創客教育下的高中物理教學案例設計

穆俊

◆摘? 要：近年來，以3D打印機和開源硬件為代表的創客運動已然成為當前的熱門話題，其在教育領域中的應用也深受社會關注。此前，不僅僅是英國、美國等發達國家，以中國為代表的部分發展中國家也深刻認識到創客教育的戰略價值，并且已經將其應用于教育實踐中。本文以高中物理的“重心”這一部分內容為例，深入研究創客教育下的高中物理教學案例設計，旨在為相關工作人員和教育人員的實際工作提供一些新的理論支撐。

◆關鍵詞：創客教育;高中物理;重心

創客運動最初起源于美國，其本質是以實踐設計、創新創造為主要標志的新文化運動，如今的發展已經覆蓋全球。當前，創客運動與教育的融合發展正在逐漸革新傳統教學模式，創客教育這一理念也逐漸深入人心。相對于傳統的教育模式而言，創客教育更加注重創新、合作、實踐等，對于培養學生的核心素養而言具有至關重要的作用和意義。但是針對當前創客教育發展的實踐情況來看，教學整合分析、創客教育理念構建等研究還處于初步探索和研究的階段，如何利用創課教育進行教學案例設計還需要相關教師對此予以深入研究。

1前情分析

“重心”是高中物理必修一“重力”這部分內容的一個分支，在學習完這一章節前半部分內容之后，學生已經認識并理解到“力是物體的相互作用，其中包含受力物體、施力物體和力這三個要素”。而“重力”是力學的重要組成和基礎，既承接著初中物理力學知識，也啟下著高中物理力學知識。而重力是由于地球的吸引而使得物體承受的力，其主要的教學內容包括“重力方向”“重力大小”和“重心”這三個方面，“重心”是其中最為抽象，也比較難的一點。高中物理教科書首先通過等效思想提出了“重心”這一概念，然后通過“懸掛法”探究了平面物體的重心位置。在這一部分的教學實踐中，教師既要讓學生理解等效思想，又要深入理解重心點的具體位置。從一定層面來講，要有效提高這部分課堂教學實踐的效果，還需要增強學生的參與度，利用多元化的教學模式引領學生主動積極地融入到課堂中，例如通過創設游戲情境、創客教具等讓學生親自體驗，認識到學習重心在生活中的重要作用。

2創客教育下的高中物理教學過程設計

2.1利用游戲情境導入新課，引出教學“重心”

在學習“重心”這部分內容之前，學生已經了解過“平衡”的概念，教師在教學過程中應當讓學生再次回顧這一概念背后隱藏到物理規律，使得學生能夠將所學的知識前后關聯起來。此時教師可以利用多媒體展示不倒翁的動態圖片，并且引領學生根據這幅圖片發揮想象，讓學生聯系之前所學的“二力平衡”這一知識點來分析不倒翁的受力情況，順勢引出“重心”這一具體概念。與此同時，為了讓學生更加深刻的理解“重心”，教師可以在課堂上創設游戲情景：讓自己身體的一側從上到下緊貼在豎直的墻上站好，看不靠墻的那只腳能否抬起來，并且堅持一段時間。這樣一方面有利于充分調動學生的課堂興趣，另一方面也能讓學生通過游戲體驗進一步思考“這個游戲情景中，不靠墻的那只腳站不起來的具體原因”，然后教師再對其加以引導，告訴學生這個游戲的主要原理就是：正常情況下，我們身體需要向右移才能抬起左腳，但是在我們這個游戲情景中，由于我們身體的一側緊貼在豎直的墻壁上，也就導致我們的身體重心無法移開，左腳自然也就無法抬起。這樣能夠讓學生在這個游戲情境當中深入理解“重心”這一概念以及具體作用。

2.2通過實驗探究確定“重心”位置

在了解了“重心”基本概念和作用之后，還需要明確不同物體的重心位置，但在這之前，還需要進一步明確重心的具體確定方法。在教學過程中，教師可以首先讓學生知道重心的確定主要涉及到兩種情況：一是物體的質量分布較為均勻，這時的重心位置與物體的形狀有很大的關系;二是物體的質量分布不均勻，這時要確定重心位置，不僅要考慮物體形狀，還要確定這一物體內的質量分布情況。與此同時要明確兩個比較重要的點：一是重心并不等于最重的點，而是物體各個部分所受重力的集合點;二是重心并非在物體本身上，例如質量分布均勻的球形紙盒，它的重心點就是球心，而非紙盒上。在此之后，為了讓學生深入理解上述相關概念和注意點，教師可以在課堂上開展實踐活動，讓學生親自探索、親自發現“重心”的位置，同時還可以創作一些特色作品，在班級內分享自己對于平衡的理解。例如，要是可以首先舉例：教師可以提前準備一些形狀不規則的薄板，再告知學生薄板重心的位置可以通過兩次懸掛來確定之后，讓學生思考這種方法的合理性。在這過程中，教師可以先行示范，對上述木板進行重心位置確定，并在確定之后用手指支撐起這一薄板，發現能夠達到平衡即可。然后學生要根據教師的示范進行任務模仿，不僅要研究質量分布均勻的物體重心位置，還要研究質量分布不均勻物體的重心位置。最后，要進一步應用創客教育理念，開展高中物理教學，還可以增加DIY教學環節：讓學生提前準備好水和易拉罐，然后在易拉罐中裝滿水，試著拉易拉罐斜立，多次反復的調節水量，直到易拉罐可以斜立起來，以此利用重心的特點展示平衡的魅力。

3結束語

對于“重心”這一章節的教學而言，教師首先要進行實驗示范，讓學生了解“懸掛法”的具體操作方法以及原理，然后在學生親自實踐的基礎之上明確質量均勻、質量不均勻、形狀規則、形狀不規則的物體的重心位置，讓學生在親自操作的過程中進一步理解確定重心位置的基本原理。在此之后，教師可以引導學生進行DIY活動，引領學生在觀察完教師課件之后進行模仿創作，進一步引領學生利用“重心”知識，實現創客教育與高中物理教學的融合發展，對于提高其教學效果而言，具有至關重要作用和意義。

參考文獻

[1]劉炳華.核心素養視角下創客教育與高中物理教學的有效融合[J].西部素質教育，2019，5（12）：62-63.

[2]桂丹貝.基于創客教育理念下的高中物理教學案例設計研究[D].山東師范大學，2019.