基于创客教育的初中物理综合实践活动教学——以“制作简易投影仪”为例

(江苏省苏州市振华中学校，江苏 苏州 215006)

创客源自英语单词“Maker”，原意是指“制造者”或“创造者”，是出于兴趣和爱好、努力把各种创意想法转变为现实的人。当创客与教育相逢，“创客教育”便诞生了，它基于学生兴趣，以项目学习的方式，使用数字化工具，倡导造物，鼓励分享，培养学生的跨学科解决问题能力、团队协作能力和创新能力。[1]

初中物理综合实践活动是以物理学科知识为背景开展的以学生为活动主体的多样性活动。它既能联系前面所学知识，又能把学生的主观需要和兴趣统一起来。初中物理综合实践活动重视学生在活动中的主观感受和过程体验，并以物理学习兴趣的激发和学生的内在动机与需要的维持为基础，以主动探究、勇于实践为主要特征，从而实现学生主体能力的发展。[2]初中物理综合实践活动与创客教育都提倡“做中学”“学中创”，本质上都要激发学生的创造和创新意愿。

基于创客教育的初中物理综合实践活动面向真实的学习，从生活问题和现象出发，精心选择和组织活动，开展以造物为特征的跨学科实践。活动的内容设计比较灵活，突出学生物理知识的应用和学科融合，充分利用真实世界使用的各种工具、资源和策略，在探索与合作中学习、创造和创新。本文以“制作简易投影仪”为例，从以下6个环节来阐述开展基于创客教育的初中物理综合实践活动的途径。

1 提炼问题，明确活动主题

提出问题、明确主题，旨在培养学生的问题意识。如果学生不能提出自己的问题，他们就无法变得独立自主、有责任心、具有批判性思维能力。学生一旦可以提出自己的问题，便有机会掌握整体的学习进程。我们希望学生成为独立思考者，成为终身学习者，成为创客。而这一切的起点，就是要鼓励学生自主提问。

提出问题、明确活动主题是学生开展活动的基础。教师可以采用循序渐进的方式引导学生从感兴趣的问题中筛选出适合研究的问题，因为兴趣是创客的动力，然后对问题的价值进行讨论，明确研究对象、内容和方法，最终将适合研究的问题转化为活动的主题。

我们可以对初中物理内容进行单元模块化整合，针对每个单元确定一个活动主题。比如苏科版初中物理八年级上册第三章“光现象”和第四章“光的折射 透镜”作为初中物理光学知识单元，学生学习这部分知识后，一些同学对商店门口投影在地上的广告产生了兴趣，想弄明白其中的原理，并希望自己也能做一个这样的光学器件，为此确立了“制作简易投影仪”为主题的活动。

2 自主探究，理解信息

在明确活动主题之后，学生便进入探究阶段，对提出的所有问题进行深入探究，以便对问题有更进一步的理解。探究是我们解决问题的一种方式，在这一阶段以项目小组为单位，制定探究方案，在收集相关信息和数据中发现解决相关问题的证据，以便理解正在尝试解决的问题。

在“制作简易投影仪”活动中对焦距不同、口径不同的凸透镜成像进行实验探究，要求学生确定探究问题、探究方法，设计数据采集表，得出探究结果，并在探究过程中制定“探究问题清单”。“探究问题清单”可以使学生的探究具有更强的目的性，同时教师也可以制定相关的评价表评估各个小组的探究活动。

在这个阶段教师要做的是引导学生去探索，让他们亲身经历探究过程，教师可以提供支持，但不要太多，否则探究会变得僵化、无趣。因此，可以最初只为学生提供基本的研究工具，让他们自己选择所需的支持类型。

3 激发思维碰撞，提出创新想法

学生经历自主探究后，也许学生想跳过这一阶段，直接着手创造，但还是建议不要操之过急，先让学生做好规划。盖房子首先得有设计图纸，对收集到的信息进行交流、讨论、思维碰撞，探寻创新想法。在这一阶段学生首先要进行“头脑风暴”，再制定具体规划，进一步明晰自己的想法。

该阶段要给学生充分的空间和时间构思创意，教师不要对学生的创意做过多干扰，当学生没有想法时进行适当启发，帮助每个小组形成独特的想法并引导其实现。[3]

在制作简易投影仪前，凸透镜的选择是首先面临的问题，根据前面对凸透镜的探究选择合适的凸透镜来制作投影仪。关于投影的内容各小组的选择也不同，有的选择手机播放动画画面作为投影题材，有的自己在透明胶片上用彩色油性笔制作自己喜爱的图画，作为投影题材。关于投影成像的清晰度调节，各组也有不同的方案。

4 制作成品

探寻创作的想法后，学生们进入制作成品阶段。在“制作简易投影仪”活动中，学生根据小组创作计划，在生活物品中选择合适的材料进行制作。由于这项活动制作的成品形式多种多样，投影仪结构和投影内容的不同选择，给出了较大的创造空间，学生可根据自己的兴趣、爱好，制作出各种各样的作品。

在这个阶段学生可能会遇到困难和阻碍，甚至有时想放弃。此时教师要鼓励学生，在努力解决问题的过程中，学生的创造力及想象力会进一步得到提升。

5 交流与评价，改进作品

在这个阶段通过小组的活动汇报、展示、互评来评判作品的优缺点，学生进一步改进作品。

5．1 小组汇报与展示

在各小组基本完成简易的投影仪制作后安排一次集体展示课，将各组活动故事板张贴在教室前方(图1)，让各组通过故事板分享自己小组的想法、设计图纸、设计方案等，对制作投影仪过程、遇到的困难、解决办法进行说明，并演示小组制作的投影仪的投影效果。

图1

5．2 小组互评

在各小组汇报与展示后，引导各小组成员对展示小组制定的方案、设计的图表、收集的信息、制作的作品、团队精神等进行评价，指出他们的成功之处，提出改进建议。全班通过讨论制定互评表，教师组织学生进行互评，同时将各组互评要点写在黑板上，便于对比分析。

5．3 作品改进

“设计没有最好，只有更好”。在互评中会发现很多小组对作品提出了很好的改进建议。比如其中一组投影片位置固定，物距不能改变，如果在实际操作中像距发生了变化，就会导致成像不清晰，另外一组同学提出了一个很好的优化建议:做一个伸缩装置，通过移动投影片来改变物距，将所成像调节清晰。

活动交流与评价环节是单元活动的高潮阶段，各小组学生展示作品，通过故事板的形式说明小组的想法、设计图纸、设计方案、遇到的困难和解决办法，小组间通过相互提问，提出作品优化的建议，加深对所学知识内容的理解，并通过小组自评、小组间互评、教师评价等方式，对投影仪制作过程、投影仪设计、性能、外观、资源的利用和时间的管理、团队合作等方面进行评估。该阶段把课堂变成了分享知识和创意的场所，增加了学生间的交互，让学生乐于分享观点，并增强创新的信心，同时也提升了学生的语言表达能力和批判性思维能力。这里值得一提的是，活动后有一个项目组利用在机器人社团所学的编程和机械结构知识对作品进行了改进，他们利用超声波传感器测出像距后自动调节物距，实现了能自动调节像的清晰度的投影仪(图2)。将信息技术与初中物理综合实践活动完美结合，将最初的创意变为现实，这正是创客教育所追求的。

图2

6 作品发布与活动拓展

一项成功的产品必须被“销售”才能到达目标受众手中，学生在制作简易投影仪活动中经历了一次工程设计，完成了自己的作品，最后需要发布自己的作品。教师可以组织学生将作品和故事板展示在学校公共空间、创客空间、微信平台等，让全校学生对活动过程和作品进行投票，投票产生的优秀研究团队和作品在全校集会或科技周活动中进行展示与宣传。这个最终阶段听起来有点像营销，其实学生也需要学习市场营销艺术，体验成功的喜悦。

7 结语

初中物理综合实践活动的价值主要体现在活动的过程中，本文提出的6环节是一个闭环，其结果是明确的，而任务是模糊的。活动为学生的发展提供了开放的空间，学生在探究、体验、创作过程中，将创意物化，满足了自己的好奇心，获得了从书本和课堂中无法获取的真实体验、难忘经历和深刻感悟，提升了他们的创新能力和动手实践能力，引导学生从学习消费者变为创造者，让学生在实践中播下创新的种子。在活动过程中，教师更多的是做方法上的引领，是学生学习的伙伴，与学生共同成长，养成勤于思考、乐于动手、注重团队协作的习惯，敢于直面困难，增强自身的问题解决能力。