創(chuàng)客式教育理念初中物理教學(xué)研究
時(shí)間:2022-03-03 11:20:27
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【摘要】文章主要介紹了創(chuàng)客式教育滲透初中物理的新教學(xué)模式,該新教學(xué)模式將創(chuàng)客式教育理念中的“從做中學(xué)”“合作學(xué)習(xí)”以及“持續(xù)分享”融入到日常的初中物理教學(xué)中,通過課上延伸知識,激發(fā)學(xué)生興趣,埋下學(xué)生創(chuàng)新種子,再到課后科技實(shí)踐活動(dòng)培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、小組合作探究能力,最終既讓學(xué)生在鞏固物理知識的同時(shí)提高了學(xué)習(xí)物理的興趣,找到了學(xué)習(xí)物理的方法,收獲了創(chuàng)造出一個(gè)作品的喜悅與獲獎(jiǎng)的榮譽(yù)感,也可以讓學(xué)生學(xué)會(huì)分享交流,深入了解自己的作品,以該作品為背景設(shè)計(jì)出相關(guān)的物理題目,這樣在無形之中進(jìn)一步深化學(xué)生的物理知識,促進(jìn)物理成績的提高。
【關(guān)鍵詞】創(chuàng)客式教育理念;初中物理
一、問題的提出
在應(yīng)試教育背景下,物理學(xué)科教學(xué)注重學(xué)生的解題練習(xí),因此學(xué)生只掌握了沒有科學(xué)內(nèi)涵以及缺乏情感的物理知識。這樣不僅影響了學(xué)生物理學(xué)科素養(yǎng)的初步形成,同時(shí)也影響了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣,不少初中學(xué)生甚至剛接觸物理學(xué)科便有了抵觸的心理,長遠(yuǎn)來說,不利于我國未來的高新科技發(fā)展。因此,在初中的物理教學(xué)中,物理教師要不斷地探尋新的教學(xué)方法,既可以激起初中學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,又可以培養(yǎng)初中學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)以及綜合能力,甚至還可以為考試服務(wù),實(shí)現(xiàn)真正的一舉多得。創(chuàng)客教育理念在物理教學(xué)中應(yīng)用的可行性邏輯源于對STEAM教育的思考。STEAM教育是集科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)與數(shù)學(xué)于一體的綜合教育,講究跨學(xué)科的“知識融合”,是創(chuàng)客教育的知識理論基礎(chǔ),屬于創(chuàng)客教育背后一整套的知識體系。而物理學(xué)是科學(xué)的重要內(nèi)容,也是技術(shù)和工程的理論基礎(chǔ),與數(shù)學(xué)更是一家親,在STEAM教育中占有重要角色[1]。因此將創(chuàng)客教育理念滲透初中物理學(xué)科的教學(xué)實(shí)踐是可行的,也是有意義的。創(chuàng)客式教育滲透初中物理教學(xué)的新教學(xué)方法,是一種在創(chuàng)客教育理念的指導(dǎo)下,結(jié)合初中物理學(xué)習(xí)特點(diǎn)以及新課程標(biāo)準(zhǔn)對學(xué)生學(xué)習(xí)能力、動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力要求的新教學(xué)方法。創(chuàng)客教育理念倡導(dǎo)“做中學(xué)”和“快樂學(xué)習(xí)”為物理教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供了切實(shí)可行的實(shí)施路徑[2]。
二、創(chuàng)客式教育滲透初中物理教學(xué)的探索
創(chuàng)客式教育滲透初中物理新教學(xué)模式根據(jù)初中物理教學(xué)特點(diǎn)分為了兩大板塊:課堂教學(xué)板塊以及課后教學(xué)板塊。課堂教學(xué)板塊注重對教學(xué)內(nèi)容的延伸,而課后教學(xué)板塊則注重對學(xué)生堂上知識的應(yīng)用、反思以及動(dòng)手能力、創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。兩大板塊相輔相成,緊密聯(lián)系,共同構(gòu)建出創(chuàng)客式教育滲透初中物理的教學(xué)方法。(一)課堂教學(xué)板塊:巧延課堂教學(xué)內(nèi)容,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新思維創(chuàng)客意識并不是與生俱來的,而是創(chuàng)客們在平時(shí)的生活、學(xué)習(xí)中慢慢地積累起來,為了提升學(xué)生對創(chuàng)客課程的興趣和意識深度,教師要結(jié)合教學(xué)內(nèi)容巧妙地進(jìn)行內(nèi)容外延和拓展,激發(fā)學(xué)生參與創(chuàng)客活動(dòng)的興趣和動(dòng)力,這不僅是開展創(chuàng)客活動(dòng)的第一步,也可以說是開展創(chuàng)客式教育的重要關(guān)鍵一步。學(xué)生在發(fā)散思考的過程,無形也是在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力[3]?!窘虒W(xué)課例】電與磁的電磁繼電器(拓展部分)水位自動(dòng)報(bào)警器的工作原理圖(如圖1)和溫度自動(dòng)報(bào)警器的工作原理圖(如圖2),在教學(xué)中教師往往會(huì)反復(fù)強(qiáng)調(diào)這兩個(gè)??嫉年P(guān)于電磁繼電器原理應(yīng)用的例子,因此往往會(huì)造成學(xué)生對電磁繼電器的理解就局限于這兩個(gè)應(yīng)用,限制了學(xué)生的思維。其實(shí),電磁繼電器是一個(gè)應(yīng)用性很強(qiáng)的電子控制工具,應(yīng)用廣泛。因此,教師在講授該處內(nèi)容時(shí)應(yīng)該適當(dāng)?shù)匾龑?dǎo)學(xué)生發(fā)散思維,在結(jié)合電磁繼電器原理的基礎(chǔ)上,結(jié)合生活實(shí)際大膽創(chuàng)新。這不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,更加培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識和能力。教師在講授電磁繼電器的應(yīng)用時(shí),通過將十七章歐姆定律的內(nèi)容(傳感器)融入這節(jié)課,將歐姆定律與電磁繼電器相結(jié)合,貼近了中考命題的熱點(diǎn),也是當(dāng)今社會(huì)倡導(dǎo)的智能化背后的基本物理原理。教師在講授時(shí)主要例舉了兩個(gè)生活中常見的例子:“聰明”的電梯(如圖3)和闖紅燈自動(dòng)拍照器(如圖4)。首先讓學(xué)生根據(jù)圖示裝置的原理圖去分析該裝置的作用,可以讓學(xué)生起到溫故而知新的作用,掌握應(yīng)用知識的能力;其次是它能夠讓很多學(xué)生真正感受到現(xiàn)實(shí)生活處處有物理,體會(huì)到物理學(xué)科對我們社會(huì)日常生活的巨大重要性,也可以讓很多學(xué)生逐步拓展了知識視野,產(chǎn)生對學(xué)習(xí)物理學(xué)科濃厚的學(xué)習(xí)興趣,最后也可以讓更多學(xué)生真正學(xué)會(huì)如何去獨(dú)立思考和自主創(chuàng)新。課后發(fā)動(dòng)學(xué)生分小組討論如何去設(shè)計(jì)創(chuàng)造出更加“智能化”的裝置,方便我們的生活,如果作品足夠優(yōu)秀甚至還可以申請專利,為社會(huì)作出貢獻(xiàn),從而極大地激發(fā)了學(xué)生的積極性。在小組發(fā)散思維討論創(chuàng)新設(shè)計(jì)一個(gè)新作品時(shí),教師應(yīng)該注重引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)所掌握的理論知識來分析作品的可行性。看作品首先是否具有理論的可行性,其次教師要引導(dǎo)學(xué)生分析作品是否具有投入生產(chǎn)應(yīng)用于生活中的可行性。對于具備可行性的作品教師可帶領(lǐng)學(xué)生嘗試去創(chuàng)造出來,對于不具備可行性的作品,教師要對該小組成員進(jìn)行鼓勵(lì)并要求他們發(fā)現(xiàn)問題并想辦法改進(jìn)?!逗銣叵洹肥且粋€(gè)學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)并創(chuàng)造出來的作品(如圖5)。圖5作品《恒溫箱》及其原理圖教師通過在授課過程中多延伸,給學(xué)生埋下興趣的種子,激發(fā)學(xué)生不斷摸索,保持學(xué)習(xí)的積極性。這樣不僅拓展了學(xué)生的視野,增強(qiáng)了學(xué)生分析應(yīng)用知識的能力,鍛煉了學(xué)生的思維,對提高學(xué)生的成績也很有幫助;而且學(xué)生在該過程中還收獲了開心,收獲了興趣,甚至還收獲了創(chuàng)造出一個(gè)作品的成功感,對于學(xué)生的成長至關(guān)重要。(二)課后教學(xué)板塊:巧設(shè)課外活動(dòng)氛圍,培養(yǎng)學(xué)生思考、動(dòng)手和小組合作探究能力課后是創(chuàng)客教育的主陣地,學(xué)生的動(dòng)手能力也越來越受到了重視。因此教師在課后更應(yīng)該注重培養(yǎng)學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)物理的興趣以及動(dòng)手的能力?!净顒?dòng)課例一】課后自制自動(dòng)小車大比拼活動(dòng)—知識點(diǎn):能量轉(zhuǎn)化、力的作用是相互的1.課前準(zhǔn)備(知識回顧)。大家對小車都很熟悉,我們生活中的小車絕大部分都是燃油車,即通過燃燒汽油來給車提供動(dòng)力,將燃油產(chǎn)生的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為小車的機(jī)械能。而新聞電視上常說的電動(dòng)車、太陽能汽車等是分別將電能、太陽能等轉(zhuǎn)化為小車的機(jī)械能。這些小車的特點(diǎn)都是可以持續(xù)地給小車提供動(dòng)力。2.布置任務(wù)。以小組為單位,利用周末的時(shí)間,借助參考書或者上網(wǎng)搜集資料,然后回到學(xué)校后分小組討論并且開始制作成品,并定一個(gè)時(shí)間統(tǒng)一進(jìn)行比賽。3.制作要求。不能使用電池、太陽能等給小車提供持續(xù)性動(dòng)力的工具,不可上網(wǎng)購買成品,需要經(jīng)過小組的現(xiàn)場拼裝,在制作完成品到正式比賽的期間小組有時(shí)間進(jìn)行討論與改造。4.比賽規(guī)則。各小組派出一代表在規(guī)定的黃線內(nèi)進(jìn)行操作小車,然后松手釋放小車,哪輛小車運(yùn)動(dòng)的距離最遠(yuǎn),該小組為之獲勝。比賽共有三次機(jī)會(huì),取三次中最好的成績作為最終成績。5.活動(dòng)總結(jié)。在該次活動(dòng)中,筆者發(fā)現(xiàn)很多學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)或課外參考書搜集了很多關(guān)于提供小車動(dòng)力的資料,除了大家熟知的課本的知識外,各位同學(xué)都充分發(fā)揮了網(wǎng)絡(luò)工具的能力,搜集到例如橡皮筋小車、氣球小車等等的資料,由此證明各位同學(xué)對于這些實(shí)踐活動(dòng)充滿了興趣。在拼裝環(huán)節(jié)中學(xué)生按照說明書有序地拼裝自己的作品,有時(shí)候遇到接口不穩(wěn)的學(xué)生都會(huì)用膠水粘緊,遇到接孔太小的學(xué)生會(huì)想辦法用錐子弄大,遇到接口粗糙的學(xué)生會(huì)用砂紙打磨,整個(gè)過程培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力。在比賽過程中,由于比賽有幾次的機(jī)會(huì),因此學(xué)生在這過程中遇到了不少的問題:如發(fā)現(xiàn)自己小組的車不夠別的小組的遠(yuǎn)、小車的運(yùn)動(dòng)方向偏了不走直線、小車輪子運(yùn)轉(zhuǎn)不順暢等等。在每次嘗試后筆者都耐心地引導(dǎo)學(xué)生要學(xué)會(huì)借助小組合作,集小組眾人的力量去思考并解決問題:如何才能使得自己小組的小車運(yùn)動(dòng)得更遠(yuǎn)?自己小組的小車原理是怎么樣?怎么去操作?在該過程中,學(xué)生通過小組合作方式互相溝通,解決了一個(gè)個(gè)的問題,同時(shí)又收獲了一定的物理知識:例如橡皮筋小車將橡皮筋的彈性勢能轉(zhuǎn)化為小車的機(jī)械能,如果要提高小車的機(jī)械能,應(yīng)該選用彈性好一點(diǎn)的橡皮筋,同時(shí)形變的程度要大一點(diǎn);又例如氣球小車其實(shí)是類似噴射式飛機(jī)、火箭的原理一樣,利用力的作用是相互的原理,如果要增大對小車的推力,應(yīng)該將氣球吹大一點(diǎn),而且搭載的氣球越多對汽車的推力自然就大。通過一次簡單的小組科技小活動(dòng),既培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力,提高學(xué)生操作的能力,也培養(yǎng)了他們的小組合作能力,發(fā)現(xiàn)問題并解決問題的能力。而且在整個(gè)科技活動(dòng)的過程中,學(xué)生不僅僅收獲了快樂與成功的喜悅,最重要還從這次活動(dòng)中收獲了不少的物理知識,這樣學(xué)生從活動(dòng)中獲取的知識更加的難忘深刻。(三)課后教學(xué)板塊:巧立分享交流平臺(tái),提升學(xué)生學(xué)習(xí)成就感和知識應(yīng)用的能力創(chuàng)客式教育其中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)就是持續(xù)分享,而在初中物理教學(xué)中同樣需要學(xué)生互相分享來激發(fā)學(xué)習(xí)的成就感[4]。筆者在引導(dǎo)學(xué)生參與的過程中,為每個(gè)學(xué)生搭建了一個(gè)交流創(chuàng)客成果的平臺(tái),讓每個(gè)學(xué)生在展示自己成果的同時(shí)再去審視其他伙伴的成果。在展示成果的過程中,充分提升了學(xué)生對成果優(yōu)缺點(diǎn)的認(rèn)知深度,也提升了學(xué)生的語言表達(dá)能力。而學(xué)生在審視他人成果的過程中,一方面需要對他人的成果進(jìn)行學(xué)習(xí)和理解,并帶著質(zhì)疑的態(tài)度審視他人成果的優(yōu)缺點(diǎn)[5]。【活動(dòng)課例二】分享成果,由創(chuàng)客成果體現(xiàn)物理知識的生成一位學(xué)生制作了太陽能風(fēng)扇帽(如圖7),并在活動(dòng)中進(jìn)行展示與交流,在展示過后,其他小組的同學(xué)除了肯定這一成果以外,還提出了以下幾個(gè)問題:1.該款太陽能電池板的能量轉(zhuǎn)化效率高嗎?究竟實(shí)不實(shí)用呢?2.除了風(fēng)扇以外還有其他方式使得人更加涼爽嗎?此時(shí)教師需要引導(dǎo)好學(xué)生根據(jù)所學(xué)的物理原理,根據(jù)問題用對應(yīng)的物理規(guī)律去解決。在筆者的引導(dǎo)下,學(xué)生根據(jù)該太陽能風(fēng)扇帽作為背景自行設(shè)計(jì)了一道綜合計(jì)算題:如圖7所示是一頂建筑工人使用的太陽能小型風(fēng)扇帽,帽子的頂部裝有太陽能電池板,帽沿底部裝有一個(gè)小型電風(fēng)扇,該電池板的參數(shù)如下表所示,測得該風(fēng)扇工作時(shí)的電壓為2.5V,電流為40mA,風(fēng)扇的電動(dòng)機(jī)線圈電阻參數(shù)為1Ω,問:(1)該帽子的能量轉(zhuǎn)化過程有哪些?(2)該風(fēng)扇工作一小時(shí)產(chǎn)生的熱量為多少J?(3)該太陽能板的效率?利用學(xué)生作品相互分享交流這一平臺(tái),結(jié)合各位學(xué)生的一些問題,引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)將實(shí)際問題題目化,變成平時(shí)最熟悉的每天反復(fù)都在做的事情—解題。既可以讓學(xué)生享受交流分享成果的過程,也在該過程中無形地培養(yǎng)了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題解決問題的能力。而且讓學(xué)生親自將這些問題結(jié)合自己的作品題目化,激發(fā)了學(xué)生解題的興趣,增強(qiáng)了學(xué)生對物理知識的應(yīng)用能力。
三、結(jié)語
筆者相信在這種新教學(xué)方法的推動(dòng)下,初中學(xué)生學(xué)習(xí)物理時(shí)能實(shí)現(xiàn)從以往的被動(dòng)學(xué)習(xí)、形式單一以及枯燥無味到主動(dòng)學(xué)習(xí)、形式豐富以及津津有味的轉(zhuǎn)變,而且還能培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力和創(chuàng)新意識,對初中物理教學(xué)具備一定的借鑒作用。在研究中筆者發(fā)現(xiàn)存在如下不足:1.在本研究中,通過有學(xué)生成功創(chuàng)造出作品并且收獲獎(jiǎng)項(xiàng)反映出該研究對于創(chuàng)客教育是十分成功的,取得了非常不錯(cuò)的成績,然而本研究卻并沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)生的成績作為比較,來探究加入了創(chuàng)客式教育前后對學(xué)生掌握物理知識是否起到了幫助作用,之后的探究可以選取部分學(xué)生的物理成績(包含操作考試)作為參考;2.日常物理學(xué)科教學(xué)課時(shí)不多,可是知識點(diǎn)很多,而且開展創(chuàng)客活動(dòng)等需要耗費(fèi)不少的時(shí)間,因此如何調(diào)整好課堂教學(xué)結(jié)構(gòu),提高課堂教學(xué)效率是一個(gè)未來值得研究的課題[6]。創(chuàng)客行為的開展雖然需要教師和學(xué)生花費(fèi)很多的時(shí)間和精力,但是這種付出可以大大提升課堂學(xué)習(xí)的價(jià)值,促進(jìn)學(xué)生物理成績的提高,使學(xué)生的創(chuàng)新能力以及綜合素養(yǎng)也能得到提升[7]。
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作者:黃錦波 單位:廣東省佛山市南海區(qū)和順一中
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