创客教育理念下初中物理实验教学的研究

杨晓娜　刘惠莲

【摘要】创客教育作为一种新型的教育模式，以学生兴趣为基础，注重创造，促进学生创新能力的提升，倡导创造性学习.初中物理实验对学生解决问题能力、团队协作能力和创新能力的培养具有重要作用，创客教育理念下初中物理实验教学对提高学生的核心素养具有重要意义.

【关键词】创客教育；初中物理；实验教学

1 创客教育

创客教育是创客文化和教育的结合，基于学生兴趣与项目学习的方式，使用数字化工具，倡导造物，鼓励分享，培养跨学科解决问题能力、团队协作能力和创新能力的一种素質教育^[1]REF_Ref32209＼r＼h.现如今的创客教育主要体现在提高学生比赛技能上，仅有小部分学生可以接触创客教育，忽略了大部分学生能力的提高.创客教育不应该仅体现在比赛技能上，更应该体现在教学课堂中，以学生的兴趣和实际问题为导向，通过创新思维以及动手操作进行创新实验，重视培养全体学生的自主探索能力，创新能力以及解决问题的综合能力.

2 初中物理实验的现状

实验的实施对于初中物理学习发挥着非常重要的作用，学生通过动手实验把书本上的理论知识用于实践，提高课程设计的针对性，促进学生兴趣的开发与创新创造能力的提高，发展学生的物理核心素养^[2]REF_Ref11030＼r＼h.在进行实验操作之前，教师创设一个可以激发学生好奇心的物理情境，学生通过对实验进行改进创新，不断培养学生解决问题能力、团队协作能力和创新能力.然而在真实教学过程中存在着以下问题：

第一，学生的兴趣不足，在进行实验操作中，教师没有设置可以足够激发学生感兴趣的情境，无法调动学生学习的激情.甚至对于一些教材中的实验学生并没有进行操作，而是采用口述的方式进行，长此以往学生对学习物理的兴趣会逐渐减弱.

第二，学生的创新思维受限，实验多以按照课本上的实验流程来进行操作，对实验进行创新，对于生活中的物品也缺乏对创造性改造的想法和实践，学生进行课外实验的机会较少，无法开阔物理思维.

第三，教师的专业技能欠佳，教师在进行实验过程中总是循规守旧，课程创新力度不够，缺乏对实验进行更深层次的创新与改进，影响学生创新能力的提高.

第四，教学设备有限，有些学校的资源配套不足，使得学生没有足够的条件可以时常接触新奇的教学设备，阻碍了学生对创客教育的创新进行更深层次的发展.

3 创客教育理念下改进物理实验的策略

在初中物理课堂中，教师注重对学生知识的灌输，以刷题的形式强制学生记住公式、概念以及实验步骤，由此可见，传统的物理教学模式一方面不利于培养学生的动手能力和思维空间构建能力^[3]REF_Ref5266＼r＼h，另一方面，教师因循守旧，对实验过程和实验方法没有进行适当的改良或创新，在一定程度上也会限制学生创新思维的发展^[4]REF_Ref13378＼r＼h.因此，将创客教育融入初中物理实验中是十分必要的.

3.1 创设物理情境，引导学生融入教学

对于进入初中刚开始学习物理的学生来说，学习物理知识有一定的难度，如果教师只是通过传统单调的口头表述来讲述实验，无法激起学生足够的好奇心，甚至会造成学生对物理产生抵触的心理，为了将创客教育更好的融入物理实验中，教师应该在课前花费足够的时间创设有趣的物理情境，引导学生进入情境中并且激发学生继进一步探索物理奥秘的兴趣.

例如 在讲解“重心”一节中，教师可以展示一个有趣的小实验，首先，试图把一瓶装满可乐的易拉罐侧立站起来，发现易拉罐无法侧立站立后，教师将一部分可乐倒出，发现易拉罐可以侧立站起来，当把可乐全部倒出去后，发现无法使易拉罐侧立，学生通过观察以后自己动手进行操作，通过用生活中的小物品进行创新来创设一个有趣的物理情境，例如，教师向学生展示“隔空取物”的小实验，手可以在不接触乒乓球的过程中把乒乓球取出来，通过这个小实验创设了一个很好的情境，激发学生学习物理知识的兴趣.学生通过学习相关知识以后会发现乒乓球之所以可以从杯中到达手中，是因为在水杯旁用吹风机吹，使得空气流速变大压强变小的原理导致乒乓球抵达手中.因此，通过以上设置的情境我们发现，在课堂中设置有趣的物理情境，可以激发学生学习物理的兴趣，通过生活中一些常见的生活用品来创设神奇的物理情境，可以开阔学生的创新思维以及提高学生的动手操作能力.

3.2 提倡课外实验，开阔学生创新思维

创客教育的核心目标是培养学生的创新思维和提升学生的创新能力，基于此，在教学过程中为培养学生的能力，应大力提倡课外物理实验的进行，开展课外实验教学，可以将实验与生活结合起来，用课外实验充分激发学生的学习兴趣，鼓励学生在课外增加物理知识，将实验、课堂与生活有机相结合.

例如 在学习“电与磁”一节中，教师可以设置《聪明的发明家》的课题，通过课堂上所学的知识，制作一个小机器狗，使用仪器：5号电池，小螺丝刀，导线，电机，机器狗图案，纸盒等，在制作小机器狗的过程中，学生熟练掌握电流与电压的相关知识.例如，在学习“光的折射”时，教师可以让学生进行课外实验，需要用到的实验器材是水、透明杯子、2枚硬币.首先，让硬币平放在桌面上，之后将杯子放在硬币上，再把另一枚硬币放在杯子中，往杯里倒水，通过实验发现，杯子底部的硬币看不见，而杯中的硬币可以看到.通过这样的课外实验，不仅可以让学生学到光折射的原理并且可以提高学生的动手实践能力以及创造能力.因此，提倡课外实验不仅对课本中的物理知识进行更深层掌握的同时，也将创客教育潜移默化地融入学生的日常生活中，不断夯实学生的创客素养.

3.3 提倡学生小组实验，改革课堂教学模式

随着课程标准的不断更新和提高，中学物理的实验教学模式也在不断的与时俱进，但是在初中物理课堂中，教师重结论轻过程，只是通过口述或者采用简单方法告知学生物理结论，即使进行实验操作也是按照书本中给出的流程来进行实验，学生的创新思维并没有得到提高，不符合创客教育与核心素养的要求，教师应该花费足够的时间提高自己的专业技能以及教学方法与教学内容，努力提高学生的各项技能.教师可以加强学生小组合作的教学模式，将学生分成几个小组，通过加减分的方法来增强学生的合作以及竞争意识，同时进行小组实验可以提高学生的研究能力，极大地促进学生综合素质的全面发展，通过小组实验模式的展开，学生可以明确了解到与其他同学相比自身的不足之处，同组学生互帮互助，组间同质组内异质，查漏补缺，同时为了小组荣誉努力奋斗向更好的方向进行发展.

例如 在学习“凸透镜和凹透镜”一节中，教师可以设置《小小科学家》的课题，可以采用小组合作的模式，通过用周围的小物品来验证凸透镜成像的规律，学生可以用白纸、彩色笔、透明水杯、水来进行实验，通过小组合作实验发现，凸透镜确实呈倒立放大的实像，通过小组实验激发学生的探究兴趣以及提高学生创新思维和操作能力.

3.4 要求学生熟悉先进设备，夯实创客教育基础

在进行创新实验之前，学生需要对一些实验仪器进行熟练使用，例如3D打印技术、激光切割仪器、重力方向演示仪、超声传感器等.只有熟练地掌握仪器的使用方法，进行创新实验过程中遇到的障碍会大幅减少.在日常的学习过程中，教师与学生应该努力学习仪器的使用.

例如 在学习“重心”一节中，教师可以设置《神奇的重心》的课题，教师先让学生进行观察重力演示仪，之后讲解重力演示仪所包含的配件：外壳，转轴，红色指示杆，配重等.教师让学生仔细观察实验仪器后向学生讲解实验仪器各个零件的作用以及使用步骤，通过对实验仪器的了解与操作，学生使用仪器比较容易并且对知识点进行更好的掌握，适用范围很广.

3.5 简化器材，提高实验的成功率

在初中物理教学中，物理实验有很多，但是在实际操作过程中，由于对实验操作不当或者由于实验仪器精度不准确等原因，会造成实验的结果与期待值有一定的误差，为了在实验中减少误差，教师可以对一定的实验器材进行精简，提高实验的成功率，由于实验设备有限，学生做实验的机会较少，长此以往下去无法激发学生的兴趣，因此，学生可以利用生活中常见的生活用品进行创新性实验.

例如 八年级下册物理课本中“物体的浮沉条件及应用”这一节中的想象做“能承载重物的橡皮泥船”，教材中实验采用橡皮泥来制作小船，橡皮泥比水的密度大，但是由于橡皮泥排开液体的体积大，造成橡皮泥的浮力比橡皮泥的重力大，但是在现实生活中，由于橡皮泥不易保存，每次进行实验需要拿新的橡皮泥，所以在实验过程中，教师可以对实验进行改进，采用口香糖中的锡纸来进行实验，实验需要烧杯，适量的水，锡纸，教师采用相同的锡纸，一个折成小船，另一个平展在液面上，通过对比的方法来观察不同形状的锡纸在相同的液体中的浮沉情况，进而对物理知识进行更深层次的理解与掌握.

3.6 采用4C/ID模式进行实验

4C/ID模式是由麦里恩博尔教授设计开发出来的一种教学模式，它是由四部分组成：学习任务；支持性信息；即时信息；部分任务练习.以下对四要素进行有关介绍：

学习任务：为了符合实验的整体性和综合性，学习任务的设计也要符合该特点.在进行实验前，学生需要由浅入深，由表以里，从实际生活走向物理，同时力求将知识、技能、态度融入物理实验中，完成实验中所包含的问题解决能力以及推理能力.

支持性信息：支持性信息一般指的是理论知识，相当于“脚手架”的功能，使学习者由已学习的知识向未学习的知识进行过渡，对未学的知识进行铺垫，以便学生更好地完成学习任务.

即时信息：即时信息指的是在进行实验之前，教师需要对实验仪器进行足够的了解，知道仪器的使用方法以及操作技能.

部分任务练习：部分任务练习指的是通过重复性任务的不断练习，学习者进一步将所学知识进行巩固.

4 结语

为更好地提升初中物理实验的育人功能，在初中物理实验教学開展中，创客教育应成为必不可少的一部分，研究创客教育融入初中物理实验教学中，可以不断地优化物理实验教学模式，提升学生的创客素养.教师与学生应该在遵循创客教育理念的同时提高创新能力，对于一些稀有的实验器材，教师可以开阔思维进行简易器材，用生活中常见的物品进行创新实验，不仅做到了物品的合理应用而且可以培养学生的实践能力以及创新能力，让学生有机会在舒适、愉快的氛围中学习，养成持续学习的理念，培养学生的思维能力以及创新能力，造就新时代所需要的创新型人才.

参考文献：

［1］蔡嫦芳.创客教育理念下高中物理实验对高阶思维培养的策略探析[J].名师在线，2023（02）：5-7.

［2］郑祥友.高中物理实验教学与创客教育[J].新智慧，2020（05）：11.

［3］刘英俊.创客教育融入高中物理课堂的必要性及有效性[J].新课程，2021（49）：181.

［4］袁可.创客理念在高中物理分组实验教学中的运用[J].求知导刊，2020（27）：51-52.

[5]张喜.基于核心素养的初中物理实验教学策略[J].新课程教学（电子版），2023（02）：11-12.