课程的主要学习内容及总体构架:

第一章 科技创新的理论基础概述

第一节 创新基本知识简介

一、创新及意义

二、现代科技创新活动的基本特点

三、加强创新教育及其迫切性

第二节 科学创新思维方法简介

一、科学思维的基本知识

二、创新性思维或创造性思维

三、创新思维方法

第三节 创新技法

一、创新技法的原则及其原理

二、创新的基本进程

三、科技创新的主要技法

（一）组合型创新技法

（二）逆向思考型创新技法

（三）设问型创新技法

（四）演绎推理创新技法

（五）归纳推理创新技法

（六）、类比推理创新技法

（七）移植创新技法

（八）列举分析型创新技法

（九）智力激励型创新技法

（十）信息启发型创造技法

第四节 创新人才培养

一、创新人才培养的意义

二、创新能力的培养

三、创新品质的塑造

四、创新人才培养与物理实验

第二章 物理实验研究的基本思想及方法

第一节 科学研究的思想和方法

一、科学研究的思想和方法

二、科学实验研究的基本要求

第二节 物理实验研究与设计思想方法

一、物理实验的基本思想及实验的观点

二、物理实验研究与设计

三、科学实验研究的基本过程

四、物理实验研究与设计过程

五、物理实验的基本测量方法

六、实验数据处理的常用方法

七、物理实验的基本操作技能与实验原则

第三章 物理实验研究

第一节 基本物理实验研究

第二节 典型物理实验分析与研究

一、关于中学物理实验教学的思考

二、典型物理实验分析与研究

第四章 课外科技活动

第一节 科技活动基本知识简介

一、科学研究及科技活动的实践方法

（一）、科学观察与科学实验

（二）、实地调查——科技活动的重要形式

二、激发兴趣需要、发展科技活动创新原动力

1. 动机分析23

2.从马斯洛的“需要层次论”谈起

3. 从“需要理论”到别样思考

第二节 课外科技活动方法与设计

一、科技活动的教育目标

二、科技活动的方法与设计

第三节 课外科技活动

一、做学生科技活动和创新教育的促进者

二、做学生科技活动的研究者和建设者

二、课程学习的任务

1.科技创新的理论基础。重点学习创新技法。

2.物理实验研究的基本思想及方法。重点物理实验的基本思想和实验的观点；物理实验研究与设计。

3.物理实验研究：重点学习典型物理实验分析与研究。

4.课外科技活动：科学研究及科技活动的实践方法；激发兴趣需要、发展科技活动创新原动力；做学生科技活动的促进者、研究者和建设者。

三、课程学习目标

1. 掌握创新的基本理论

在科学研究和科技创新活动中所总结的科技发明创新原则、原理、完成创新活动的具体方法和技巧等内容称之为创新技术理论。用以指导人们有效地开展创新活动并成功完成创新任务。

2. 应用创新技法解决实际问题

创造技法是创造方法、创造经验、创造技巧的总和，它是完成创造活动的强有力武器和必要手段，它来源于创造实践并服务于创造实践。

创新技法：就是指人们进行创新活动时所运用的具体方法和实施技巧。

创造技法的建立和发展：

一是依赖于创造原理对创造活动的指导作用；

二是依赖于人类社会对创造活动的客观需求；

三是依赖于人类对创造活动的经验总结；

四是依赖于科学技术对创造活动的推动促进。

创造技法的作用主要体现在以下四个方面：

一是有助于人们在发明创造活动中提出新问题；

二是有助于人们在发明创造活动中形成新概念；

三是有助于人们在发明创造活动中产生新设想；

四是有助于人们在发明创造时提高效率。

笛卡儿：“最有用的知识是关于方法的知识。”

感悟：人们往往将一个人拥有的东西称为其财富，其实他真正的财富是获得这些东西的方法。

核心目标是：应用创新思维和创新方法指导物理实验研究、指导科技活动；将创新技法迁移、拓展到物理实验研究和科技活动之中。应用创新思维和创新方法具体解决实际问题的能力。

3.感悟物理实验的观点

物理学科是一门实验学科，它的理论植根于科学实验，而且最终要接受实验的检验．同时，物理实验是一门突出实践性的课程，它在学生能力发展方面发挥不可或缺的重要作用。

物理实验的基本思想及实验的观点:

物理学家们在进行物理学研究时，通常采用下列方法：首先，通过观察与实验认识研究对象的主要特征；接着，凭借理性思维提出假说，设法建立理想模型，运用数学语言对假说进行定量描述；最后，用实验对定量描述的内容加以检验和修正，使假说成为科学结论从而完成建立物理理论的第一个“循环”．随着研究的深入，可能会出现一些理论解释不了的新问题，需要采用更先进的观察实验手段、数学手段或其他手段进入下一个层次的循环，以达到认识的深入和理论的更趋合理和完善．可见，物理学是以实验为基础的科学，即实验的观点。

物理学及自然科学研究从通过观察与实验认识研究对象的主要特征开始，经过提出假说建立理想模型，到最后用实验检验和修正，建立科学的物理理论。物理学是以实验为基础的科学．在物理学发展中，物理实验方法是物理学家研究物理学的重要方法。

伽利略开创性研究所体现的思想和方法

从伽利略开创性的研究，我们不难总结出以下几点：

第一，伽利略不满足于定性的思维过程，他用实验来验证理论，而且把实验与数学结合起来，使研究精确定量化。

第二，思辨中，可以有意识地抛开一些次要因素，设想实验在理想的条件下进行，这种理想实验方法的提出，在以后的科学研究中起了非常重要的作用。

第三，用简单的仪器设备，并开创性地使实验、观察与理性思维相结合，发现非常基本、重要的科学概念，使实验结果上升到普遍的理论高度。

第四，科学实验可以检验任何理论或发现的真理性

这使我们理解，为什么爱因斯坦要说“伽利略的发现以及他所用的科学推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端”．也使我们理解为什么时至2002年，伽利略的斜面实验还被英国著名的《物理学世界》杂志评为历史上“最美丽”的十大实验之一。

物理实验方法的特点及其在科学研究中的作用。

物理实验，作为一种科学研究的方法，有其重要的特点:

①物理实验可以纯化研究对象。

②物理实验可以强化研究对象，能够保证在各种特殊条件下进行研究，从而导致新发现

③任何实验中做出的新发现，都必须能够被其他人的重复实验所证实，才能得到公认，才称得上真正的新发现。

4.感悟科学精神、人文精神、实验物理思想、实验方法

典型物理实验内容包含在物理学发展过程中具有里程碑意义实验、在现代物理学建立过程中具有重大意义的实验、在当代物理学以及、自然科学发展以及高新技术具有重要应用价值的物理实验。

典型物理实验从大量基本物理实验中遴选了具有物理思想突出、实验方法典型、实验设计精巧和实验技术应用广泛的一组有代表性的物理实验。通过这些实验的研究和感悟，培养实验者科学精神和人文精神，拓展科学研究能力和实践能力，发展独立个性和创造精神，服务教学实践和人才培养。

基本实验学习以自主探究学习为主，可通过课程网络平台广泛交流。重点研究内容包括：实验发展历程和应用；实验物理思想和实验方法；实验关键因素及过程；实验物理思想及方法创新、迁移应用探讨。

在物理实验研究与设计的过程中首先要研究、感悟实验的物理思想、物理模型，体会实验方法，进而需要独立进行实验方案的设计、实验仪器的选配、实验结果的分析和对实验问题的进一步研究。

通过对物理实验的研究与设计，对学生进行的介于教学实验与实际科学实验之间的、具有对科学实验全过程进行初步训练特点的教学实验．它的目的在于为学生营造一个自主学习、自行设计和自由发挥的研究性训练氛围，尽可能地激发学生的潜能，强化培养学生的创新意识和提高学生的从事研究的实践能力。

5.科技活动营造氛围，激发兴趣，培养好奇心，发展能力

科技活动以科技知识为载体，以科学研究实践活动为主要形式，以培养学生的科技意识、科学爱好、探究能力、实践能力和发展学生的创造力为目标，是素质教育的重要组成部分．因而，学习掌握科技活动的基本知识，指导科技活动科学有效开展就显得十分必要。

科技活动以科技知识为载体，以实践活动为主要形式，科技活动的主要内容就是科学研究的实践活动。科学研究首先要面对客观存在的事实，详细地占有研究所需要的现象、事实过程、数据资料等，这就需要进行科学的观察、实验和深入现场的实地调查．我们将科学观察、科学实验和实地调查统称为科学研究及科技活动的实践方法。

科学研究及科技活动的实践方法主要包括：

科学的观察； 

科学实验；

实地调查。 

科学观察与科学实验

科学观察：人们有目的、有计划地对自然现象在自然发生的条件下进行考察的方法称为观察；科学实验：人们根据研究的目的，利用科学仪器、设备等，人为地控制(模拟)自然现象或社会现象，排除干扰，突出主要因素，在有利的条件下去研究自然规律或社会规律的方法称为实验。

科学观察和科学实验是科技活动的主要内容之一:

①科学观察是获得科学事实和科技活动的基本方法。

② 科学实验是科学发展的源泉、动力和检验标准，也是科技活动的主要内容。

实地调查——科技活动的重要形式

到事件发生的现场，面向具体的人或事，运用观察、询问、测量等方式收集事实和数据，再通过对事实资料的思维加工，分析事件发生和变化的过程，揭示现象的本质特征，作出描述性或相关性判断的科学方法，称为实地调查．实地调查既是科学研究的实践方法也是科技活动重要形式.本节着重讨论实地调查的原则和具体实施中采用的方法。

科技活动设计思路：

以实验观察为切入点——通过自主探究实验训练——发展到科技活动

四、课程学习方式

本节从大量基本物理实验中遴选了具有物理思想突出、实验方法典型、实验设计精巧和实验技术应用广泛的一组有代表性的物理实验。通过这些实验的研究和感悟，培养实验者科学精神和人文精神，拓展科学研究能力和实践能力，发展独立个性和创造精神，服务教学实践和人才培养。

基本实验学习以自主探究学习为主，可通过课程网络平台广泛交流。重点研究内容包括：实验发展历程和应用；实验物理思想和实验方法；实验关键因素及过程；实验物理思想及方法创新、迁移应用探讨。

五、物理实验和科技活动是学生能力发展的主要途径

教育、科技和人才，是国家强盛、民族振兴的基石，也是综合国力的核心。

人才培养：营造宽松氛围，激发兴趣和需要，培养好奇心和独立评判精神，发展独立思考和解决实际问题的能力。