創客教育與初中物理實驗的融合

車倩 周杰 劉寶 田敏

摘? 要 創客教育能夠有效激發學生的創新意識，具有優秀的可擴展性。許多學校受制于簡單復現的物理實驗教學模式，已很難滿足素質教育對學生綜合素養的培養要求，創客教育與初中物理實驗的融合是課程變革的一個重要方向。對創客教育和初中物理實驗融合提出解決措施，可以有效提高學生的團隊協作能力和解決問題能力。

關鍵詞 創客教育;物理實驗;創新能力;素質教育;STEAM

中圖分類號：G633.7? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2021）09-0123-03

0? 前言

創客教育是一種旨在培養學生動手能力、團隊協作能力和創新能力的素質教育方式。新課改要求初中物理實驗要更加注重培養學生自主探究問題和解決問題的能力。物理實驗作為初中學生必要的實驗課程，是學生提升實踐能力和創新意識的重要載體。因此，需要通過教學改革使中學物理實驗與創客教育有機融合，進一步提升教學質量和學生素質。

1? 創客教育與初中物理實驗的融合思考

1.1? 物理實驗與創客教育融合

物理實驗活動是物理教學的核心，也是學生增強問題解決能力和動手操作能力的重要教學環節。該環節不僅要求學生掌握基礎理論知識和技能，還要求學生在實驗中鍛煉抽象思維能力和實踐操作能力。傳統的物理教學往往重理論而輕實踐，不僅導致物理教師在物理實驗中對學生思維意識和操作能力的培養不夠，也影響了學生學習的主動性。

創客教育和物理實驗的有機融合，不僅能改變傳統物理教學忽略物理實驗的教學現狀，還能優化物理實驗操作過程，進而達到在物理實驗中有效培養學生創新能力和動手實踐能力的物理教學目標。兩者融合后的物理實驗活動，多數情況都要用到信息技術，并借助具有相關性、跨專業的理論知識完成物理實驗活動的開展，如圖像設計、計算機技術、工程設計和機械制造等理論[1]。通過創客教育和物理實驗的深度融合，學生的創造積極性將會得到顯著提高。創客教育與物理實驗的融合不僅能促使學生對物理問題進行主動探究，還能將跨專業的理論知識應用到解決物理問題的實踐中。兩者的深度融合能夠促使中學生的物理學習方式從被動接受向主動探索轉變，而學習方式的轉變不僅擴展了知識領域，還開拓了創新思維空間[2]。創客教育理念和物理教學理念融合后指導的物理實驗活動，能激發學生內在的創新潛能，最大限度地鍛煉學生的知識轉化能力和動手操作能力。

1.2? 學習目標和實踐過程的融合

創客教育與初中物理實驗的融合，不僅能實現用技術輔助學科教學的目標，還能幫助學生建構物理學知識體系。創客教育的優勢是有計劃地發展學生的創新意識，使學生的學習目標和現代化學習過程得到有機統一。在學生學習和個人目標的實現上，創客教育對學生提出創造需求和個人需求互補的理念。在創客教育與物理實驗的融合實踐中，學生能夠自主獲取知識，掌握動手實踐能力。在物理項目實踐過程中，學生會對新科技支持的教學方式產生更深刻的認識[3]。學生在創客教育視角下能夠全方位、多角度地觀察客觀物理現象，在具體操作中主動利用各種方法探索導致物理現象的物理原理知識。創客教育與物理實驗的融合能促進學生創造意識和創造能力的培養，使學生更好地探索物理學科的知識奧秘。

物理實驗即在操作過程中對理論進行觀察和驗證的一種實踐活動。學生對新鮮事物和原理的探究、驗證，符合學科要求的實踐驗證型知識的傳遞目標。物理實驗活動與創客教育深度融合后，不再是去做基本知識和現象的驗證，而是通過科學規范的工程，有計劃地激發學生的內在潛能，從“做中學”逐漸上升成具有創造性的“做中學、學中做”的學習方式。創客教育繼承了“做中學”的理論思想，對傳統教育模式進行改善，使新科技的時代理念在與學科的融合中得以驗證。創客教育理念和物理教學理念有效融合后指導的物理實驗活動，不僅能在物理實驗操作中鍛煉學生解決問題的能力，還能有效實現學生學習目標和實踐過程的統一。

1.3? 個人興趣和自我實現的融合

物理教師在物理實驗活動中應當有意識、有計劃地去激發學生的創造意識和創客行為。新時代背景下，初中物理綜合實踐活動板塊的教材設計中，要求學生在驗證原理和運用知識的同時，鍛煉將各種想法變成實物的能力，完成學生自我實現的需求。自我價值實現的前提就是興趣驅動下的自我滿足，所以教師應讓學生進行大量、多樣的物理項目實踐，使學生認識到自己感興趣的領域并在具體探究中充分展現自我，滿足自我實現的需求。

創客教育改變了傳統教育中“授之以魚”的落后思想。它與物理實驗的有機融合，能讓學生在具體操作和交流分享中實現不同思想間的碰撞，從而對初期創意進行科學調整，優化將創意轉化為實物的過程[4]。創客理念下的物理實驗活動，學生能從興趣構思出發，在不斷操作中完成創意實體化。由此，學生能在實踐創造中學習，在交流碰撞中產生創造思維，在興趣探索中最終實現自我發展。

1.4? 探究性實驗和驗證性實驗

在傳統物理實驗中，學生以觀察實驗現象、分析實驗過程、得出實驗結論的方式學習物理知識和技能。創客教育理念指導下的物理實驗活動不僅需要學生進行物理實驗的操作以驗證物理原理，還需要學生在實驗過程中多想多做，激發大腦潛能，在好奇心的驅使下產生創新思維，并且付諸行動創造實物[5]。

在創客教育理念指導的物理實踐活動中，學生通過經歷豐富的物理項目實踐，能逐漸完成從驗證性實驗向探究性實驗的轉變，由淺入深地了解創新的真實意義，從而學會學習、學會創新。學生在做中學，在交流中學，就能夠潛移默化地提高自主獲取知識的能力和創新能力。創客教育與初中物理實驗相融合的目的是利用新的培養方式以及優秀教育思想激發學生對物理的學習興趣，使“做中學”和“學中做”的理念從理論變成現實。這一行為不僅打通了學生腦海中想法與創意實現的通道，還讓當下的創客教育煥發出真正的活力，使人人創客、人人創新不再是一句口號，也讓想法付諸現實有了具體的實施方式[6]。

1.5? 信息化的普及和落實

信息化時代技術飛速發展，創新型科技人才在社會中十分稀缺。從初中就開始培養學生的創新思維，是解決創新型科技人才稀缺的重要途徑。在素質教育普及和基礎教改的推進中，在新型科技和傳統教育理念的融合過程中，許多中學進行了多種方式和不同層面的嘗試。

STEAM教育理念強調科技、數學、藝術、工程、人文等方面的整合。近年來，STEAM教育和創客教育受到教育界的廣泛關注，從兩者關系上來講，創客教育是STEAM教育的主流表現形式之一，也是STEAM教育的進一步延伸和拓展。在科學教育領域，《義務教育小學科學課程標準》的頒布，從政策層面加快了創客教育和物理學科深度融合的步伐。創客教育在推廣過程中受到不同學校環境和地域經濟文化水平差異的影響，部分學校普及教學信息化速度慢，落實期限不夠明確，個別地區出現新理念與傳統教學模式融合不深入甚至流于表象的情況。這些都從客觀上嚴重阻礙了創客教育與具體學科融合的實施進程。

硬件設施和軟件技術對新教學模式都有較大影響，所以教學的深入程度受制于學校的經濟水平和資源。但創客教育的核心理念是在指導中學生物理實驗活動的操作中完成激發學習興趣和培養創新思維能力，因此，創客教育場地和硬件設施不足以成為拒絕開展創客教育的借口，即在普通條件下也可以開發學生的想象力和培養學生的創新能力。

2? 創客教育和初中物理實驗的融合措施

2.1? 合理利用現有資源和設備

創客教育的培養目的與初中物理課程標準的總目標不謀而合，它們都著重培養中學生的創新能力和自主探究能力。信息化時代，教師應充分利用創客教育理念的優勢，將創客教育與物理實驗深度融合。學生要學會充分利用身邊資源，如手機、平板電腦等智能電子設備，通過不斷探索進行知識的學習和實踐的探究，開闊眼界，增長知識和技能，培養善于利用身邊環境來獲取知識的能力。

2.2? 提高學生動手能力

傳統初中物理實驗活動的教學目的是在具體實踐中讓學生驗證前人證實的物理定理，然后通過多次動手操作實驗，理解前輩科學家的思維方式，在潛移默化中培養學生的創新思維和創造能力。創客教育理念強調，青少年本身就是天生的創造者和發現者。青少年能夠在具體的實踐操作中驗證真理及激發創新潛能，進而借助一些軟件和硬件，讓創意變成具體的作品。該過程大大縮短了從創意到實物的距離。創客教育從具體的操作性學科中入手，利用現代化手段和方法對物理學科知識和實驗活動進行探究，在探究物理實驗過程中提升學生的動手操作能力和解決問題能力。創客教育與物理實驗的融合，不僅能優化教學目標的實現過程，還能為創客教育與其他教學模式和教學技術的融合發展提供參考。

2.3? 轉變教師教學觀念

初中物理實驗通過創客理念和創客技術的深度介入，學生探究知識的積極性將大大提升，學生的思維空間將被拓展。教師要對傳統的教學方案和實驗步驟作出創新，從而為增強學生的探究能力、思考能力、創新能力創造條件。教師作為學生學習中的引導者，要樹立終身學習的理念，應當保持與時俱進的目光，進行自主學習，不斷自我完善，優化教學過程。在具備創客教育新理念教師的指導下，學生將更加深入地認識創客教育的理念，掌握創新的本質。

2.4? 加強創新實驗室建設和物理實驗員培訓

為了讓中學生有良好的物理實驗環境，學校應加強創新實驗室建設和物理實驗員培訓。創客教育實驗室與傳統實驗室相比，物理實驗設備等都會有較大的改變。教師指導中學生使用物理實驗設備時，需要具備很強的責任心和專業能力。教師進行日常的物理實驗探究時，也需要具備很高的綜合素養和過硬的實驗操作技能。教育部門不僅應加大對初中物理實驗先進設備的投入，還應從時代發展的高度提升實驗員的能力。學校應選拔優秀和有潛力的教師定期進行在崗培訓，從而增強教師獲取最新信息的能力，學習各科知識內容，包括人工智能、3D打印技術等。

創新是一個民族進步的靈魂，是新時代每個學生成為優秀人才的必備素質。教書育人的創客教師更應具備創新精神，這樣才能更好地引導學生學習。各個學校應適時引進年輕骨干人才，對已有年輕骨干教師加大培養力度。同時發揮老教師的實踐經驗優勢，發揮年輕教師的敢想敢做優勢，互相借鑒、互相學習。創客教師需要在探究實驗中注重過程，總結各個步驟的成功經驗或者改正實施步驟中的不足之處，從而達到創客教育和物理實驗深度融合的教學目標。

2.5? 物理實驗的生活化

成功的物理實驗可以使學生對定理、原理和課堂上未消化的知識有更深的理解和認識，讓抽象的物理概念變得淺顯易懂。創客教育和物理實驗深度融合，這種新的教育形式能夠很好地培養學生實事求是的科學態度，發展學生的智力、思維能力和觀察力。新的教育形式倡導提高物理科學素養，深入開展探究性學習。物理實驗的生活化能讓學生在生活中時刻接觸和感受到物理的存在，能讓學生化抽象感知為直觀感知，也能擴展學生的認知范圍。

在創客教育模式下，學校評價學生學習水平不再只看學生卷面考試成績，而會將學生的實踐能力、動手能力以及創新思維能力與卷面考試成績進行綜合考察，讓實驗就發生在學生身邊，利用身邊的實驗器材和工具開展創客教育與物理實驗融合的實踐活動，從而培養出新時代需要的創新型人才。

3? 結束語

綜上所述，隨著科技的進步和時代的發展，我國教研活動、教學服務和教學模式應該緊跟時代而改變。創客教育與初中物理實驗的融合是初中物理實驗課程變革的一個重要方向，許多學校已經開始實踐，并且取得良好的教學效果。創客教育的實踐者能夠以不同平臺為載體開展實驗教學活動，創客教育與初中實驗的有機融合能夠提高學生的團體協作能力和解決問題能力，提升學生的綜合素質。創客教育與物理實驗活動的深度融合，不僅能讓學生在愉悅的氛圍下進行實驗活動探究，還能引導學生主動解決實際問題，最終實現在實驗操作中培養學生創新能力的教學目標。■

參考文獻

[1]吳何劍.中學創客教育實施策略探究[J].內江科技，

2020（8）：63，10.

[2]徐燕.基于創客教育理念的高中信息技術教學實踐探索[J].計算機產品與流通，2020（9）：140.

[3]雷蔓，羅佐云，李永湘，等.3D打印技術在中學創客教育中的運用[J].中阿科技論壇（中英阿文），2020（7）：161-163.

[4]田友誼，姬冰澌.重識中小學創客教育：基于杜威“做中學”思想的審視[J].教育探究，2020（1）：53-58，60.

[5]周奕.創客背景下中學信息技術教學的創新[J].電腦知識與技術，2019（31）：100-102.

[6]王璇.關于初中開展創客教育的幾點思考[J].中國教育技術裝備，2019（3）：95-97.