創(chuàng)客教育下的高中物理教學(xué)案例設(shè)計(jì)

穆俊

◆摘? 要：近年來，以3D打印機(jī)和開源硬件為代表的創(chuàng)客運(yùn)動(dòng)已然成為當(dāng)前的熱門話題，其在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用也深受社會(huì)關(guān)注。此前，不僅僅是英國、美國等發(fā)達(dá)國家，以中國為代表的部分發(fā)展中國家也深刻認(rèn)識(shí)到創(chuàng)客教育的戰(zhàn)略價(jià)值，并且已經(jīng)將其應(yīng)用于教育實(shí)踐中。本文以高中物理的“重心”這一部分內(nèi)容為例，深入研究創(chuàng)客教育下的高中物理教學(xué)案例設(shè)計(jì)，旨在為相關(guān)工作人員和教育人員的實(shí)際工作提供一些新的理論支撐。

◆關(guān)鍵詞：創(chuàng)客教育;高中物理;重心

創(chuàng)客運(yùn)動(dòng)最初起源于美國，其本質(zhì)是以實(shí)踐設(shè)計(jì)、創(chuàng)新創(chuàng)造為主要標(biāo)志的新文化運(yùn)動(dòng)，如今的發(fā)展已經(jīng)覆蓋全球。當(dāng)前，創(chuàng)客運(yùn)動(dòng)與教育的融合發(fā)展正在逐漸革新傳統(tǒng)教學(xué)模式，創(chuàng)客教育這一理念也逐漸深入人心。相對(duì)于傳統(tǒng)的教育模式而言，創(chuàng)客教育更加注重創(chuàng)新、合作、實(shí)踐等，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)而言具有至關(guān)重要的作用和意義。但是針對(duì)當(dāng)前創(chuàng)客教育發(fā)展的實(shí)踐情況來看，教學(xué)整合分析、創(chuàng)客教育理念構(gòu)建等研究還處于初步探索和研究的階段，如何利用創(chuàng)課教育進(jìn)行教學(xué)案例設(shè)計(jì)還需要相關(guān)教師對(duì)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(nèi)容的一個(gè)分支，在學(xué)習(xí)完這一章節(jié)前半部分內(nèi)容之后，學(xué)生已經(jīng)認(rèn)識(shí)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(gè)要素”。而“重力”是力學(xué)的重要組成和基礎(chǔ)，既承接著初中物理力學(xué)知識(shí)，也啟下著高中物理力學(xué)知識(shí)。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(xué)內(nèi)容包括“重力方向”“重力大小”和“重心”這三個(gè)方面，“重心”是其中最為抽象，也比較難的一點(diǎn)。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(xué)實(shí)踐中，教師既要讓學(xué)生理解等效思想，又要深入理解重心點(diǎn)的具體位置。從一定層面來講，要有效提高這部分課堂教學(xué)實(shí)踐的效果，還需要增強(qiáng)學(xué)生的參與度，利用多元化的教學(xué)模式引領(lǐng)學(xué)生主動(dòng)積極地融入到課堂中，例如通過創(chuàng)設(shè)游戲情境、創(chuàng)客教具等讓學(xué)生親自體驗(yàn)，認(rèn)識(shí)到學(xué)習(xí)重心在生活中的重要作用。

2創(chuàng)客教育下的高中物理教學(xué)過程設(shè)計(jì)

2.1利用游戲情境導(dǎo)入新課，引出教學(xué)“重心”

在學(xué)習(xí)“重心”這部分內(nèi)容之前，學(xué)生已經(jīng)了解過“平衡”的概念，教師在教學(xué)過程中應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生再次回顧這一概念背后隱藏到物理規(guī)律，使得學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)的知識(shí)前后關(guān)聯(lián)起來。此時(shí)教師可以利用多媒體展示不倒翁的動(dòng)態(tài)圖片，并且引領(lǐng)學(xué)生根據(jù)這幅圖片發(fā)揮想象，讓學(xué)生聯(lián)系之前所學(xué)的“二力平衡”這一知識(shí)點(diǎn)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(shí)，為了讓學(xué)生更加深刻的理解“重心”，教師可以在課堂上創(chuàng)設(shè)游戲情景：讓自己身體的一側(cè)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(jiān)持一段時(shí)間。這樣一方面有利于充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的課堂興趣，另一方面也能讓學(xué)生通過游戲體驗(yàn)進(jìn)一步思考“這個(gè)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(duì)其加以引導(dǎo)，告訴學(xué)生這個(gè)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(gè)游戲情景中，由于我們身體的一側(cè)緊貼在豎直的墻壁上，也就導(dǎo)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(xué)生在這個(gè)游戲情境當(dāng)中深入理解“重心”這一概念以及具體作用。

2.2通過實(shí)驗(yàn)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(jìn)一步明確重心的具體確定方法。在教學(xué)過程中，教師可以首先讓學(xué)生知道重心的確定主要涉及到兩種情況：一是物體的質(zhì)量分布較為均勻，這時(shí)的重心位置與物體的形狀有很大的關(guān)系;二是物體的質(zhì)量分布不均勻，這時(shí)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(nèi)的質(zhì)量分布情況。與此同時(shí)要明確兩個(gè)比較重要的點(diǎn)：一是重心并不等于最重的點(diǎn)，而是物體各個(gè)部分所受重力的集合點(diǎn);二是重心并非在物體本身上，例如質(zhì)量分布均勻的球形紙盒，它的重心點(diǎn)就是球心，而非紙盒上。在此之后，為了讓學(xué)生深入理解上述相關(guān)概念和注意點(diǎn)，教師可以在課堂上開展實(shí)踐活動(dòng)，讓學(xué)生親自探索、親自發(fā)現(xiàn)“重心”的位置，同時(shí)還可以創(chuàng)作一些特色作品，在班級(jí)內(nèi)分享自己對(duì)于平衡的理解。例如，要是可以首先舉例：教師可以提前準(zhǔn)備一些形狀不規(guī)則的薄板，再告知學(xué)生薄板重心的位置可以通過兩次懸掛來確定之后，讓學(xué)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(duì)上述木板進(jìn)行重心位置確定，并在確定之后用手指支撐起這一薄板，發(fā)現(xiàn)能夠達(dá)到平衡即可。然后學(xué)生要根據(jù)教師的示范進(jìn)行任務(wù)模仿，不僅要研究質(zhì)量分布均勻的物體重心位置，還要研究質(zhì)量分布不均勻物體的重心位置。最后，要進(jìn)一步應(yīng)用創(chuàng)客教育理念，開展高中物理教學(xué)，還可以增加DIY教學(xué)環(huán)節(jié)：讓學(xué)生提前準(zhǔn)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(fù)的調(diào)節(jié)水量，直到易拉罐可以斜立起來，以此利用重心的特點(diǎn)展示平衡的魅力。

3結(jié)束語

對(duì)于“重心”這一章節(jié)的教學(xué)而言，教師首先要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)示范，讓學(xué)生了解“懸掛法”的具體操作方法以及原理，然后在學(xué)生親自實(shí)踐的基礎(chǔ)之上明確質(zhì)量均勻、質(zhì)量不均勻、形狀規(guī)則、形狀不規(guī)則的物體的重心位置，讓學(xué)生在親自操作的過程中進(jìn)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(dǎo)學(xué)生進(jìn)行DIY活動(dòng)，引領(lǐng)學(xué)生在觀察完教師課件之后進(jìn)行模仿創(chuàng)作，進(jìn)一步引領(lǐng)學(xué)生利用“重心”知識(shí)，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)客教育與高中物理教學(xué)的融合發(fā)展，對(duì)于提高其教學(xué)效果而言，具有至關(guān)重要作用和意義。

參考文獻(xiàn)

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

[2]桂丹貝.基于創(chuàng)客教育理念下的高中物理教學(xué)案例設(shè)計(jì)研究[D].山東師范大學(xué)，2019.