创客教育让物理实验课“做”起来

蔡文胜 姚珍

摘 要：创客教育提出“学中做，做中学”与物理实验中动手操作理念的特点相一致，为创客融入物理实验提供了基础，拓宽了实验教学内容，有效弥补了传统实验课教学上的不足。文章从模仿制作和应用制作两个角度诠释创客教育与学生实验相结合的教学方式。

关键词：创客教育;高中物理;学生实验;模仿制作;应用制作

在教学实践中，我们发现高中生参与课堂创作的有效方式是模仿制作和应用制作。从教育理论的角度分析，学生需要模仿学习知识，有知识储备才能进行创作。从物理教学内容的角度分析，高中物理知识具备了学生模仿制作和应用制作的内容。

一、模仿制作

高中物理教学内容中，常涉及仪器工具的学习、物理知识在现实生活中的应用。这些内容其原理或结构相对稳定，变化性小，为教学中的模仿制作提供了素材。例如，以电表改装为例，传统教学中常以教师讲授为主，旨在让学生理解改装的原理。但是，在教学效果上总还是有些差强人意，学生很难在短时内接受教学中的诸多疑点难点，而且因为教学仅注重了原理的讲授，忽略了制作过程的细节介绍，学生不能融会贯通，因而产生诸多难点。创客引入教学，可以让学生在制作过程中体会知识，在制作过程中完善细节。

又如，以电压表改装教学为例。在第一课时的教学中对基础知识，改装的理论知识进行教学。第二课时教学时，为学生准备一个有盖子的大纸盒（做为改装后电表的外壳，可容得下表头和电阻箱）、表头（满偏电流为Ig=5mA，内阻为Rg=100Ω）、电阻箱、导线若干。

师：根据上节课的内容，小量程的电表改装成大量程的电压表，需要串联一个电阻，电阻起到分压的作用。请同学们根据提供的数据，计算将表头改装成量程为15V的电压表，需要串联电阻是多少？（学生计算得需要串联电阻为2900Ω，并将计算得到准确阻值串联接入表头。）

师：这样，表头和电阻两端最大电压量程为15V。但是表头的刻度表示的是表头内部电阻参数下的读数，那么如何才能让示数表示表头与电阻的电压呢？

生：将表头5mA的示数改扩充为15V的示数。（学生将重新制作的刻度粘贴到表头上）

师：改装已经成功。但是，这样的分散组装的电压表拿去出售估计没有人会买。大家用的电压表也是只看到一个实体的。那现在要如何处理呢？

生：将表头和电阻装到盒子里，只露出刻度盘。（学生将仪器装进盒子里，盖上盖子，划破一小块盖子露出刻度盘。）

师：在售卖前，一般产品都要进行质量检测。那我们这个电压表要如何检测它是合格的呢？

生：用标准15V电压表做比较，改装电压表和标准电压表测量相同的电压，分析读数是否一致。（学生将改装的电压表与标准电压表并联接入待测电压，比较改装电表与标准电压表读数。学生发现改装的电压表测出来的数据比标准电压表读数小。）

师：改装的电压表读数比真实值小。我们要让读数正确，就是要让指针偏角变大。那么如何让指针偏角变大呢？

生：减少改装电压表的电阻。（学生动手操作，再进行比较，结果正确）

师：我们根据计算准确求得串联电阻为2900欧，但是为什么改装后进行校对时，电阻又偏大呢？

生：导线等电阻引起的误差。

这样，通过一系列的动手参与，教师的引导，学生就能更深刻理解电压表的改装，有效的突破了这节课教学上的难点。

二、应用制作

现代丰富多彩的生活中，总是可以找到各种各样以物理知识应用的产品。高中物理知识是这些科技产品的理论基础。高中生通过高中阶段物理的学习，也就具备了简单的科技应用和创造所需要的技能。创客教育，为学生创造，开启新的教学模式。如以《探究感应电流产生的条件》为例，在学生了解产生感应电流产生的条件是回路和磁通量的变化之后，为学生提供这些材料：小风扇（包括小马达和叶片）、不同规格的齿轮、转动手柄、电吹风、发光二极管、导线等。

师：（展示马达的内部结构）请同学们回答马达的主要结构是什么？

生：多匝导线和磁铁。

师：在通电的条件下，通电导线在磁场中会受到安培力的作用，开始转动，马达就是一个电动机。但是，如果在不通电的条件下转动马达的线圈，大家观察磁通量有什么特点？

學：磁通量会变化。

师：所以，马达这个时候相当于是？

生：发电机。

师：请同学们根据提供的器材，组装发电机给发光二极管供电。

学生1直接将小风扇马达接线与二极管相连，用电吹风吹动小风扇的叶片转动。观察到二极管发光了。学生2将小风扇的马达拆卸下来，马达导线连接发光二极管，马达转轴连接齿轮和手柄，手柄的转动带动齿轮，齿轮带动马达转轴转动，马达产生电流，使发光二极管亮起来。这样，学生参与创造的教学方式，让物理知识鲜活起来，不只是何停留在书本的知识，激发了学生对物理的兴趣，促进了学生思维，开发了学生潜力，

三、结语

在教学实践中，只要其是一件成品，涉及物理知识，都可以做为模仿制作的教学材料，我们都可以用模仿的教学形式让学生进一步理解、掌握其物理原理。模仿制作是创造制作的基础，在模仿中学习物理知识，在模仿中训练动手技能，在模仿中体会仪器原理的精妙。应用制作是模仿制作沉淀下质的飞跃，是模仿制作的最终要达到的创新应用的目标。两种创客教学模式有力地促进了学生对基础知识的掌握，提升实验动手能力，实现物理知识的应用和迁移。

参考文献

[1]杜娟，王林.在高中物理实验教学中融合创客理念[J].中国教育技术装备，2018.10（19）

[2]杨雪.将创客教育融入中学物理课堂初探[D].云南师范大学，2017.04

[基金项目]本文系福建省宁德市中学教育科学研究2018年度课题《创客教育在高中物理学生实验教学的应用研究》（编号FJDNKY18-317）阶段成果之一。