基于創(chuàng)客教育的初中物理綜合實(shí)踐活動(dòng)教學(xué)——以“制作簡(jiǎn)易投影儀”為例

(江蘇省蘇州市振華中學(xué)校，江蘇 蘇州 215006)

創(chuàng)客源自英語(yǔ)單詞“Maker”，原意是指“制造者”或“創(chuàng)造者”，是出于興趣和愛(ài)好、努力把各種創(chuàng)意想法轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的人。當(dāng)創(chuàng)客與教育相逢，“創(chuàng)客教育”便誕生了，它基于學(xué)生興趣，以項(xiàng)目學(xué)習(xí)的方式，使用數(shù)字化工具，倡導(dǎo)造物，鼓勵(lì)分享，培養(yǎng)學(xué)生的跨學(xué)科解決問(wèn)題能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和創(chuàng)新能力。[1]

初中物理綜合實(shí)踐活動(dòng)是以物理學(xué)科知識(shí)為背景開(kāi)展的以學(xué)生為活動(dòng)主體的多樣性活動(dòng)。它既能聯(lián)系前面所學(xué)知識(shí)，又能把學(xué)生的主觀需要和興趣統(tǒng)一起來(lái)。初中物理綜合實(shí)踐活動(dòng)重視學(xué)生在活動(dòng)中的主觀感受和過(guò)程體驗(yàn)，并以物理學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)和學(xué)生的內(nèi)在動(dòng)機(jī)與需要的維持為基礎(chǔ)，以主動(dòng)探究、勇于實(shí)踐為主要特征，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)生主體能力的發(fā)展。[2]初中物理綜合實(shí)踐活動(dòng)與創(chuàng)客教育都提倡“做中學(xué)”“學(xué)中創(chuàng)”，本質(zhì)上都要激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造和創(chuàng)新意愿。

基于創(chuàng)客教育的初中物理綜合實(shí)踐活動(dòng)面向真實(shí)的學(xué)習(xí)，從生活問(wèn)題和現(xiàn)象出發(fā)，精心選擇和組織活動(dòng)，開(kāi)展以造物為特征的跨學(xué)科實(shí)踐?；顒?dòng)的內(nèi)容設(shè)計(jì)比較靈活，突出學(xué)生物理知識(shí)的應(yīng)用和學(xué)科融合，充分利用真實(shí)世界使用的各種工具、資源和策略，在探索與合作中學(xué)習(xí)、創(chuàng)造和創(chuàng)新。本文以“制作簡(jiǎn)易投影儀”為例，從以下6個(gè)環(huán)節(jié)來(lái)闡述開(kāi)展基于創(chuàng)客教育的初中物理綜合實(shí)踐活動(dòng)的途徑。

1 提煉問(wèn)題，明確活動(dòng)主題

提出問(wèn)題、明確主題，旨在培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)。如果學(xué)生不能提出自己的問(wèn)題，他們就無(wú)法變得獨(dú)立自主、有責(zé)任心、具有批判性思維能力。學(xué)生一旦可以提出自己的問(wèn)題，便有機(jī)會(huì)掌握整體的學(xué)習(xí)進(jìn)程。我們希望學(xué)生成為獨(dú)立思考者，成為終身學(xué)習(xí)者，成為創(chuàng)客。而這一切的起點(diǎn)，就是要鼓勵(lì)學(xué)生自主提問(wèn)。

提出問(wèn)題、明確活動(dòng)主題是學(xué)生開(kāi)展活動(dòng)的基礎(chǔ)。教師可以采用循序漸進(jìn)的方式引導(dǎo)學(xué)生從感興趣的問(wèn)題中篩選出適合研究的問(wèn)題，因?yàn)榕d趣是創(chuàng)客的動(dòng)力，然后對(duì)問(wèn)題的價(jià)值進(jìn)行討論，明確研究對(duì)象、內(nèi)容和方法，最終將適合研究的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為活動(dòng)的主題。

我們可以對(duì)初中物理內(nèi)容進(jìn)行單元模塊化整合，針對(duì)每個(gè)單元確定一個(gè)活動(dòng)主題。比如蘇科版初中物理八年級(jí)上冊(cè)第三章“光現(xiàn)象”和第四章“光的折射 透鏡”作為初中物理光學(xué)知識(shí)單元，學(xué)生學(xué)習(xí)這部分知識(shí)后，一些同學(xué)對(duì)商店門(mén)口投影在地上的廣告產(chǎn)生了興趣，想弄明白其中的原理，并希望自己也能做一個(gè)這樣的光學(xué)器件，為此確立了“制作簡(jiǎn)易投影儀”為主題的活動(dòng)。

2 自主探究，理解信息

在明確活動(dòng)主題之后，學(xué)生便進(jìn)入探究階段，對(duì)提出的所有問(wèn)題進(jìn)行深入探究，以便對(duì)問(wèn)題有更進(jìn)一步的理解。探究是我們解決問(wèn)題的一種方式，在這一階段以項(xiàng)目小組為單位，制定探究方案，在收集相關(guān)信息和數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)解決相關(guān)問(wèn)題的證據(jù)，以便理解正在嘗試解決的問(wèn)題。

在“制作簡(jiǎn)易投影儀”活動(dòng)中對(duì)焦距不同、口徑不同的凸透鏡成像進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，要求學(xué)生確定探究問(wèn)題、探究方法，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集表，得出探究結(jié)果，并在探究過(guò)程中制定“探究問(wèn)題清單”。“探究問(wèn)題清單”可以使學(xué)生的探究具有更強(qiáng)的目的性，同時(shí)教師也可以制定相關(guān)的評(píng)價(jià)表評(píng)估各個(gè)小組的探究活動(dòng)。

在這個(gè)階段教師要做的是引導(dǎo)學(xué)生去探索，讓他們親身經(jīng)歷探究過(guò)程，教師可以提供支持，但不要太多，否則探究會(huì)變得僵化、無(wú)趣。因此，可以最初只為學(xué)生提供基本的研究工具，讓他們自己選擇所需的支持類(lèi)型。

3 激發(fā)思維碰撞，提出創(chuàng)新想法

學(xué)生經(jīng)歷自主探究后，也許學(xué)生想跳過(guò)這一階段，直接著手創(chuàng)造，但還是建議不要操之過(guò)急，先讓學(xué)生做好規(guī)劃。蓋房子首先得有設(shè)計(jì)圖紙，對(duì)收集到的信息進(jìn)行交流、討論、思維碰撞，探尋創(chuàng)新想法。在這一階段學(xué)生首先要進(jìn)行“頭腦風(fēng)暴”，再制定具體規(guī)劃，進(jìn)一步明晰自己的想法。

該階段要給學(xué)生充分的空間和時(shí)間構(gòu)思創(chuàng)意，教師不要對(duì)學(xué)生的創(chuàng)意做過(guò)多干擾，當(dāng)學(xué)生沒(méi)有想法時(shí)進(jìn)行適當(dāng)啟發(fā)，幫助每個(gè)小組形成獨(dú)特的想法并引導(dǎo)其實(shí)現(xiàn)。[3]

在制作簡(jiǎn)易投影儀前，凸透鏡的選擇是首先面臨的問(wèn)題，根據(jù)前面對(duì)凸透鏡的探究選擇合適的凸透鏡來(lái)制作投影儀。關(guān)于投影的內(nèi)容各小組的選擇也不同，有的選擇手機(jī)播放動(dòng)畫(huà)畫(huà)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(ài)的圖畫(huà)，作為投影題材。關(guān)于投影成像的清晰度調(diào)節(jié)，各組也有不同的方案。

4 制作成品

探尋創(chuàng)作的想法后，學(xué)生們進(jìn)入制作成品階段。在“制作簡(jiǎn)易投影儀”活動(dòng)中，學(xué)生根據(jù)小組創(chuàng)作計(jì)劃，在生活物品中選擇合適的材料進(jìn)行制作。由于這項(xiàng)活動(dòng)制作的成品形式多種多樣，投影儀結(jié)構(gòu)和投影內(nèi)容的不同選擇，給出了較大的創(chuàng)造空間，學(xué)生可根據(jù)自己的興趣、愛(ài)好，制作出各種各樣的作品。

在這個(gè)階段學(xué)生可能會(huì)遇到困難和阻礙，甚至有時(shí)想放棄。此時(shí)教師要鼓勵(lì)學(xué)生，在努力解決問(wèn)題的過(guò)程中，學(xué)生的創(chuàng)造力及想象力會(huì)進(jìn)一步得到提升。

5 交流與評(píng)價(jià)，改進(jìn)作品

在這個(gè)階段通過(guò)小組的活動(dòng)匯報(bào)、展示、互評(píng)來(lái)評(píng)判作品的優(yōu)缺點(diǎn)，學(xué)生進(jìn)一步改進(jìn)作品。

5．1 小組匯報(bào)與展示

在各小組基本完成簡(jiǎn)易的投影儀制作后安排一次集體展示課，將各組活動(dòng)故事板張貼在教室前方(圖1)，讓各組通過(guò)故事板分享自己小組的想法、設(shè)計(jì)圖紙、設(shè)計(jì)方案等，對(duì)制作投影儀過(guò)程、遇到的困難、解決辦法進(jìn)行說(shuō)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(píng)

在各小組匯報(bào)與展示后，引導(dǎo)各小組成員對(duì)展示小組制定的方案、設(shè)計(jì)的圖表、收集的信息、制作的作品、團(tuán)隊(duì)精神等進(jìn)行評(píng)價(jià)，指出他們的成功之處，提出改進(jìn)建議。全班通過(guò)討論制定互評(píng)表，教師組織學(xué)生進(jìn)行互評(píng)，同時(shí)將各組互評(píng)要點(diǎn)寫(xiě)在黑板上，便于對(duì)比分析。

5．3 作品改進(jìn)

“設(shè)計(jì)沒(méi)有最好，只有更好”。在互評(píng)中會(huì)發(fā)現(xiàn)很多小組對(duì)作品提出了很好的改進(jìn)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(shí)際操作中像距發(fā)生了變化，就會(huì)導(dǎo)致成像不清晰，另外一組同學(xué)提出了一個(gè)很好的優(yōu)化建議:做一個(gè)伸縮裝置，通過(guò)移動(dòng)投影片來(lái)改變物距，將所成像調(diào)節(jié)清晰。

活動(dòng)交流與評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)是單元活動(dòng)的高潮階段，各小組學(xué)生展示作品，通過(guò)故事板的形式說(shuō)明小組的想法、設(shè)計(jì)圖紙、設(shè)計(jì)方案、遇到的困難和解決辦法，小組間通過(guò)相互提問(wèn)，提出作品優(yōu)化的建議，加深對(duì)所學(xué)知識(shí)內(nèi)容的理解，并通過(guò)小組自評(píng)、小組間互評(píng)、教師評(píng)價(jià)等方式，對(duì)投影儀制作過(guò)程、投影儀設(shè)計(jì)、性能、外觀、資源的利用和時(shí)間的管理、團(tuán)隊(duì)合作等方面進(jìn)行評(píng)估。該階段把課堂變成了分享知識(shí)和創(chuàng)意的場(chǎng)所，增加了學(xué)生間的交互，讓學(xué)生樂(lè)于分享觀點(diǎn)，并增強(qiáng)創(chuàng)新的信心，同時(shí)也提升了學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力和批判性思維能力。這里值得一提的是，活動(dòng)后有一個(gè)項(xiàng)目組利用在機(jī)器人社團(tuán)所學(xué)的編程和機(jī)械結(jié)構(gòu)知識(shí)對(duì)作品進(jìn)行了改進(jìn)，他們利用超聲波傳感器測(cè)出像距后自動(dòng)調(diào)節(jié)物距，實(shí)現(xiàn)了能自動(dòng)調(diào)節(jié)像的清晰度的投影儀(圖2)。將信息技術(shù)與初中物理綜合實(shí)踐活動(dòng)完美結(jié)合，將最初的創(chuàng)意變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，這正是創(chuàng)客教育所追求的。

圖2

6 作品發(fā)布與活動(dòng)拓展

一項(xiàng)成功的產(chǎn)品必須被“銷(xiāo)售”才能到達(dá)目標(biāo)受眾手中，學(xué)生在制作簡(jiǎn)易投影儀活動(dòng)中經(jīng)歷了一次工程設(shè)計(jì)，完成了自己的作品，最后需要發(fā)布自己的作品。教師可以組織學(xué)生將作品和故事板展示在學(xué)校公共空間、創(chuàng)客空間、微信平臺(tái)等，讓全校學(xué)生對(duì)活動(dòng)過(guò)程和作品進(jìn)行投票，投票產(chǎn)生的優(yōu)秀研究團(tuán)隊(duì)和作品在全校集會(huì)或科技周活動(dòng)中進(jìn)行展示與宣傳。這個(gè)最終階段聽(tīng)起來(lái)有點(diǎn)像營(yíng)銷(xiāo)，其實(shí)學(xué)生也需要學(xué)習(xí)市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)藝術(shù)，體驗(yàn)成功的喜悅。

7 結(jié)語(yǔ)

初中物理綜合實(shí)踐活動(dòng)的價(jià)值主要體現(xiàn)在活動(dòng)的過(guò)程中，本文提出的6環(huán)節(jié)是一個(gè)閉環(huán)，其結(jié)果是明確的，而任務(wù)是模糊的。活動(dòng)為學(xué)生的發(fā)展提供了開(kāi)放的空間，學(xué)生在探究、體驗(yàn)、創(chuàng)作過(guò)程中，將創(chuàng)意物化，滿(mǎn)足了自己的好奇心，獲得了從書(shū)本和課堂中無(wú)法獲取的真實(shí)體驗(yàn)、難忘經(jīng)歷和深刻感悟，提升了他們的創(chuàng)新能力和動(dòng)手實(shí)踐能力，引導(dǎo)學(xué)生從學(xué)習(xí)消費(fèi)者變?yōu)閯?chuàng)造者，讓學(xué)生在實(shí)踐中播下創(chuàng)新的種子。在活動(dòng)過(guò)程中，教師更多的是做方法上的引領(lǐng)，是學(xué)生學(xué)習(xí)的伙伴，與學(xué)生共同成長(zhǎng)，養(yǎng)成勤于思考、樂(lè)于動(dòng)手、注重團(tuán)隊(duì)協(xié)作的習(xí)慣，敢于直面困難，增強(qiáng)自身的問(wèn)題解決能力。