基于創客教育的大學物理生態教學模式的創建研究

張平，陳佰樹，張欣艷，左春英，朱文霞

（黑龍江八一農墾大學理學院，黑龍江大慶 163319）

隨著高等教育的發展， 高等院校課程的教學改革越來越引起各方面的重視。 教學改革的思想就是要改變教師單方向對學生進行講授和灌輸的傳統教學方法，徹底調整教師教學和學生學習之間的關系。特別是“互聯網+”背景下，加強信息技術與教學的融合是教學發展的必然趨勢，建立師生之間的雙向循環交流、學生個體自主和學生之間協作學習的教學模式， 大力培養適應社會發展需要的全方位人才。近一段時間以來，創客理念、創客空間進入學校校園，此時學生和教師成為有思想和有動機的創客。隨著創客運動的蓬勃發展，高校管理層越來越理解和意識到創客理念的重要性，開始把創客理念和學校的教育結合， 更好地利用所學的知識進行發明創造， 創客教育成為培養具有創新創業能力學生的重要途徑。在如今的大眾創業、萬眾創新的新時代背景下，創客教育理念運用到高校課程教學中，具有重要的意義和實踐價值。該文中，我們嘗試將創客教育理念和生態教學模式有機結合，在大學物理課程中實行該教學模式，鼓勵學生在實踐學習中改進和實現自己的創意，改變傳統的灌輸式教學模式。在這樣的教學模式中，任課教師和學生可以相互學習，學生之間交流合作機會增多，不僅能培養學生的創新思維，而且能鍛煉其團結協作能力和動手能力。

1 生態教學的含義

生態教學是根據生態學的理論和思想，認為教師、學生、課堂文化、課堂環境是組成這種教學模式的四要素，應該形成一種立體循環和相互依存的生態系統。在這里，教師和學生在生態教學中都占主體地位。傳統課堂教學中，教師往往采用灌輸式的生硬教學模式，學生則只能被動學習。在生態教學課堂中，教師會積極引導和啟發學生，學生在學習中邊思考邊研究，提高學習主動性的同時培養其創新思維。 教師以生態系統理念為指導，尊重學生的主體地位，培養學生自主學習的能力，如果遇到學生團隊仍然不能解決問題，則要求學生做好記錄，課堂上由教師進行問題解答及知識的拓展，進而提高物理學習成效。

2 生態教學的主要要素分析

2.1 生態教學的關鍵——教師

教師是生態教學的關鍵，是教學改革的實施者。教師從傳統教學中灌輸教育模式的傳輸者轉變為學生自主學習的引導者，其主要職能是分析學生的需求和想法，設計學習任務和學習項目，利用網絡在線教學平臺提供學習所需的材料。 在生態教學模式中教師需要不斷探索教育教學的核心理念，引導學生根據自身發展需要進行學習。

2.2 生態教學的核心——學生

學生是生態教學的核心，是教學改革的最終受益者。 在傳統教學模式中，學生往往是被動接受，在生態教學模式中學生能夠根據自己知識領域需求主動了解相關物理知識，學習主動性提高，由傳統被動地接受者成了知識的消化者和吸收者。在學習過程中，學生不斷加工學習資源，全面消化知識，最終引起自身知識結構的變化。

3 基于創客教育的大學物理生態教學模式的構建

3.1 構建在線教學平臺，開展網絡課堂教學

課程教學團隊從2015年開始， 利用一年多時間，建成了大學物理在線開放課程。在課程開始前期，教師通過大學物理在線平臺線上下達教學任務清單， 任務清單中包含課前學習內容、學習目標、微視頻、課前測試等。 大學物理在線平臺中還包含相關領域的科技前沿和前景介紹，有助于學生拓寬知識面，增加科學見識，調動學生的興趣和學習的積極性。學生通過唾手可得的移動終端如手機APP 登錄平臺學習相關知識微視頻，獲取對學習內容的初步認識。課前測試是生態教學中不可或缺的環節，能夠檢驗學生課前學習任務的學習效果。具體教學實施中，在線測試應有明確的完成截止日期，以便課前教師了解學生的預習結果，并整理、篩選學生答題情況，為下一步的課堂教學做好充分的準備。 由于教學內容的難易程度和學生的學習能力差別，除了在教學平臺設有互動模塊外，教師挑選前一年級中成績較好且責任心強的學生， 加入大學物理導學群，組成了經驗豐富且學習能力強的導學團。當學生自學遇到困難時，可以向導學團成員請教，給予力所能及的指導。當學生學習出現惰性時，此時導學團就起到了督促的作用。

3.2 利用翻轉課堂，調整教師教學和學生學習的關系

這里的課堂創客空間指的是傳統教室和傳統教室外其他學習場所。 在傳統教室，主要用于學生交流、師生互動和答疑解惑。 學生之間討論在網絡創客空間遇到的問題，學生互相進行答疑。教師根據學生之間的討論效果，解決學生自己解決不了的問題，進行點評、總結和強調教學的重點。最后，解釋與生產和生活相關的現象。此環節是對前面學習的升華，進一步鞏固和強化對知識的理解。在傳統教室外其他學習場所，主要采取現場教學的形式。 例如，大學物理內容比較枯燥和抽象，所以針對大學物理中某些典型現象，為了使學生更直觀地感受現象， 便把教學地點從傳統教室轉移到了大學物理演示室。在演示室中，學生通過觀察和動手獲得更加深刻的體驗和感悟。

3.3 利用創新平臺，開展創客教育

在創新實驗室中， 學生完成演示實驗儀器的改進和制作、實驗儀器的修理和研究課題等。 在課后階段，鼓勵學生對大學物理演示室中的演示儀器進行改進和創作。在這過程中，學生通過在中國知網上查閱文獻資發揮想象力， 將與演示儀器相關的創意以小組協作形式制作出來。另外，給學生提供一些他們感興趣的課題或項目，讓他們按計劃研究。 例如，關于圓電流環周圍磁感應強度的計算及其磁場線分布圖。在此過程中，學生就要利用畢奧—薩伐爾定律， 給出磁感應強度的表達式。 但是，磁感應強度表達式中的積分是積不出的，應該采用數值算法編程來積。這樣一個項目研究下來，學生掌握到的知識就有畢奧—薩伐爾定律、 積分和matlab 程序等。 在這個過程中，學生不僅能加深對書本知識的理解，而且能學到物理學科之外的知識和技能。

4 結論

在線學習平臺能夠使學生的學習資源更加豐富，翻轉課堂中老師和學生在角色互換中共同學習、相互促進，創新平臺則能使激發學生的發散思維，利用學科之間的知識聯系解決實際問題。因此，以創客教育為基礎的生態教學可以提高學生的學習興趣，使其加深對書本知識理解的同時增強其實踐操作能力，培養創新思維。隨著科技不斷進步，創客教育的內容和模式必將不斷更新發展，在大學物理教學中發揮越來越重要的作用。