创客元素融入初中学生物理实验的实践与研究
创客元素融入初中学生物理实验的实践与研究
汤天
上海市周浦实验学校 上海市 201318
文摘：
当今世界科技进步日新月异，这依赖于创新人才，创新教育就是要培养学生的创新素质，包括创新意识、创新精神、创新能力和创新人格。教育要科学发展，根本在于改革创新，改革创新既是教育发展的不竭动力，更是教育发展的永恒主题。在日本、在欧美，国家把创新教育定为立国之本，而在我国，2004年，上海中小学全面实施二期课改，二期课改提出学生必须学习三类课程：基础型课程，拓展型课程与探究型课程，以更好地培养学生的创新素养与综合素养。
关键字：初中物理 实验 物理教学
引言：近年恰逢上海中考改革，非但对学生的创新素养提出了更高的要求，还将物理实验操作考列入了计分项目，创客元素的融入能更好的激发学生的学习兴趣和意愿，让学生更主动更完善的掌握物理实验技能和基础学科知识，因此我觉得，在初中物理教学特别是实验课的课堂中融入创客元素是有意义且有必要的。
一、创客元素与物理教学的联系
（一）创客与创客元素的含义
创客是指一群出于兴趣与爱好，努力把各种创意转变为现实的人；是一群酷爱科技、热衷实践，以分享技术、交流思想为乐的人；是一个热衷于创意、设计、制造的设计制造群体，是一群具有强烈意愿、活力、热情和能力的人；创客是一群充满好奇心、喜欢动手制作的人。创客的共同特质是创新、实践与分享。
创客具有创新的兴趣与冲动，具有创新的思维与喜欢思考，具有创新实践欲望与实践技能，具有创新成果的分享与同伴合作等元素。
创新的兴趣是展开一切创客学习的基础，中学生必须具备创新的兴趣才能全身心的投入到创客学习之中。创新思维是解决难题的密匙，是一种高度灵活、新颖独特的思维方式。它包含有发散性思维、求异性思维、集中性思维、创造性想象、批判性思维、直觉思维与灵感思维等思维。实践技能是指相对于思维与认识而言的学生学科学习实践活动的技能。它包含组织实践技能：计划、发动、实施、总结与评价等技能，操作实践技能：说、表演与写的技能，实验的技能，调查的技能，动手制作、设计与实施的技能等。中学生在学习过程中必须具有创新实践欲望，才能使得自己的创新学习更有质量、更有活力。与同伴合作是指学生学习中与同伴合作共同开展创新学习活动，与同伴合作共同开展学科的感知、理解、应用与探究的创新学习活动。并在取得收获之后，将创新成果无私的分享给其他伙伴，与大家交流自身的学习经验、提升同伴的创新技能、改善同伴的学习策略与方法。
（二）创客元素与物理教学的联系
在教育评价学中，创造的认知阶梯为：
1.记忆（从长时记忆中提取相关的知识。）
2.理解（从教学信息中建构意义。）
3.运用（在给定情境中执行或者实施一种程序。）
4.分析（把材料分解成各个组成部分，确定各部分之间的相互关系及与总
体架构的关系。）
5.评价（基于标准做出判断。）
6.创造（把要素放在一起形成逻辑一致的或者功能性的整体；重新组织要
素形成一种新的模式或结构。）
综合来看，初中物理教学想要与创造教育接轨，创客便是一个很好的媒介，我决定以初中物理实验为入手点，逐步改变唯习题论、唯分数论。再次学习研究了初中物理学生实验要求之后，我觉得初中物理实验教学中应当充分体现的创客元素：具有创新的兴趣与冲动，具有创新的思维与喜欢思考，具有创新实践欲望与实践技能，具有创新成果的分享与同伴合作等。
在传统的物理课堂中，老师总是很难体现学生的主体地位，而被动式的学习使得学生对于物理知识点的理解不够深刻，很多同学在学习过程中会出现死记硬背物理知识点的现象。而创客学习则可以“反客为主”，让学生主动的去学习、去探究物理知识，这样能使学生对于物理知识点的理解更为深刻、牢固，学生对于物理课的学习也会更有兴趣、更加积极。
二、创客元素与初中物理实验教学的有机结合
（一）研究期望
1.提升物理课堂中学生的主观能动性
2.提升初中生的物理实验技能
3.促进初中学生的创客素养的提升
4.促进初中学生物理核心素养的发展
5.促进初中学生探究学习能力的增强
6.促进初中学生物理学习成绩的提高
（三）创客元素与初中物理实验教学有机结合的策略
创客元素与初中物理实验教学有机结合的策略有自主参与策略、任务驱动策略、合作探究策略。
1.自主参与的策略
将每个物理实验看作探究项目，让学生自主参与其中，完全呈现的是学生的自主活动空间，让他们动起来，课堂活跃起来，使之能够将实验的目的与创客需求逐渐结合在一起，通过创客活动开展，达到热爱创意，乐于分享的目的。
2.任务驱动的策略
每个实验项目的教学内容，都要围绕实验目的使之任务化，任务目标要明确具体，难易适度，任务活动具有启发性、激趣性，激发学生能够产生浓厚的参与欲望。在活动中教师的作用就是主导和帮助，尽量不要动口说，不要动手做，该说才说，该做才做。
3.合作探究的策略
小组合作探究学习的方式，学生借助于教师的指导，或自己思考，或与小组成员共同讨论来完成实验任务，并且在小组长的分配下进行成果展示。把个人自学、小组交流讨论、教师指点等有机地结合起来。
（四）创客元素与初中物理实验教学有机结合的操作
1.操作流程
（1）在实验开始前，教师通过设计问题或者让学生们提前预习教材后提出问题再开展教学。每个实验老师给学生提供实验目的与配套资料，让学生先自主设计实验步骤和选择器材，以达到实验目的。(在最终确定实验方案前，需由老师检查并同意后方可实行)
(2)给学生充分的时间进行实验，时间不仅限于课堂上，空间也不仅限于实验室和学校内（具体时间视实验难度而定。）
(3)学生交流分享，归纳得出实验结论。
(4)教师总结并将实验得出的结论与生活实际联系起来举例应用，加强学生对物理知识的认知。
2.具体实施操作
下面以 “验证阿基米德原理”这节课为例，我来简单介绍下是我怎么在物理课堂中融入创客元素的。
第一环节：自主活动、探究实验 在课前组织学生分组，学生们四人一组形成创客小组去探究如何设计“验证阿基米德原理”的实验方案，并在实践操作之后由老师来评估他们的实验结果。
第二环节：交流经验、共享方案 由创客小组小组长上台演示自己设计的实验，证实F浮=G排
第三环节：动手实验、分析数据 全体学生利用创客学习小组同学提供的方案进行实验验证阿基米德原理。
下面是创客小组的同学们通过查阅资料、交流讨论后设计的实验：
（1）方案一 （创客小组1）：如左图所示，弹簧测力计下端用细线悬挂一物体，记下测力计的示数F1和金属块所受重力G，并填入数据记录表中。接着在量筒中盛适量的水，按右图示记下水面的示数V1，并填入数据记录表中。最后将金属块完全浸没在量筒的水中，记下此时量筒中水面的示数V2和弹簧测力计示数F2，并填入数据记录表中。
（2）方案二（创客小组2）:如图所示，先用弹簧测力计测出空杯所受的重力Ｇ杯和石块所受的重力Ｇ物 ．再把石块浸没在水面恰好与溢水口相平的溢水杯中，用空杯接从溢水杯里被石块排开的水，读出此时弹簧测力计的示数Ｇ′．最后用弹簧测力计测出接了水后杯子和水的总重Ｇ总 ．物体所受的浮力Ｆ浮 ＝Ｇ物 －Ｇ′，而被物体排开的液体的重力Ｇ排 ＝Ｇ总 －Ｇ杯 ，通过对实验数据的比较可得出阿基米德原理：Ｆ浮 ＝Ｇ排
（3）方案三（创客小组3），用轻质塑料袋代替烧杯．先用弹簧测力计测出重物所受的重力Ｇ物 ．再让重物浸没在水面恰好与溢水口相平的溢水杯中，用轻质塑料袋接从溢水杯里被重物排开的水，读出此时弹簧测力计的示数 Ｇ′。最后用弹簧测力计测 出被排开水的重力Ｇ排 ．
物体所受的浮力 Ｆ 浮 ＝ Ｇ物 － Ｇ′ ，通过对实验数据的比较发现Ｆ浮 ＝ Ｇ 排 。这种方法用轻质塑料袋代替空杯，可以省去测量空杯重、杯子和水的总重。
三、创客元素与初中物理实验教学有机结合的效果
创客学习的物理课堂对学生的正面影响：一方面在学习态度上，一方面在科技素养上。学生的物理学习水平有高有低，传统课堂上唯分数论的评价方式容易让学困生的自信心与学习热情越来越低，但通过小组的通力合作完成创客任务，学生间的互评与自评等多角度评价方式能让不同能力段的孩子均获得成功的喜悦，这促进了学生学习物理的热情，让每一次的物理实验课都能充满“活力”！
其次在科技素养方面，学生的创新能力和实践能力在创客课堂中进步明显，以往有不少同学觉得学习物理知识只是为了考试、为了分数，而在经历了几次创客学习，自主探究之后，越来越多的同学愿意学以致用，把物理知识应用到了日常生活之中，去解决他们遇到的生活问题。
在经历了一番尝试之后，我发现创客元素的融入能让我的物理课堂更富有活力，学生的综合素养也得到了全方位的提升。我决定在未来更加多元的、全面的把创客思想带到物理教学上，让学生们能够在轻松愉快、积极主动的氛围下学习物理、爱上物理！
参考文献：
[1]项志康.中小学生根植课堂的创客学习的研究[J].创造教育研究,2018年年刊
[2]罗丽琴.初中物理探究式教学的应用探讨[J].教育教学创新研究高峰论坛,2020:632-633
[3]杨德草.物理实验教学中中学生创新思维的培养[J].华夏教师,2019.09（上）：38
