蔡文勝 姚珍
摘 要:創(chuàng)客教育提出“學中做,做中學”與物理實驗中動手操作理念的特點相一致,為創(chuàng)客融入物理實驗提供了基礎,拓寬了實驗教學內(nèi)容,有效彌補了傳統(tǒng)實驗課教學上的不足。文章從模仿制作和應用制作兩個角度詮釋創(chuàng)客教育與學生實驗相結合的教學方式。
關鍵詞:創(chuàng)客教育;高中物理;學生實驗;模仿制作;應用制作
在教學實踐中,我們發(fā)現(xiàn)高中生參與課堂創(chuàng)作的有效方式是模仿制作和應用制作。從教育理論的角度分析,學生需要模仿學習知識,有知識儲備才能進行創(chuàng)作。從物理教學內(nèi)容的角度分析,高中物理知識具備了學生模仿制作和應用制作的內(nèi)容。
一、模仿制作
高中物理教學內(nèi)容中,常涉及儀器工具的學習、物理知識在現(xiàn)實生活中的應用。這些內(nèi)容其原理或結構相對穩(wěn)定,變化性小,為教學中的模仿制作提供了素材。例如,以電表改裝為例,傳統(tǒng)教學中常以教師講授為主,旨在讓學生理解改裝的原理。但是,在教學效果上總還是有些差強人意,學生很難在短時內(nèi)接受教學中的諸多疑點難點,而且因為教學僅注重了原理的講授,忽略了制作過程的細節(jié)介紹,學生不能融會貫通,因而產(chǎn)生諸多難點。創(chuàng)客引入教學,可以讓學生在制作過程中體會知識,在制作過程中完善細節(jié)。
又如,以電壓表改裝教學為例。在第一課時的教學中對基礎知識,改裝的理論知識進行教學。第二課時教學時,為學生準備一個有蓋子的大紙盒(做為改裝后電表的外殼,可容得下表頭和電阻箱)、表頭(滿偏電流為Ig=5mA,內(nèi)阻為Rg=100Ω)、電阻箱、導線若干。
師:根據(jù)上節(jié)課的內(nèi)容,小量程的電表改裝成大量程的電壓表,需要串聯(lián)一個電阻,電阻起到分壓的作用。請同學們根據(jù)提供的數(shù)據(jù),計算將表頭改裝成量程為15V的電壓表,需要串聯(lián)電阻是多少?(學生計算得需要串聯(lián)電阻為2900Ω,并將計算得到準確阻值串聯(lián)接入表頭。)
師:這樣,表頭和電阻兩端最大電壓量程為15V。但是表頭的刻度表示的是表頭內(nèi)部電阻參數(shù)下的讀數(shù),那么如何才能讓示數(shù)表示表頭與電阻的電壓呢?
生:將表頭5mA的示數(shù)改擴充為15V的示數(shù)。(學生將重新制作的刻度粘貼到表頭上)
師:改裝已經(jīng)成功。但是,這樣的分散組裝的電壓表拿去出售估計沒有人會買。大家用的電壓表也是只看到一個實體的。那現(xiàn)在要如何處理呢?
生:將表頭和電阻裝到盒子里,只露出刻度盤。(學生將儀器裝進盒子里,蓋上蓋子,劃破一小塊蓋子露出刻度盤。)
師:在售賣前,一般產(chǎn)品都要進行質(zhì)量檢測。那我們這個電壓表要如何檢測它是合格的呢?
生:用標準15V電壓表做比較,改裝電壓表和標準電壓表測量相同的電壓,分析讀數(shù)是否一致。(學生將改裝的電壓表與標準電壓表并聯(lián)接入待測電壓,比較改裝電表與標準電壓表讀數(shù)。學生發(fā)現(xiàn)改裝的電壓表測出來的數(shù)據(jù)比標準電壓表讀數(shù)小。)
師:改裝的電壓表讀數(shù)比真實值小。我們要讓讀數(shù)正確,就是要讓指針偏角變大。那么如何讓指針偏角變大呢?
生:減少改裝電壓表的電阻。(學生動手操作,再進行比較,結果正確)
師:我們根據(jù)計算準確求得串聯(lián)電阻為2900歐,但是為什么改裝后進行校對時,電阻又偏大呢?
生:導線等電阻引起的誤差。
這樣,通過一系列的動手參與,教師的引導,學生就能更深刻理解電壓表的改裝,有效的突破了這節(jié)課教學上的難點。
二、應用制作
現(xiàn)代豐富多彩的生活中,總是可以找到各種各樣以物理知識應用的產(chǎn)品。高中物理知識是這些科技產(chǎn)品的理論基礎。高中生通過高中階段物理的學習,也就具備了簡單的科技應用和創(chuàng)造所需要的技能。創(chuàng)客教育,為學生創(chuàng)造,開啟新的教學模式。如以《探究感應電流產(chǎn)生的條件》為例,在學生了解產(chǎn)生感應電流產(chǎn)生的條件是回路和磁通量的變化之后,為學生提供這些材料:小風扇(包括小馬達和葉片)、不同規(guī)格的齒輪、轉動手柄、電吹風、發(fā)光二極管、導線等。
師:(展示馬達的內(nèi)部結構)請同學們回答馬達的主要結構是什么?
生:多匝導線和磁鐵。
師:在通電的條件下,通電導線在磁場中會受到安培力的作用,開始轉動,馬達就是一個電動機。但是,如果在不通電的條件下轉動馬達的線圈,大家觀察磁通量有什么特點?
學:磁通量會變化。
師:所以,馬達這個時候相當于是?
生:發(fā)電機。
師:請同學們根據(jù)提供的器材,組裝發(fā)電機給發(fā)光二極管供電。
學生1直接將小風扇馬達接線與二極管相連,用電吹風吹動小風扇的葉片轉動。觀察到二極管發(fā)光了。學生2將小風扇的馬達拆卸下來,馬達導線連接發(fā)光二極管,馬達轉軸連接齒輪和手柄,手柄的轉動帶動齒輪,齒輪帶動馬達轉軸轉動,馬達產(chǎn)生電流,使發(fā)光二極管亮起來。這樣,學生參與創(chuàng)造的教學方式,讓物理知識鮮活起來,不只是何停留在書本的知識,激發(fā)了學生對物理的興趣,促進了學生思維,開發(fā)了學生潛力,
三、結語
在教學實踐中,只要其是一件成品,涉及物理知識,都可以做為模仿制作的教學材料,我們都可以用模仿的教學形式讓學生進一步理解、掌握其物理原理。模仿制作是創(chuàng)造制作的基礎,在模仿中學習物理知識,在模仿中訓練動手技能,在模仿中體會儀器原理的精妙。應用制作是模仿制作沉淀下質(zhì)的飛躍,是模仿制作的最終要達到的創(chuàng)新應用的目標。兩種創(chuàng)客教學模式有力地促進了學生對基礎知識的掌握,提升實驗動手能力,實現(xiàn)物理知識的應用和遷移。
參考文獻
[1]杜娟,王林.在高中物理實驗教學中融合創(chuàng)客理念[J].中國教育技術裝備,2018.10(19)
[2]楊雪.將創(chuàng)客教育融入中學物理課堂初探[D].云南師范大學,2017.04
[基金項目]本文系福建省寧德市中學教育科學研究2018年度課題《創(chuàng)客教育在高中物理學生實驗教學的應用研究》(編號FJDNKY18-317)階段成果之一。