創客教育讓物理實驗課“做”起來

蔡文勝 姚珍

摘 要：創客教育提出“學中做，做中學”與物理實驗中動手操作理念的特點相一致，為創客融入物理實驗提供了基礎，拓寬了實驗教學內容，有效彌補了傳統實驗課教學上的不足。文章從模仿制作和應用制作兩個角度詮釋創客教育與學生實驗相結合的教學方式。

關鍵詞：創客教育;高中物理;學生實驗;模仿制作;應用制作

在教學實踐中，我們發現高中生參與課堂創作的有效方式是模仿制作和應用制作。從教育理論的角度分析，學生需要模仿學習知識，有知識儲備才能進行創作。從物理教學內容的角度分析，高中物理知識具備了學生模仿制作和應用制作的內容。

一、模仿制作

高中物理教學內容中，常涉及儀器工具的學習、物理知識在現實生活中的應用。這些內容其原理或結構相對穩定，變化性小，為教學中的模仿制作提供了素材。例如，以電表改裝為例，傳統教學中常以教師講授為主，旨在讓學生理解改裝的原理。但是，在教學效果上總還是有些差強人意，學生很難在短時內接受教學中的諸多疑點難點，而且因為教學僅注重了原理的講授，忽略了制作過程的細節介紹，學生不能融會貫通，因而產生諸多難點。創客引入教學，可以讓學生在制作過程中體會知識，在制作過程中完善細節。

又如，以電壓表改裝教學為例。在第一課時的教學中對基礎知識，改裝的理論知識進行教學。第二課時教學時，為學生準備一個有蓋子的大紙盒（做為改裝后電表的外殼，可容得下表頭和電阻箱）、表頭（滿偏電流為Ig=5mA，內阻為Rg=100Ω）、電阻箱、導線若干。

師：根據上節課的內容，小量程的電表改裝成大量程的電壓表，需要串聯一個電阻，電阻起到分壓的作用。請同學們根據提供的數據，計算將表頭改裝成量程為15V的電壓表，需要串聯電阻是多少？（學生計算得需要串聯電阻為2900Ω，并將計算得到準確阻值串聯接入表頭。）

師：這樣，表頭和電阻兩端最大電壓量程為15V。但是表頭的刻度表示的是表頭內部電阻參數下的讀數，那么如何才能讓示數表示表頭與電阻的電壓呢？

生：將表頭5mA的示數改擴充為15V的示數。（學生將重新制作的刻度粘貼到表頭上）

師：改裝已經成功。但是，這樣的分散組裝的電壓表拿去出售估計沒有人會買。大家用的電壓表也是只看到一個實體的。那現在要如何處理呢？

生：將表頭和電阻裝到盒子里，只露出刻度盤。（學生將儀器裝進盒子里，蓋上蓋子，劃破一小塊蓋子露出刻度盤。）

師：在售賣前，一般產品都要進行質量檢測。那我們這個電壓表要如何檢測它是合格的呢？

生：用標準15V電壓表做比較，改裝電壓表和標準電壓表測量相同的電壓，分析讀數是否一致。（學生將改裝的電壓表與標準電壓表并聯接入待測電壓，比較改裝電表與標準電壓表讀數。學生發現改裝的電壓表測出來的數據比標準電壓表讀數小。）

師：改裝的電壓表讀數比真實值小。我們要讓讀數正確，就是要讓指針偏角變大。那么如何讓指針偏角變大呢？

生：減少改裝電壓表的電阻。（學生動手操作，再進行比較，結果正確）

師：我們根據計算準確求得串聯電阻為2900歐，但是為什么改裝后進行校對時，電阻又偏大呢？

生：導線等電阻引起的誤差。

這樣，通過一系列的動手參與，教師的引導，學生就能更深刻理解電壓表的改裝，有效的突破了這節課教學上的難點。

二、應用制作

現代豐富多彩的生活中，總是可以找到各種各樣以物理知識應用的產品。高中物理知識是這些科技產品的理論基礎。高中生通過高中階段物理的學習，也就具備了簡單的科技應用和創造所需要的技能。創客教育，為學生創造，開啟新的教學模式。如以《探究感應電流產生的條件》為例，在學生了解產生感應電流產生的條件是回路和磁通量的變化之后，為學生提供這些材料：小風扇（包括小馬達和葉片）、不同規格的齒輪、轉動手柄、電吹風、發光二極管、導線等。

師：（展示馬達的內部結構）請同學們回答馬達的主要結構是什么？

生：多匝導線和磁鐵。

師：在通電的條件下，通電導線在磁場中會受到安培力的作用，開始轉動，馬達就是一個電動機。但是，如果在不通電的條件下轉動馬達的線圈，大家觀察磁通量有什么特點？

學：磁通量會變化。

師：所以，馬達這個時候相當于是？

生：發電機。

師：請同學們根據提供的器材，組裝發電機給發光二極管供電。

學生1直接將小風扇馬達接線與二極管相連，用電吹風吹動小風扇的葉片轉動。觀察到二極管發光了。學生2將小風扇的馬達拆卸下來，馬達導線連接發光二極管，馬達轉軸連接齒輪和手柄，手柄的轉動帶動齒輪，齒輪帶動馬達轉軸轉動，馬達產生電流，使發光二極管亮起來。這樣，學生參與創造的教學方式，讓物理知識鮮活起來，不只是何停留在書本的知識，激發了學生對物理的興趣，促進了學生思維，開發了學生潛力，

三、結語

在教學實踐中，只要其是一件成品，涉及物理知識，都可以做為模仿制作的教學材料，我們都可以用模仿的教學形式讓學生進一步理解、掌握其物理原理。模仿制作是創造制作的基礎，在模仿中學習物理知識，在模仿中訓練動手技能，在模仿中體會儀器原理的精妙。應用制作是模仿制作沉淀下質的飛躍，是模仿制作的最終要達到的創新應用的目標。兩種創客教學模式有力地促進了學生對基礎知識的掌握，提升實驗動手能力，實現物理知識的應用和遷移。

參考文獻

[1]杜娟，王林.在高中物理實驗教學中融合創客理念[J].中國教育技術裝備，2018.10（19）

[2]楊雪.將創客教育融入中學物理課堂初探[D].云南師范大學，2017.04

[基金項目]本文系福建省寧德市中學教育科學研究2018年度課題《創客教育在高中物理學生實驗教學的應用研究》（編號FJDNKY18-317）階段成果之一。