反映在時間上、空間上的運用上。但這種差異性卻具有較強的相向互補關系，特別是表現在知識的習得中。活動教學注重科學理論的形成，科技活動注重科學行為達成，這為兩者之間的融合奠定了基礎。

（三）兩種活動的關聯作用。開放意味著選擇，選擇意味著能夠更好地實現高階思維的有效培養。科技活動與活動教學，它們均不把學生的學習作為一種單向接受外部影響的過程，或學生主體單向作用于客體的過程，而把學生的發展機制建立在學生主體與物理環境客體相互作用的能動性與受動性的統一上。鑒于兩者間的相向互補性，在具體的教學實踐中，若將兩者結合起來，將科技活動應用于活動教學中，同時在活動教學中有針對性地開展科技活動，那么，一方面可以解決科技活動與學科教學的不相關性，使更多的學生愛上科技活動、投入科技活動;另一方面可使活動教學得到器材與場地的有效支持，使活動型教學模式在物理學科教學中更加普遍和便捷地得到運用。

二、活動教學與科技活動關聯的意義

活動教學與科技活動能給學生提供更好的知識學習條件，破除機械、冰冷的知識灌輸方式，這是中學物理教學改革的努力方向。在物理活動教學以及學校的科技活動中，學生在教師指導下積極主動參與，通過觀察、實驗、討論、探究、制作等多種實踐的學習活動，拓寬學生發現的眼界，培養他們創新、創造能力，帶給學生對整體物理世界真實和強烈的感受，從而激發學生的內在要求，激活學生生命個體。這種由激活生命個體所構建的帶著鮮明的學生個體的“原創知識”，能夠推動學生不斷進步。

可以把在科技活動下的活動教學方式叫做活動科技教學。比如，在科技活動教學的實踐中，學生制作的“易拉罐電池”、學生用塑料瓶和塑料管制作的“噴泉”以及學生制作的“簡易發動機”“水動力車”、古式“投石機”等系列作品，均有較高的科技含量。他們把課堂學到的“光、電、力”等知識，巧妙地融入自己的制作中。既復習了學到的知識，又把探究到的新知識作為自己進一步學習的階梯，在解決實際問題的動手實踐上涵養了解決科學困難的沖勁和耐力。因此，學生在面臨問題時更愿意獨立思考和動手解決，使其自主學習與終身學習能力均得到加強，其知、情、意各方面得到較全面、和諧、統一的發展。

三、活動教學與科技活動關聯應用途徑

（一）將科技活動引入活動教學課堂。在活動教學中欲將科技活動引入課堂教學，要依托于物理主干知識，選擇那些參與性強的內容作為活動主題。設計有針對性及挑戰性的科技活動，讓參與者在特定的情境與環境中，通過對活動的持續參與與體驗，達到對他人的觀察與評價及自我反省，來獲得感悟與認知。其基本程序如下：

在課堂科技活動中，讓學生通過自己的“游玩”得到豐富的感性認識，以改變學生只注重理論和書本學習的傾向，從而注重體與腦的共同使用。故而應用時不僅要重視外部客體物質活動，而且要重視主體自身體驗操作和思維活動。強調這兩種活動的相互作用，促使外部操作活動和自身體驗思維活動不斷交互作用，通過“做”來深化“想”，通過“想”來促進“做”。常見的三種方式如表 3 所示：

（二）在課堂教學中推進科技活動。在課堂教學中推進科技活動，就是在學習新課時采用事先做或事后開展科技制作方式以輔助教學，以增加學生運用科學知識的能力。在課堂教學中開展科技活動的目的，一是用來探究新課知識，二是運用新課知識。一般有兩方式，如表 4 所示。

（三）利用科技活動推動活動教學。在課堂推進科技活動支持活動教學的過程中，需統籌兼顧好內容選擇與時空關系，既要使學生得到充分的實踐體驗，又要使之能將活動體驗上升至科學概念、形成物理規律上。方式包括：

1.借助科技活動項目推進。精心策劃綜合活動主題，讓學生在主動探索與群體交流相結合的方式下，得以整體把握事物間內在聯系，從而對學科知識得到統一性的領悟。比如，讓學生提交并論述《自行車前、后輪摩擦力研究報告》。報告如下：

（1）內容：研究自行車與地面之間的摩擦力。

（2）器材：自行車、可活動的木板、滾筒。

（3）活動地點：教室。

（4）活動方式：小組合作。

（5）活動內容：

①觀察。觀察自行車的驅動方式及它的動力傳動裝置。

②實驗。其過程如下：

A.如圖 1 所示，將自行車后輪置于滾筒木板上，驅動自行車向前行駛，觀察木板的運動情況;

B.如圖 2 所示，將自行車前輪置于滾筒木板上，推動自行車向前運動，觀察木板的運動情況;

C.如圖 3 所示，將自行車前、后輪分別架在兩滾筒木板上，驅動自行車向前行駛，觀察木板的運動情況。

③報告。概括以上實驗現象，從中說明自行車前、后輪相對于木板的運動情況，以及前、后輪所受摩擦力情況，總結出靜摩擦力與相對運動的關系。

2.借助科技活動作品推進。學生在科技活動中制作有許多科技活動作品，其中用到不少物理原理。這些作品既能使學生感到更親切，又能使學生產生探究物理原理的樂趣。比如，對科技作品拋石機的活動教學功能進行拓展，如圖 4 所示：

（1）請用手中的拋石機無限地擊城門上的士兵，擊石五次，擊中多者為勝。

（2）請改變拋石機高度和前后距離，用平拋的方式擊城門上的士兵，擊石五次，擊中多者為勝。

（3）請你說明，在平拋攻擊士兵的過程中，石子的運動有什么共同特點？石子在每次不同的攻擊運動中有什么不同之處？

（4）你能否概括平拋運動物體的運動特點和運動規律？

中學物理活動科技教學，把兩種分離的活動凝結為一個統一的教學有機體，創造了一種更趨近于問題解決的實際情境。這樣既能在課堂教學中緊扣學科主干知識以推進學校科技活動，又能借助科技活動強化課堂知識的探究與落實。一方面使活動教學得到切實落實，學科知識得到實踐應用;另一方面使科技活動賦予知識含量，解決科技活動中片段化、純操作與學科脫節的問題。這種跨界融合的特殊的授課形式，不僅是教學方式的改變，而且是全新的教育觀念改變。科學教育理應使學生得以自由地發揮、理性地創造，在獲取知識的同時愉快地發展自己。概括起來說，活動科技教學以科技活動的寬度鑄就課堂活動教學的深度，這一方式為培養客觀、理性、動手能力強的建設性的理科學生提供了一條可以借鑒的路徑。

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【基金項目】本文系廣西教育科學“十三五”規劃2019年度A類課題“科技活動室支持下的物理活動教學研究”（立項編號2019A68）研究成果。

【作者簡介】李 勸（1963— ），男，桂林人，大學本科，正高級教師，特級教師，廣西特級教師工作坊坊主，現就職于桂林市田家炳中學。

（責編 盧建龍）