探究科技創新活動與物理學科核心素養培養的有效銜接

科技創新是推動社會進步的重要力量，而物理學科作為自然科學中的重要學科之一，在推動科技創新方面也發揮著重要作用。培養物理學科核心素養是當前物理學科教育的趨勢，其內容涉及物理知識、物理技能、物理科學思維和物理價值觀等多個方面。通過教師的積極引導和學生的創新實踐，不斷提升學生的物理學科核心素養，將有助于推動科技創新活動的深入開展，推動物理學科教育的不斷發展。本文旨在探究科技創新活動與物理學科核心素養培養的有效銜接，以期為科技創新教育提供借鑒和啟示，并為培養學生物理學科核心素養助力。

一、科技創新活動和物理學科核心素養的相關性

科技創新活動，指通過新的科學技術手段，發掘、探究和創造新的科技成果和創新成果，推動社會進步和發展，科技創新活動包括但不限于科研、科普、科技展覽、科技競賽等各種形式。物理學科核心素養即指學生在物理學科學習中所需要掌握的知識和能力，這些知識和能力包括物理學概念的理解和應用、科學思維的培養和創新能力的鍛煉等。兩者有著密切的相關性。

首先，科技創新活動是培養物理學科核心素養的重要形式。通過參與科技創新活動，學生可以運用所學的物理學知識，探究問題，解決問題，并且在實踐中更好地鞏固和深化所學的知識。

其次，物理學科核心素養是科技創新活動的重要支撐。在科技創新活動中，需要學生具備科學思維、創新能力、實踐能力等一系列素質，而這些素質正是物理學科核心素養的重要組成部分。

最后，科技創新活動和物理學科核心素養培養都是提高學生綜合素質和競爭力的重要途徑之一。通過參與科技創新活動和提升物理學科核心素養，學生可以獲得更為廣泛和深人的知識和技能，同時也可以獲得更多的實踐機會和鍛煉機會，從而提高自己的綜合素質和競爭力。

二、科技創新活動與物理學科核心素養培養的有效銜接

科技創新活動與物理學科核心素養培養的有效銜接是一個非常重要的議題，其重要性在于二者關系到學生的綜合素質和未來發展，同時也與科技創新能力的提升息息相關。筆者將從物理學科核心素養和科技創新活動兩個方面，深人探究如何通過科技創新活動促進學生物理學科核心素養的提升，進而提高學生在科技創新競爭中的能力和競爭力。

（一）科技創新活動促進學生物理學科核心素養的發展

科技創新活動作為一種特殊的學科活動，其目的是通過科技創新和實踐活動來促進學生的創新思維能力、實踐動手能力及科學素養的提升。而物理學科作為一門重要的自然科學學科，具有深厚的理論基礎和廣泛的應用領域。在科技創新活動中，物理學科的知識和技能可以被廣泛應用，而且物理學科的實驗技能和數據處理能力也對科技創新活動的開展具有至關重要的作用。

在科技創新活動中，學生需要通過實際操作和實踐來提高自己的實驗操作技能和數據處理能力。而在物理學科中，實驗、數據處理和建模等技能也是學生必須掌握的技能。這些技能的掌握不僅可以幫助學生更好地理解物理學知識，還可以為科技創新活動的開展提供技能保障。例如，在機器人設計和智能控制領域，需要使用傳感器、運動學等物理學知識和技能，才能實現機器人的設計和控制。

在科技創新的過程中，學生會遇到各種各樣的問題。他們必須使用科學的思維方法來有效地解決這些問題，這個過程間接地培養了學生的物理思維能力。然而，學生尋找解決問題的方法時，經常會遭遇失敗和挫折。這種經歷對于學生的成長非常重要，因為它促使他們找出失敗的原因，改進方法，并尋找新的解決問題的方法。通過這種學習方式，學生不僅能夠克服心理障礙，還能夠培養不畏困難、不怕失敗、積極探索的學習品質，這些品質對于他們未來的發展非常有益。在科技創新活動中，學生可以通過組隊合作、創新思考、團隊溝通等活動來培養團隊協作和溝通能力，促進自身物理學科核心素養的發展。

（二）物理學科核心素養提升學生在科技創新活動中的競爭力

物理學科核心素養是指學生必須掌握的物理學科核心知識體系和物理學實驗、數據處理、建模等核心技能。這些素養是學生在科技創新活動中必須具備的能力，同時也是學生未來在物理學科和相關領域中競爭和發展的關鍵能力。在科技創新活動中，學生需要具備良好的物理學科核心素養，才能更好地完成科技創新活動并在其中獲得成功。

具體來說，在科技創新活動中，物理學科核心素養對于學生的競爭力和成績具有至關重要的影響。首先，學生需要具備良好的物理學科理論知識。這種理論知識的掌握可以幫助學生更好地進行科技創新活動，并且可以為科技創新活動中出現的問題提供解決方法。其次，學生需要具備一定的實驗技能、數據處理技能和建模能力，以便更好地應對科技創新活動中出現的問題和挑戰。這些技能的掌握不僅可以為科技創新活動的順利開展提供技術支持，還可以培養學生的實踐能力和應變能力。

另外，在科技創新活動中，學生還需要具備創新思維能力、創新精神、團隊協作能力和溝通能力等，這些都是物理學科核心素養的基本內容，物理學科中的探究性學習、實驗設計和實驗數據分析等活動可以培養這些能力。培養物理學科核心素養，不僅可以為科技創新活動的順利開展提供保障，還可以培養學生的團隊協作和溝通能力，提高學生在團隊合作中的競爭力和表現能力。

（三）科技創新活動與物理學科核心素養培養的有效銜接方式

實現科技創新活動與物理學科核心素養培養的有效銜接，是一個涉及教育理念更新、教學模式創新以及學生創新能力培養的系統工程。以下是從多個角度探討實現二者有效銜接的建議：

1.確立以學生為中心的教學理念

傳統的物理教學，往往注重知識的傳授而忽視了學生主動性的發揮。要實現科技創新活動與物理學科核心素養培養的有效銜接，首先需要教師轉變教育觀念，從“教”向“學\"轉變，激發學生的興趣，鼓勵他們主動探索未知領域。

2.構建基于項目的學習模式

項目式學習是一種以學生為中心的學習方法，通過解決真實世界的問題來促進學習者對知識的理解和應用。在物理教學中，教師可以設計一些貼近生活實際或者有關前沿科技領域的項目，如太陽能汽車、風力發電機等，讓學生在完成項目的實踐中深入理解物理概念，并鍛煉他們的創新思維能力。

3.利用信息技術輔助教學

隨著互聯網技術的發展，利用數字化資源進行個性化學習已成為可能。教師可以借助虛擬實驗室、在線課程平臺等信息化手段，為學生提供豐富的學習資源和支持，幫助他們在自主探究過程中提高解決問題的能力。

4.強化實驗操作能力的培養

物理是一門實驗學科，實驗教學對于培養學生的核心素養至關重要。學校應加強實驗設施建設和師資隊伍培訓，確保每個學生都有足夠的機會參與動手實驗。同時，還可以組織科技節、小發明大賽等活動，激發學生的好奇心和創造力。

5.鼓勵跨學科融合

現代科學技術的發展呈現出高度交叉融合的趨勢。因此，在進行科技創新活動時，應打破傳統學科界限，鼓勵學生結合物理與其他學科，如化學、生物、信息技術等，進行跨學科研究，這有助于開闊學生視野，提升學生綜合運用知識解決復雜問題的能力。

6.營造良好的校園文化氛圍

一個鼓勵創新、容忍失敗的文化環境對于培養學生創新精神具有不可替代的作用。學校應當樹立正確的評價導向，不僅僅關注考試成績，更重視學生在學習過程中的表現和成長；同時，開展豐富多彩的科技活動，讓每一個學生都能找到展示自我才華的舞臺。

7.加強家校合作

家庭是孩子成長的第一所學校。家長的支持與配合對于學生參與科技創新活動非常重要。學校可以通過家長會、講座等形式，普及科學教育的重要性，指導家長如何在家里為孩子創造探索科學的環境。

三、科技創新活動與物理學科核心素養培養有效銜接的措施

（一）設定明確的目標

明確科技創新活動的目標是實現科技創新活動與物理學科核心素養培養有效銜接的關鍵步驟之一。在制訂目標時，應確保它們直接指向物理學科核心素養，如實驗探究能力、邏輯思維能力和創新意識等。具體來說，可以設立如下目標：通過參與設計和實施實驗，學生能夠獨立提出假設、設計實驗方案并分析實驗結果；通過解決開放性問題，鍛煉學生的邏輯思維能力，使他們學會系統地分析問題并提出合理的解決方案；通過鼓勵學生探索未知領域，激發他們的創新意識，促使他們勇于嘗試新思路和方法。這樣的目標設置不僅有助于學生在物理學習中取得進步，還能培養他們成為具備綜合能力的未來人才。

（二）設計合理的評估方法

設計能夠反映學生在科技創新活動中所展現出來的物理學科核心素養的評估指標。具體的評估指標可以包括以下幾點：項自報告的質量，考查學生能否清晰表述科學問題并找到合理的解決方案；實驗記錄的完整性與準確性，反映學生在實驗設計與操作中的嚴謹態度；團隊合作的表現，評估學生在小組討論中的溝通協調能力和集體決策中的貢獻；解決問題的能力，則通過觀察學生面對技術難題時的反應，判斷其邏輯思維及創造性解決問題的能力。此外，還可以通過學生的自我反思報告來了解其對自身成長的認知程度，進一步完善評估體系。這些多維度的評估能夠全面衡量學生在科技創新活動中的表現及成長。

（三）實施前后的比較研究

在實施科技創新活動前后對學生進行測試或問卷調查，是一種有效的評估手段。前測可以用來獲取學生初始狀態的數據，包括他們對物理基礎知識的掌握程度、技能的應用水平以及對待學習的態度。后測則是在活動結束后進行，用以評估學生在參與科技創新活動后的變化。通過比較前后測試的結果，可以直觀地看出學生在物理概念的理解、實驗操作技巧、解決問題的能力等方面是否有顯著提升。此外，問卷調查還可以涵蓋學生的學習興趣、參與意愿、團隊合作感受等多個方面，幫助教育者深入了解科技創新活動對學生的影響，從而判斷活動的有效性并作出相應的調整。

（四）案例分析

分析成功案例可以幫助教師總結科技創新活動在提升學生物理學科核心素養方面的具體效果。例如，在某個成功的案例中，學生通過參與機器人設計與制作項目，不僅掌握了機械結構、電路原理等物理知識，還提高了編程能力和邏輯思維水平。該項目要求學生自行設計實驗來測試機器人的性能，從而提升了他們的實驗探究能力。此外，團隊分工合作完成任務的過程也能夠提升學生的溝通與協作能力。通過對這些案例的研究，可以發現，明確的學習目標、真實的實踐環境、積極的師生互動和支持性的評估機制等因素對科技創新活動的順利開展具有重要影響。這些要素共同作用，促進了學生物理學科核心素養的全面發展。

（五）教師反饋

收集教師對于科技創新活動的看法和建議是評估其效果的重要途徑之一。教師作為活動的指導者和觀察者，能夠提供寶貴的建議。他們可以從專業角度出發，評估這類活動是否有助于學生物理學科核心素養的發展。例如，教師可能會指出，科技創新活動讓學生有機會將抽象的理論知識應用于實踐中，從而加深理解；或者，教師會強調這類活動激發了學生的好奇心和探索欲，促進了學生自主學習的能力。同時，教師也能提出改進建議，如加強理論與實踐的結合、提供更多技術支持或優化評估標準等，以進一步增強科技創新活動對學生發展的積極作用。通過這種方式，可以確保活動更加符合教學自標，真正服務于學生的能力培養。

結語

精心設計科技創新活動，能夠有效地促進學生物理學科核心素養的全面提升。本研究不僅驗證了科技創新活動對學生實驗探究能力、邏輯思維能力及創新意識等方面的積極影響，還提出了切實可行的評估框架與改進措施。未來，教育者應繼續深化教育改革，將科技創新活動融入日常教學之中，激發學生的學習熱情，培養具備扎實物理基礎與卓越創新能力的新時代人才。推動物理教育向著更加科學、高效的方向發展。

參考文獻：

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責任編輯：唐丹丹