中学物理探究实验中融入创客教育的可行性研究

田爽 刘茂军

摘   要 物理探究实验是学生创新能力培养的重要载体，创客教育理念融入探究实验有利于培养学生的创新能力。学生和教师在创客教育与中学物理探究实验所承担的角色是相同的，而且创客教育与中学物理探究实验的教学目标一致，都是为了提高学生的创新能力，因此，在物理探究实验中實施创客教育是可行的。在中学物理探究实验中融入创客教育，教师不仅要教授实验内容，讲解高端科技，还要在实验过程中开发新的教学资源，组织科技小制作等物理活动，通过多方面的措施使得中学物理探究实验与创客教育融合教学更加完善。

关键词 创客教育  物理探究实验  创新能力

“创客教育”计划是美国在2012年初提出的，目的是推动美国的教育改革和培养科技创新人才。创客教育的实质就是将学生头脑当中的创意转化为现实、实物的一个过程，不仅仅是对于知识的学习，更是对于知识的运用。创客教育的教学方式更加重视学生的主体地位，希望学生在学习过程中可以自己发现问题，并通过自己的知识（不仅仅是课堂上所学到的学科知识，也有学生通过各类媒体信息获得的）解决问题，使学生在实践中学习，这与美国教育学家杜威的思想——“从做中学”有着相似之处。创客教育是多学科共同融和应用，再利用高端技术（3D打印、激光切割机等现代科技技术）将创意实体化的过程。

创客教育的开展需要一定的平台，这样的平台称之为创客空间，创客空间是指具有共同兴趣的人对于科学、技术、工程、信息等进行交流后，共同合作开发新事物的工作空间，如实验室、车间、图书馆等。我国比较著名的创客空间有北京的景山学校和浙江温州中学，学校中的创客空间不仅仅要教授理论知识，也注重动手能力的培养，旨在让学生在实践中学习，创客教育对于培养学生的自主探究能力和合作交流能力都有重要的帮助。传统的教育方式对于知识的传授非常到位，但是对于培养学生的实践能力却有很大的局限性，创客教育非常重视培养学生的实践能力。由于物理是一门以实验为基础的学科，所以对于学生动手能力和实践能力就有一定的要求，创客教育的教学方式和教学方法，对于物理学科的教学有极大的帮助。因此，在中学物理探究实验中融入创客教育对于学生是一种新的学习体验方式，对于教师是一种新的教学形式，主要是为了让学生以一种发展的眼光看问题，懂得物理是在发展的，科技是在进步的。

一、中学物理探究实验和创客教育融合的可行性

实验教学是物理的重要组成部分，实验可以激发学生学习物理的兴趣，提高学生学习物理的主动性。中学物理探究实验较演示实验更能体现学生的主体地位，较分组实验更能体现学生的独立性，中学物理探究实验对于培养学生的创新能力、创新精神、创新意识都有很大的帮助，使学生的动手动脑能力也有很大的提高。创客教育的实质就是将学生头脑中的创意通过知识和科技的叠加制作出实物的过程，而这与物理的教学目的是有相似之处的。中学物理教学一直希望学生达到学以致用的程度，但是由于我国现在的应试选拔人才的方式，更多的物理教师只是在单单传授知识，对于动手能力的培养还是有欠缺的，因此，在物理课堂中增加探究式实验就显得尤为重要。由于创客教育对于学生的创新素养要求较中学物理探究实验要高，因此将创客教育和中学物理探究式实验进行融合是具有可行性的，具体体现在以下几个方面。

1.学生在创客教育与中学物理探究实验中都是创造者、发现者

创客教育就是学生自己发现问题、解决问题的一个过程，所以学生在创客教育中主要扮演的是创造者、发现者。中学物理探究实验是由物理教师提出问题，再由学生进行猜想假设、设计实验，通过实验现象进行归纳总结、交流评价的过程，那么在教学过程中，物理教师需要为学生创造一个良好的物理环境，使学生在这样的环境中进行物理实验的操作，在学生自主探究的过程中，学生既是实验的创造者，又是物理现象的发现者。在创客教育和物理探究实验中，学生扮演的角色是相同的。但是问题的来源却是不同的，创客教育是学生在自己所处的大环境中主动地发现问题，而中学物理探究实验是物理教师提出的问题，因此，中学物理探究实验较创客教育更加被动。如果在中学物理探究实验中，教师向学生介绍本节课的主题，让学生通过自己所处的大环境去验证问题，这也是物理教学的一种新方式。这样做的优点在于更能体现教学中学生的主体性，并可以很好地调动学生学习物理的热情，使学生更加细心地观察世界，为学生的长久发展做准备。

2.教师在创客教育与中学物理探究实验中都是引导者

对于创客教育和中学物理探究实验来说，教师让学生主动解决问题的过程中，教师绝对不是旁观者。对于创客教育而言，在学生发现问题、解决问题的过程当中，首先应该具备一定量的理论知识以及一些高端技术（3D打印、激光切割机等现代科技技术）的知识和使用方法，这都不能缺少教师的讲解，并且在学生发现问题的过程当中，如果学生遇到高于他能力范围的知识，教师要及时进行讲解与引导。对于中学物理探究实验来讲，学生在操作实验的过程当中不可能会一帆风顺，难点的解决过程是提升学生能力的一个很好途径，教师不要直接进行讲解，而是针对这个问题进行疏导，让学生通过教师的引导有一种恍然大悟的感觉，这才是有效的实验教学。因此，在创客教育和中学物理探究实验中，教师都处于引导者的地位，这也使两者的融合教学成为一种可能。

3.创客教育与中学物理探究实验的教学目标一致

近年来，我国的重大科技不断涌现——大飞机、量子通信……习近平总书记在参加十二届全国人大三次会议上海代表团审议时强调：“创新是引领发展的第一动力。抓创新就是抓发展，谋创新就是谋未来。适应和引领我国经济发展新常态，关键是要依靠科技创新转换发展动力。”所以，教师应该将培养学生的创新能力、创新意识、创新精神放在教学的重要位置，在培养学生创新能力的同时，也要将培养学生的动手操作能力渗透其中，因为我们需要的是实际可行的创新，而不是纸上谈兵的创新。开展创客教育就是培养学生的创新能力，这是将创意实物化的过程，因此在物理教学中渗透创客教育是有必要的。中学物理探究实验的开展对于培养学生的独立性和创新性都是有帮助的，学生独自设计实验是物理探究实验培养学生创新能力的一种有效的途径。所以创客教育和中学物理探究实验都是培养创新型人才的一种途径，那么对于两者的融合就有了一定的基础。

对于中学物理探究实验来说，创客教育结合了高端科技，使学生走在了科学技术的前沿，这对于学生的长期发展有很大的帮助，不仅可以使学生学会物理方面的理论知识，更加重要的是可以帮助学生的全面发展，因此，在创客教育理念下开展中学物理探究实验是一种可行的新型教学方式。

二、中学物理探究实验融合创客教育的策略

1.将高端科技前沿融入中学物理探究实验中

由于创客教育的时代背景，在讲授物理探究实验的过程中应该让学生了解科学前沿的知识，以及高端的物理科技，对于学生的能力培养不是一步就能达成的，而应该循序渐进。通过有关高端科技的讲解，让学生对于物理的发展有所了解，不仅可以增加学生知识的广度，还可以使学生举一反三，开动自己的思维创造出新的事物。比如，深圳的赵晓东老师在物理课堂上讲解了球形飞行器，通过他的讲解和引导，学生们做了一个可以完成360度旋转的潜水球，并获得了创新大赛的金奖。如果物理教师在讲授课程的同时像赵晓东老师那样对于高端科技进行讲解，并启发引导学生举一反三，那么，每个学生都是“小小创客”，这也有利于物理课程的开展。高端科技的讲解对教师提出了更高的要求，首先教师对于科学前沿以及高端科技要有一定的了解，这对于教师平时的阅读量就有一定的要求;其次，教师在讲解高端科技的过程中要循序渐进，讲解的高端科技要与学生的知识能力水平一致，不要讲解的过于枯燥复杂，使学生还没有学习就已经厌倦;最后，教师在讲解高端科技时，要与生活实际相结合，这会让学生有种身在其中的感觉，使得学生发现物理并不遥远。高端科技前沿对于大多数学生是陌生的，因此在物理课堂上传授高端科技方面的知识，对于学生学习物理会有很大的帮助，对于现实生活中的物理也会关注的更加密切。

2.在探究实验教学中开发新的教学资源

现代教学资源的利用主要是以多媒体、现成的实验仪器为主，对于开发物理教学资源仍然做得不是很到位，而物理教学资源是为了更好地开展物理教学。在物理实验课程的开展过程中，不仅要提高学生的创新能力，更要提高教师的创新意识，如果要求一个物理思维僵化的教师去开展创客教育，这是有一定难度的，因此教师的创新意识、创新精神越高，学生的创新能力和思维就会有很大的提高。在物理探究实验的讲授过程中，教师应尽可能地開发实验仪器，如果利用学生身边的简单事物展示物理现象，会使学生更加相信物理规律的产生与发展，也会使学生更加细心地观察自身周围的环境，并从中发现问题、解决问题，这样的课堂开展才是学生发展能力的有效途径。在物理探究实验教学过程中，教师要主动地开发教学资源，使学生无论在生活中还是在学习中都能发现问题并运用知识解决问题。同时不要忘记学生也是可开发利用的教学资源，合理地开发学生这一教学资源，可以增加学生的学习经验，提高学生的创新能力，开发学生的思维。在发现学生的学习效果没有达到预期目标以及学生的学习方法有误时，教师要积极主动地转变教学策略，进行有效的物理教学。

3.适当将科技小制作渗透到物理探究实验中

科技小制作能够培养学生的动手能力、思维能力以及科学态度。在物理探究实验之后，教师要根据本节课的内容留下思考问题，通过本节课的学习进行相关的科学小制作，这不仅会提高学生的创新能力，也会使学生将物理知识真正地应用到现实生活中，这才是物理教学的最终目的。科技小制作、科技小比赛、参观科技展等活动对于学生来说是从生活中学习物理，并将物理应用于生活的过程，因此在课后开展物理小制作、科技小展览等物理活动，以及鼓励学生参加科技制作竞赛是有必要的。现在有一些学校利用学生在校的自习时间，一周开展一次科技小制作的课程，并聘请专业的教师进行讲解，学生在课上通过教师理论的讲解，以及观看教师的实际操作从而举一反三进行具体操作，学生对于这样的课程充满了兴趣，也会看到学生制作的各种各样的小制作。如果在我们的物理课堂上，增加这样的机会，学生对于学习物理的兴趣就会增加，教师的物理教学会更加成功。还有一些学校利用寒暑假给学生留预习下学期课程的作业，并根据自己的学习进行一个科技小制作，这样的方式使学生在假期中不仅仅写作业，也间接培养了学生的动手能力以及学习兴趣。像这样有趣的课后学习活动多种多样，教师应该多多开展这样的活动，调动学生的积极性，使其更好地学习。

在中学物理探究实验中渗透创客教育的理念是有必要的也是可行的，对于学生创新能力的培养具有重要的实践意义。创客教育的开展会越来越普遍，物理课程与创客教育的联系非常的密切，对于物理教师而言，应该提前做好改变教学形式的准备，以培养学生的创新意识为目标，为学生的终身学习做准备。

参考文献

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[作者：田爽（1993-），女，辽宁建昌人，吉林师范大学物理学院在读硕士研究生;刘茂军（1978-），男，辽宁东港人，吉林师范大学物理学院副教授，硕士生导师，博士。]

【责任编辑  郭振玲】