中學物理探究實驗中融入創(chuàng)客教育的可行性研究

田爽 劉茂軍

摘? ?要?物理探究實驗是學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要載體，創(chuàng)客教育理念融入探究實驗有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。學生和教師在創(chuàng)客教育與中學物理探究實驗所承擔的角色是相同的，而且創(chuàng)客教育與中學物理探究實驗的教學目標一致，都是為了提高學生的創(chuàng)新能力，因此，在物理探究實驗中實施創(chuàng)客教育是可行的。在中學物理探究實驗中融入創(chuàng)客教育，教師不僅要教授實驗內(nèi)容，講解高端科技，還要在實驗過程中開發(fā)新的教學資源，組織科技小制作等物理活動，通過多方面的措施使得中學物理探究實驗與創(chuàng)客教育融合教學更加完善。

關(guān)鍵詞 創(chuàng)客教育? 物理探究實驗? 創(chuàng)新能力

“創(chuàng)客教育”計劃是美國在2012年初提出的，目的是推動美國的教育改革和培養(yǎng)科技創(chuàng)新人才。創(chuàng)客教育的實質(zhì)就是將學生頭腦當中的創(chuàng)意轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實、實物的一個過程，不僅僅是對于知識的學習，更是對于知識的運用。創(chuàng)客教育的教學方式更加重視學生的主體地位，希望學生在學習過程中可以自己發(fā)現(xiàn)問題，并通過自己的知識（不僅僅是課堂上所學到的學科知識，也有學生通過各類媒體信息獲得的）解決問題，使學生在實踐中學習，這與美國教育學家杜威的思想——“從做中學”有著相似之處。創(chuàng)客教育是多學科共同融和應用，再利用高端技術(shù)（3D打印、激光切割機等現(xiàn)代科技技術(shù)）將創(chuàng)意實體化的過程。

創(chuàng)客教育的開展需要一定的平臺，這樣的平臺稱之為創(chuàng)客空間，創(chuàng)客空間是指具有共同興趣的人對于科學、技術(shù)、工程、信息等進行交流后，共同合作開發(fā)新事物的工作空間，如實驗室、車間、圖書館等。我國比較著名的創(chuàng)客空間有北京的景山學校和浙江溫州中學，學校中的創(chuàng)客空間不僅僅要教授理論知識，也注重動手能力的培養(yǎng)，旨在讓學生在實踐中學習，創(chuàng)客教育對于培養(yǎng)學生的自主探究能力和合作交流能力都有重要的幫助。傳統(tǒng)的教育方式對于知識的傳授非常到位，但是對于培養(yǎng)學生的實踐能力卻有很大的局限性，創(chuàng)客教育非常重視培養(yǎng)學生的實踐能力。由于物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的學科，所以對于學生動手能力和實踐能力就有一定的要求，創(chuàng)客教育的教學方式和教學方法，對于物理學科的教學有極大的幫助。因此，在中學物理探究實驗中融入創(chuàng)客教育對于學生是一種新的學習體驗方式，對于教師是一種新的教學形式，主要是為了讓學生以一種發(fā)展的眼光看問題，懂得物理是在發(fā)展的，科技是在進步的。

一、中學物理探究實驗和創(chuàng)客教育融合的可行性

實驗教學是物理的重要組成部分，實驗可以激發(fā)學生學習物理的興趣，提高學生學習物理的主動性。中學物理探究實驗較演示實驗更能體現(xiàn)學生的主體地位，較分組實驗更能體現(xiàn)學生的獨立性，中學物理探究實驗對于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力、創(chuàng)新精神、創(chuàng)新意識都有很大的幫助，使學生的動手動腦能力也有很大的提高。創(chuàng)客教育的實質(zhì)就是將學生頭腦中的創(chuàng)意通過知識和科技的疊加制作出實物的過程，而這與物理的教學目的是有相似之處的。中學物理教學一直希望學生達到學以致用的程度，但是由于我國現(xiàn)在的應試選拔人才的方式，更多的物理教師只是在單單傳授知識，對于動手能力的培養(yǎng)還是有欠缺的，因此，在物理課堂中增加探究式實驗就顯得尤為重要。由于創(chuàng)客教育對于學生的創(chuàng)新素養(yǎng)要求較中學物理探究實驗要高，因此將創(chuàng)客教育和中學物理探究式實驗進行融合是具有可行性的，具體體現(xiàn)在以下幾個方面。

1.學生在創(chuàng)客教育與中學物理探究實驗中都是創(chuàng)造者、發(fā)現(xiàn)者

創(chuàng)客教育就是學生自己發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的一個過程，所以學生在創(chuàng)客教育中主要扮演的是創(chuàng)造者、發(fā)現(xiàn)者。中學物理探究實驗是由物理教師提出問題，再由學生進行猜想假設(shè)、設(shè)計實驗，通過實驗現(xiàn)象進行歸納總結(jié)、交流評價的過程，那么在教學過程中，物理教師需要為學生創(chuàng)造一個良好的物理環(huán)境，使學生在這樣的環(huán)境中進行物理實驗的操作，在學生自主探究的過程中，學生既是實驗的創(chuàng)造者，又是物理現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)者。在創(chuàng)客教育和物理探究實驗中，學生扮演的角色是相同的。但是問題的來源卻是不同的，創(chuàng)客教育是學生在自己所處的大環(huán)境中主動地發(fā)現(xiàn)問題，而中學物理探究實驗是物理教師提出的問題，因此，中學物理探究實驗較創(chuàng)客教育更加被動。如果在中學物理探究實驗中，教師向?qū)W生介紹本節(jié)課的主題，讓學生通過自己所處的大環(huán)境去驗證問題，這也是物理教學的一種新方式。這樣做的優(yōu)點在于更能體現(xiàn)教學中學生的主體性，并可以很好地調(diào)動學生學習物理的熱情，使學生更加細心地觀察世界，為學生的長久發(fā)展做準備。

2.教師在創(chuàng)客教育與中學物理探究實驗中都是引導者

對于創(chuàng)客教育和中學物理探究實驗來說，教師讓學生主動解決問題的過程中，教師絕對不是旁觀者。對于創(chuàng)客教育而言，在學生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的過程當中，首先應該具備一定量的理論知識以及一些高端技術(shù)（3D打印、激光切割機等現(xiàn)代科技技術(shù)）的知識和使用方法，這都不能缺少教師的講解，并且在學生發(fā)現(xiàn)問題的過程當中，如果學生遇到高于他能力范圍的知識，教師要及時進行講解與引導。對于中學物理探究實驗來講，學生在操作實驗的過程當中不可能會一帆風順，難點的解決過程是提升學生能力的一個很好途徑，教師不要直接進行講解，而是針對這個問題進行疏導，讓學生通過教師的引導有一種恍然大悟的感覺，這才是有效的實驗教學。因此，在創(chuàng)客教育和中學物理探究實驗中，教師都處于引導者的地位，這也使兩者的融合教學成為一種可能。

3.創(chuàng)客教育與中學物理探究實驗的教學目標一致

近年來，我國的重大科技不斷涌現(xiàn)——大飛機、量子通信……習近平總書記在參加十二屆全國人大三次會議上海代表團審議時強調(diào)：“創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動力。抓創(chuàng)新就是抓發(fā)展，謀創(chuàng)新就是謀未來。適應和引領(lǐng)我國經(jīng)濟發(fā)展新常態(tài)，關(guān)鍵是要依靠科技創(chuàng)新轉(zhuǎn)換發(fā)展動力?！彼裕處煈搶⑴囵B(yǎng)學生的創(chuàng)新能力、創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神放在教學的重要位置，在培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的同時，也要將培養(yǎng)學生的動手操作能力滲透其中，因為我們需要的是實際可行的創(chuàng)新，而不是紙上談兵的創(chuàng)新。開展創(chuàng)客教育就是培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，這是將創(chuàng)意實物化的過程，因此在物理教學中滲透創(chuàng)客教育是有必要的。中學物理探究實驗的開展對于培養(yǎng)學生的獨立性和創(chuàng)新性都是有幫助的，學生獨自設(shè)計實驗是物理探究實驗培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的一種有效的途徑。所以創(chuàng)客教育和中學物理探究實驗都是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的一種途徑，那么對于兩者的融合就有了一定的基礎(chǔ)。

對于中學物理探究實驗來說，創(chuàng)客教育結(jié)合了高端科技，使學生走在了科學技術(shù)的前沿，這對于學生的長期發(fā)展有很大的幫助，不僅可以使學生學會物理方面的理論知識，更加重要的是可以幫助學生的全面發(fā)展，因此，在創(chuàng)客教育理念下開展中學物理探究實驗是一種可行的新型教學方式。

二、中學物理探究實驗融合創(chuàng)客教育的策略

1.將高端科技前沿融入中學物理探究實驗中

由于創(chuàng)客教育的時代背景，在講授物理探究實驗的過程中應該讓學生了解科學前沿的知識，以及高端的物理科技，對于學生的能力培養(yǎng)不是一步就能達成的，而應該循序漸進。通過有關(guān)高端科技的講解，讓學生對于物理的發(fā)展有所了解，不僅可以增加學生知識的廣度，還可以使學生舉一反三，開動自己的思維創(chuàng)造出新的事物。比如，深圳的趙曉東老師在物理課堂上講解了球形飛行器，通過他的講解和引導，學生們做了一個可以完成360度旋轉(zhuǎn)的潛水球，并獲得了創(chuàng)新大賽的金獎。如果物理教師在講授課程的同時像趙曉東老師那樣對于高端科技進行講解，并啟發(fā)引導學生舉一反三，那么，每個學生都是“小小創(chuàng)客”，這也有利于物理課程的開展。高端科技的講解對教師提出了更高的要求，首先教師對于科學前沿以及高端科技要有一定的了解，這對于教師平時的閱讀量就有一定的要求;其次，教師在講解高端科技的過程中要循序漸進，講解的高端科技要與學生的知識能力水平一致，不要講解的過于枯燥復雜，使學生還沒有學習就已經(jīng)厭倦;最后，教師在講解高端科技時，要與生活實際相結(jié)合，這會讓學生有種身在其中的感覺，使得學生發(fā)現(xiàn)物理并不遙遠。高端科技前沿對于大多數(shù)學生是陌生的，因此在物理課堂上傳授高端科技方面的知識，對于學生學習物理會有很大的幫助，對于現(xiàn)實生活中的物理也會關(guān)注的更加密切。

2.在探究實驗教學中開發(fā)新的教學資源

現(xiàn)代教學資源的利用主要是以多媒體、現(xiàn)成的實驗儀器為主，對于開發(fā)物理教學資源仍然做得不是很到位，而物理教學資源是為了更好地開展物理教學。在物理實驗課程的開展過程中，不僅要提高學生的創(chuàng)新能力，更要提高教師的創(chuàng)新意識，如果要求一個物理思維僵化的教師去開展創(chuàng)客教育，這是有一定難度的，因此教師的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神越高，學生的創(chuàng)新能力和思維就會有很大的提高。在物理探究實驗的講授過程中，教師應盡可能地開發(fā)實驗儀器，如果利用學生身邊的簡單事物展示物理現(xiàn)象，會使學生更加相信物理規(guī)律的產(chǎn)生與發(fā)展，也會使學生更加細心地觀察自身周圍的環(huán)境，并從中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，這樣的課堂開展才是學生發(fā)展能力的有效途徑。在物理探究實驗教學過程中，教師要主動地開發(fā)教學資源，使學生無論在生活中還是在學習中都能發(fā)現(xiàn)問題并運用知識解決問題。同時不要忘記學生也是可開發(fā)利用的教學資源，合理地開發(fā)學生這一教學資源，可以增加學生的學習經(jīng)驗，提高學生的創(chuàng)新能力，開發(fā)學生的思維。在發(fā)現(xiàn)學生的學習效果沒有達到預期目標以及學生的學習方法有誤時，教師要積極主動地轉(zhuǎn)變教學策略，進行有效的物理教學。

3.適當將科技小制作滲透到物理探究實驗中

科技小制作能夠培養(yǎng)學生的動手能力、思維能力以及科學態(tài)度。在物理探究實驗之后，教師要根據(jù)本節(jié)課的內(nèi)容留下思考問題，通過本節(jié)課的學習進行相關(guān)的科學小制作，這不僅會提高學生的創(chuàng)新能力，也會使學生將物理知識真正地應用到現(xiàn)實生活中，這才是物理教學的最終目的?？萍夹≈谱?、科技小比賽、參觀科技展等活動對于學生來說是從生活中學習物理，并將物理應用于生活的過程，因此在課后開展物理小制作、科技小展覽等物理活動，以及鼓勵學生參加科技制作競賽是有必要的?，F(xiàn)在有一些學校利用學生在校的自習時間，一周開展一次科技小制作的課程，并聘請專業(yè)的教師進行講解，學生在課上通過教師理論的講解，以及觀看教師的實際操作從而舉一反三進行具體操作，學生對于這樣的課程充滿了興趣，也會看到學生制作的各種各樣的小制作。如果在我們的物理課堂上，增加這樣的機會，學生對于學習物理的興趣就會增加，教師的物理教學會更加成功。還有一些學校利用寒暑假給學生留預習下學期課程的作業(yè)，并根據(jù)自己的學習進行一個科技小制作，這樣的方式使學生在假期中不僅僅寫作業(yè)，也間接培養(yǎng)了學生的動手能力以及學習興趣。像這樣有趣的課后學習活動多種多樣，教師應該多多開展這樣的活動，調(diào)動學生的積極性，使其更好地學習。

在中學物理探究實驗中滲透創(chuàng)客教育的理念是有必要的也是可行的，對于學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)具有重要的實踐意義。創(chuàng)客教育的開展會越來越普遍，物理課程與創(chuàng)客教育的聯(lián)系非常的密切，對于物理教師而言，應該提前做好改變教學形式的準備，以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識為目標，為學生的終身學習做準備。

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[作者：田爽（1993-），女，遼寧建昌人，吉林師范大學物理學院在讀碩士研究生;劉茂軍（1978-），男，遼寧東港人，吉林師范大學物理學院副教授，碩士生導師，博士。]

【責任編輯? 郭振玲】