基于創客教育的初中物理綜合實踐活動教學——以“制作簡易投影儀”為例

(江蘇省蘇州市振華中學校，江蘇 蘇州 215006)

創客源自英語單詞“Maker”，原意是指“制造者”或“創造者”，是出于興趣和愛好、努力把各種創意想法轉變為現實的人。當創客與教育相逢，“創客教育”便誕生了，它基于學生興趣，以項目學習的方式，使用數字化工具，倡導造物，鼓勵分享，培養學生的跨學科解決問題能力、團隊協作能力和創新能力。[1]

初中物理綜合實踐活動是以物理學科知識為背景開展的以學生為活動主體的多樣性活動。它既能聯系前面所學知識，又能把學生的主觀需要和興趣統一起來。初中物理綜合實踐活動重視學生在活動中的主觀感受和過程體驗，并以物理學習興趣的激發和學生的內在動機與需要的維持為基礎，以主動探究、勇于實踐為主要特征，從而實現學生主體能力的發展。[2]初中物理綜合實踐活動與創客教育都提倡“做中學”“學中創”，本質上都要激發學生的創造和創新意愿。

基于創客教育的初中物理綜合實踐活動面向真實的學習，從生活問題和現象出發，精心選擇和組織活動，開展以造物為特征的跨學科實踐。活動的內容設計比較靈活，突出學生物理知識的應用和學科融合，充分利用真實世界使用的各種工具、資源和策略，在探索與合作中學習、創造和創新。本文以“制作簡易投影儀”為例，從以下6個環節來闡述開展基于創客教育的初中物理綜合實踐活動的途徑。

1 提煉問題，明確活動主題

提出問題、明確主題，旨在培養學生的問題意識。如果學生不能提出自己的問題，他們就無法變得獨立自主、有責任心、具有批判性思維能力。學生一旦可以提出自己的問題，便有機會掌握整體的學習進程。我們希望學生成為獨立思考者，成為終身學習者，成為創客。而這一切的起點，就是要鼓勵學生自主提問。

提出問題、明確活動主題是學生開展活動的基礎。教師可以采用循序漸進的方式引導學生從感興趣的問題中篩選出適合研究的問題，因為興趣是創客的動力，然后對問題的價值進行討論，明確研究對象、內容和方法，最終將適合研究的問題轉化為活動的主題。

我們可以對初中物理內容進行單元模塊化整合，針對每個單元確定一個活動主題。比如蘇科版初中物理八年級上冊第三章“光現象”和第四章“光的折射 透鏡”作為初中物理光學知識單元，學生學習這部分知識后，一些同學對商店門口投影在地上的廣告產生了興趣，想弄明白其中的原理，并希望自己也能做一個這樣的光學器件，為此確立了“制作簡易投影儀”為主題的活動。

2 自主探究，理解信息

在明確活動主題之后，學生便進入探究階段，對提出的所有問題進行深入探究，以便對問題有更進一步的理解。探究是我們解決問題的一種方式，在這一階段以項目小組為單位，制定探究方案，在收集相關信息和數據中發現解決相關問題的證據，以便理解正在嘗試解決的問題。

在“制作簡易投影儀”活動中對焦距不同、口徑不同的凸透鏡成像進行實驗探究，要求學生確定探究問題、探究方法，設計數據采集表，得出探究結果，并在探究過程中制定“探究問題清單”。“探究問題清單”可以使學生的探究具有更強的目的性，同時教師也可以制定相關的評價表評估各個小組的探究活動。

在這個階段教師要做的是引導學生去探索，讓他們親身經歷探究過程，教師可以提供支持，但不要太多，否則探究會變得僵化、無趣。因此，可以最初只為學生提供基本的研究工具，讓他們自己選擇所需的支持類型。

3 激發思維碰撞，提出創新想法

學生經歷自主探究后，也許學生想跳過這一階段，直接著手創造，但還是建議不要操之過急，先讓學生做好規劃。蓋房子首先得有設計圖紙，對收集到的信息進行交流、討論、思維碰撞，探尋創新想法。在這一階段學生首先要進行“頭腦風暴”，再制定具體規劃，進一步明晰自己的想法。

該階段要給學生充分的空間和時間構思創意，教師不要對學生的創意做過多干擾，當學生沒有想法時進行適當啟發，幫助每個小組形成獨特的想法并引導其實現。[3]

在制作簡易投影儀前，凸透鏡的選擇是首先面臨的問題，根據前面對凸透鏡的探究選擇合適的凸透鏡來制作投影儀。關于投影的內容各小組的選擇也不同，有的選擇手機播放動畫畫面作為投影題材，有的自己在透明膠片上用彩色油性筆制作自己喜愛的圖畫，作為投影題材。關于投影成像的清晰度調節，各組也有不同的方案。

4 制作成品

探尋創作的想法后，學生們進入制作成品階段。在“制作簡易投影儀”活動中，學生根據小組創作計劃，在生活物品中選擇合適的材料進行制作。由于這項活動制作的成品形式多種多樣，投影儀結構和投影內容的不同選擇，給出了較大的創造空間，學生可根據自己的興趣、愛好，制作出各種各樣的作品。

在這個階段學生可能會遇到困難和阻礙，甚至有時想放棄。此時教師要鼓勵學生，在努力解決問題的過程中，學生的創造力及想象力會進一步得到提升。

5 交流與評價，改進作品

在這個階段通過小組的活動匯報、展示、互評來評判作品的優缺點，學生進一步改進作品。

5．1 小組匯報與展示

在各小組基本完成簡易的投影儀制作后安排一次集體展示課，將各組活動故事板張貼在教室前方(圖1)，讓各組通過故事板分享自己小組的想法、設計圖紙、設計方案等，對制作投影儀過程、遇到的困難、解決辦法進行說明，并演示小組制作的投影儀的投影效果。

圖1

5．2 小組互評

在各小組匯報與展示后，引導各小組成員對展示小組制定的方案、設計的圖表、收集的信息、制作的作品、團隊精神等進行評價，指出他們的成功之處，提出改進建議。全班通過討論制定互評表，教師組織學生進行互評，同時將各組互評要點寫在黑板上，便于對比分析。

5．3 作品改進

“設計沒有最好，只有更好”。在互評中會發現很多小組對作品提出了很好的改進建議。比如其中一組投影片位置固定，物距不能改變，如果在實際操作中像距發生了變化，就會導致成像不清晰，另外一組同學提出了一個很好的優化建議:做一個伸縮裝置，通過移動投影片來改變物距，將所成像調節清晰。

活動交流與評價環節是單元活動的高潮階段，各小組學生展示作品，通過故事板的形式說明小組的想法、設計圖紙、設計方案、遇到的困難和解決辦法，小組間通過相互提問，提出作品優化的建議，加深對所學知識內容的理解，并通過小組自評、小組間互評、教師評價等方式，對投影儀制作過程、投影儀設計、性能、外觀、資源的利用和時間的管理、團隊合作等方面進行評估。該階段把課堂變成了分享知識和創意的場所，增加了學生間的交互，讓學生樂于分享觀點，并增強創新的信心，同時也提升了學生的語言表達能力和批判性思維能力。這里值得一提的是，活動后有一個項目組利用在機器人社團所學的編程和機械結構知識對作品進行了改進，他們利用超聲波傳感器測出像距后自動調節物距，實現了能自動調節像的清晰度的投影儀(圖2)。將信息技術與初中物理綜合實踐活動完美結合，將最初的創意變為現實，這正是創客教育所追求的。

圖2

6 作品發布與活動拓展

一項成功的產品必須被“銷售”才能到達目標受眾手中，學生在制作簡易投影儀活動中經歷了一次工程設計，完成了自己的作品，最后需要發布自己的作品。教師可以組織學生將作品和故事板展示在學校公共空間、創客空間、微信平臺等，讓全校學生對活動過程和作品進行投票，投票產生的優秀研究團隊和作品在全校集會或科技周活動中進行展示與宣傳。這個最終階段聽起來有點像營銷，其實學生也需要學習市場營銷藝術，體驗成功的喜悅。

7 結語

初中物理綜合實踐活動的價值主要體現在活動的過程中，本文提出的6環節是一個閉環，其結果是明確的，而任務是模糊的。活動為學生的發展提供了開放的空間，學生在探究、體驗、創作過程中，將創意物化，滿足了自己的好奇心，獲得了從書本和課堂中無法獲取的真實體驗、難忘經歷和深刻感悟，提升了他們的創新能力和動手實踐能力，引導學生從學習消費者變為創造者，讓學生在實踐中播下創新的種子。在活動過程中，教師更多的是做方法上的引領，是學生學習的伙伴，與學生共同成長，養成勤于思考、樂于動手、注重團隊協作的習慣，敢于直面困難，增強自身的問題解決能力。