創(chuàng)客教育理念下的物理教學(xué)模式探究

余憲澤

摘要：物理教學(xué)擔(dān)負(fù)著學(xué)生科學(xué)實(shí)踐精神和能力的培養(yǎng)，傳統(tǒng)教學(xué)模式下學(xué)生創(chuàng)新能力沒有得到有效的發(fā)展.本文聚焦物理課堂教學(xué)，從創(chuàng)客教育的理念視角重塑物理課堂教學(xué)過程，提出了M-P教學(xué)模式，該模式由情懷故事引入、簡單任務(wù)模仿、知識要點(diǎn)講解、擴(kuò)展學(xué)習(xí)任務(wù)、協(xié)同學(xué)習(xí)任務(wù)、小組成果分享環(huán)節(jié)構(gòu)成，M-P模式豐富了學(xué)生的情感世界，提升了解決問題的能力，促進(jìn)了創(chuàng)新能力的發(fā)展，對物理教學(xué)具有一定的借鑒作用.

關(guān)鍵詞：創(chuàng)客教育；物理；M-P教學(xué)模式

1問題提出

隨著新課程、新高考改革的不斷推進(jìn)深入，物理學(xué)科對人才發(fā)展的支撐作用發(fā)生巨大變化.《普通高中物理新課程標(biāo)準(zhǔn)》對高中物理的課程性質(zhì)或者說人才培養(yǎng)要求進(jìn)行了明確規(guī)定，其中關(guān)于“增強(qiáng)創(chuàng)新意識和實(shí)踐能力”[1]尤為醒目，這與新時(shí)期國家所倡導(dǎo)的“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”是一脈相承的.然而，現(xiàn)實(shí)高中物理教學(xué)中，學(xué)生的物理學(xué)科的實(shí)踐能力不容樂觀，學(xué)生對物理學(xué)科的認(rèn)識僅僅局限于“實(shí)驗(yàn)”和“做題”，提升學(xué)生物理學(xué)科素養(yǎng)的方法似乎窄化為“題海戰(zhàn)術(shù)”，所以學(xué)生創(chuàng)新意識和能力不強(qiáng)自然也就在情理之中.

“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”.古人對創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)已經(jīng)有清晰的思路，放到物理學(xué)科概括起來就是除了重視課本學(xué)習(xí)、試題訓(xùn)練，更要重視在實(shí)踐中學(xué)習(xí)，即在“做中學(xué)”.動(dòng)手是一種能力，更是一種學(xué)習(xí)的過程.物理學(xué)科作為與生活緊密關(guān)聯(lián)的基礎(chǔ)學(xué)科，其本身就強(qiáng)調(diào)動(dòng)手學(xué)習(xí)，強(qiáng)調(diào)“做中學(xué)”是物理學(xué)科內(nèi)涵的體現(xiàn)，也是實(shí)現(xiàn)物理課程性質(zhì)的必然要求.

2創(chuàng)客教育及其理念

21創(chuàng)客教育

創(chuàng)客教育是創(chuàng)客文化與教育的結(jié)合，基于學(xué)生興趣，以項(xiàng)目學(xué)習(xí)的方式，使用數(shù)字化工具，倡導(dǎo)造物，鼓勵(lì)分享，培養(yǎng)跨學(xué)科解決問題能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和創(chuàng)新能力的一種素質(zhì)教育[2].創(chuàng)客教育是“知識創(chuàng)造”取向?qū)W習(xí)理論的體現(xiàn)，可以在一定程度上解決學(xué)習(xí)的“知識傳承”隱喻帶來的困擾，反映了人類學(xué)習(xí)從知識傳承到知識創(chuàng)造的訴求[3].

22創(chuàng)客教育理念

創(chuàng)客教育背后蘊(yùn)含著豐富的教育理念，其中最突出的是美國實(shí)用主義教育家杜威提出的“做中學(xué)”（Learning By Doing）的思想.“做中學(xué)”也就是“從活動(dòng)中學(xué)”、“從真實(shí)體驗(yàn)中學(xué)”，將所學(xué)知識與生活聯(lián)系起來，知行合一[4].除了“做中學(xué)”，快樂教育也是創(chuàng)客教育背后的重要理念.創(chuàng)客教育既是“做中學(xué)”，也是“做中玩”.當(dāng)然STEAM教育也是創(chuàng)客教育的理論基礎(chǔ)，創(chuàng)客教育為STEAM教育的實(shí)現(xiàn)提供了環(huán)境、平臺和過程.

創(chuàng)客教育理念進(jìn)一步重申了“做中學(xué)”和“快樂學(xué)習(xí)”的重要性，其在物理教學(xué)方面具有實(shí)現(xiàn)意義.從宏觀上看，它為物理課程教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供了切實(shí)可行的實(shí)施路徑，在創(chuàng)客教育火熱的大背景下，物理學(xué)科教學(xué)有望借力創(chuàng)客教育發(fā)展在“做中學(xué)”和“做中玩”實(shí)現(xiàn).

221必要性

物理學(xué)科教學(xué)不僅需要“紙上練兵”，需要操作實(shí)驗(yàn)，更要應(yīng)用知識進(jìn)行創(chuàng)造.物理知識能夠被用出來，而且成為真實(shí)作品，甚至可以改善我們的生活，這本來就是物理教學(xué)的目的和意義.

如果物理教學(xué)僅僅偏向于理論學(xué)習(xí)，導(dǎo)致學(xué)生所掌握的是沒有內(nèi)涵和情感的知識，不利于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的形成.創(chuàng)客教育可以極大改善這一現(xiàn)狀，它將知識學(xué)習(xí)和知識應(yīng)用統(tǒng)整在一起，采用項(xiàng)目式學(xué)習(xí)將知識建構(gòu)融合在活動(dòng)項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)之中，有助于提升學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識.

222可行性

創(chuàng)客教育理念在物理教學(xué)中應(yīng)用的可行性邏輯源于對STEAM教育的思考.STEAM教育是科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engine）、藝術(shù)（Art）與數(shù)學(xué)（Mathematics）的簡稱[5]，而現(xiàn)實(shí)生活中物理學(xué)是科學(xué)的重要內(nèi)容，是技術(shù)和工程的核心理論基礎(chǔ)，與數(shù)學(xué)更是一家親.物理在STEAM教育中占有重要角色，而創(chuàng)客教育又是STEAM教育的實(shí)現(xiàn)形式，因此將創(chuàng)客教育的理念應(yīng)用于物理學(xué)科教學(xué)是可行的，也是有意義的.

3創(chuàng)客教育理念下的物理教學(xué)模式

在創(chuàng)客教育理念的指導(dǎo)下，結(jié)合高中物理學(xué)習(xí)特點(diǎn)以及新課程標(biāo)準(zhǔn)對協(xié)作學(xué)習(xí)、知識學(xué)習(xí)、創(chuàng)新能力培養(yǎng)的要求，本文構(gòu)建了創(chuàng)客教育理念下的物理教學(xué)模式，簡稱M-P教學(xué)模式（M代表Maker educaiton，P代表Physics），如圖 1所示.

31模式的內(nèi)涵

M-P教學(xué)模式在結(jié)構(gòu)上由六個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成，分別是情懷故事引入、簡單任務(wù)模仿、知識要點(diǎn)講解、擴(kuò)展學(xué)習(xí)任務(wù)、協(xié)同學(xué)習(xí)任務(wù)、小組成果分享.該模式與傳統(tǒng)物理教學(xué)模式有極大的不同，其知識的學(xué)習(xí)是依賴于完成動(dòng)手作品的需要，動(dòng)手制作作品既是知識需求的動(dòng)力來源，同時(shí)又是深化知識的重要途徑，“簡單任務(wù)模仿”與“擴(kuò)展學(xué)習(xí)任務(wù)”扮演了這樣的角色.教育是需要講情懷的，為什么講情懷，而不沿用傳統(tǒng)的“創(chuàng)設(shè)情境”，這是因?yàn)榻逃鎸Φ氖腔钌娜?，從人性角度來看，體現(xiàn)了對人情感需求的尊重；從學(xué)習(xí)的角度來看，賦予情感的學(xué)習(xí)過程更能吸引學(xué)生更多投入.而“創(chuàng)設(shè)情境”則體現(xiàn)在知識層面，架起新舊知識的連接.“協(xié)作”與“分享”是創(chuàng)客教育的核心要素，同時(shí)也是物理教學(xué)的價(jià)值追求.在協(xié)作共贏中完成作品創(chuàng)作，在成果分享中實(shí)現(xiàn)智慧碰撞.

32模式的過程

321情懷故事引入

教學(xué)目的不僅在于傳授知識，同時(shí)具有文化和價(jià)值傳承的功能.情懷故事引入是一種將情感融入情境創(chuàng)設(shè)，但卻比情境創(chuàng)設(shè)更富人情味的一種教學(xué)方式.它將學(xué)習(xí)內(nèi)容與世間情感聯(lián)系在一起，譬如親情、友情等，觸動(dòng)學(xué)生的心弦，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣.《傳感器》是高中物理選修模塊3-2的內(nèi)容，課標(biāo)要求學(xué)生知道“信號間轉(zhuǎn)換”與“傳感器原理”，了解傳感器應(yīng)用.本節(jié)課，教師營造這樣的一個(gè)情感主題：南方夏天天氣變幻莫測，媽媽晾曬的衣服經(jīng)常因突如其來的暴雨淋濕，工作勞累回家后還要重新清洗衣服，如何減輕媽媽的負(fù)擔(dān)，讓媽媽能夠輕松點(diǎn)，讓同學(xué)們出謀劃策，能不能設(shè)計(jì)出好的工具.endprint

322簡單任務(wù)模仿

簡單任務(wù)模仿可以讓學(xué)生通過動(dòng)手知道“這是什么”，通過感官刺激建立初步印象，激發(fā)知識學(xué)習(xí)的動(dòng)力.簡單任務(wù)模仿要把握好“簡單”、“模仿”二詞，要讓學(xué)生能夠迅速上手，不能遇到太大的動(dòng)手操作障礙（當(dāng)然可以出現(xiàn)知識理解上的障礙），同時(shí)也是節(jié)省時(shí)間的需要，另外教師的示范很重要，關(guān)鍵細(xì)節(jié)的展示務(wù)必清晰可辨別.學(xué)生在模仿的過程中會產(chǎn)生很多疑問，教師不必過多解釋，讓學(xué)生保持期待的心情為知識要點(diǎn)學(xué)習(xí)做好鋪墊.在《傳感器》一節(jié)，教師可以設(shè)計(jì)利用雨滴傳感器來提醒道路濕滑的簡單任務(wù)，所需材料為Arduino主控板、雨滴傳感器、蜂鳴器.這個(gè)小作品有這樣的功能，當(dāng)傳感器上有水滴時(shí)，蜂鳴器報(bào)警，提醒路人小心；當(dāng)傳感器沒有水時(shí)，蜂鳴器不工作.

323知識要點(diǎn)講解

當(dāng)完成了簡單任務(wù)后，學(xué)生有很多疑惑，也會思考其中的原理，對新知識的學(xué)習(xí)熱情異常高漲.“不憤不啟，不悱不發(fā)”，此時(shí)教師則需要根據(jù)匯總起來的學(xué)生疑惑進(jìn)行新知識的講解，學(xué)生在明白簡單任務(wù)原理的過程中也就掌握了知識的學(xué)習(xí).依然是《傳感器》中的雨滴傳感器，教師引導(dǎo)學(xué)生觀察傳感器的構(gòu)造，并結(jié)合雨水的特性，研究發(fā)現(xiàn)傳感器面板上交織著兩個(gè)電極，平常類似于斷開的狀態(tài)，當(dāng)有雨水時(shí)相當(dāng)于閉合的狀態(tài)，電路導(dǎo)通，蜂鳴器響.

324擴(kuò)展學(xué)習(xí)任務(wù)

對學(xué)生而言，應(yīng)用新知是他們最有成就感的時(shí)刻.通過前面的知識學(xué)習(xí)學(xué)生對新知識已經(jīng)有較深入的認(rèn)識，并且利用所學(xué)知識來解決課前教師提出的問題心情十分急切.教師可以與學(xué)生一起頭腦風(fēng)暴，利用思維導(dǎo)圖工具對目標(biāo)作品的可行性和實(shí)施路徑進(jìn)行詳盡分析，以明確下一步協(xié)同學(xué)習(xí)的思路.情懷故事引入環(huán)節(jié)要求學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)下雨天所晾曬衣服不被淋濕的工具，很容易想到這個(gè)工具是一個(gè)智能晾衣架.通過簡單任務(wù)模仿，學(xué)生對智能晾衣架的原理不再陌生，下雨的時(shí)候，衣架能自動(dòng)收回，將衣服置于室內(nèi)；雨過天晴后，又把衣服推到室外.然而“知道是什么”與“如何實(shí)現(xiàn)”之間有巨大的鴻溝，

創(chuàng)客教育理念認(rèn)為只有將想法做出來了，實(shí)現(xiàn)了才算是達(dá)到目標(biāo).接下來需要學(xué)生通過小組協(xié)作，在教師提供的材料下實(shí)現(xiàn)想法向作品的轉(zhuǎn)化.

325協(xié)同學(xué)習(xí)任務(wù)

擴(kuò)展的學(xué)習(xí)任務(wù)是一個(gè)綜合的、復(fù)雜的、多知識應(yīng)用的項(xiàng)目，一般需要學(xué)生通過協(xié)作才能完成.協(xié)作的過程伴隨著討論、思辨、分工、動(dòng)手、嘗試以及其他各種困難，學(xué)習(xí)小組通過這種歷練加深了新知識的理解，提升了知識應(yīng)用能力，更獲得了一系列有關(guān)問題解決的優(yōu)秀品質(zhì).“智能晾衣架”的制作是一個(gè)工程問題，其中涉及雨滴傳感器原理、電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等問題，涉及物理學(xué)知識的多個(gè)方面，需要學(xué)生結(jié)合實(shí)際需求以及已知材料進(jìn)行合理化設(shè)計(jì)，分工協(xié)作，模塊化實(shí)施，最終匯聚成成品.

326小組成果分享

創(chuàng)客教育注重成果分享，物理教學(xué)同樣需要分享來激發(fā)學(xué)習(xí)的成就感.成果分享以小組的形式來實(shí)施，小組成員圍繞作品的原理、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)等方面進(jìn)行解說，在此期間，班級其他同學(xué)對作品進(jìn)行提問.通過不同觀點(diǎn)的交鋒，學(xué)生進(jìn)一步加深了對新知識的理解.當(dāng)所有小組展示結(jié)束后，小組作品擺放在講臺，供全班同學(xué)投票，選出最切合實(shí)際需求、實(shí)用性強(qiáng)、制造工藝簡單、成本最低的作品.

4結(jié)束語

本文介紹了創(chuàng)客教育理念下的適用于物理教學(xué)的M-P教學(xué)模式，該教學(xué)模式從全新的角度重構(gòu)了物理教學(xué)過程，將知識的學(xué)習(xí)融入到作品設(shè)計(jì)制作過程中，通過“做中學(xué)”、“快樂學(xué)習(xí)”來掌握基本知識和基本技能，豐富了學(xué)生的情感世界，提升了解決問題的能力，對物理教學(xué)具有一定的借鑒作用.

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