核心素養驅動下的物理創客教學新探索

【摘" 要】 核心素養的培養目標強調，在教學過程中教師不僅應關注物理知識的傳授，更要重視學生創新能力的培育。為此，創客教育應運而生，其目的在于通過綜合性課程彌補學習者創新能力發展的不足。結合物理學科特點，將物理概念和科學思維作為核心素養的核心要素，進而設計了創客教學模式。該模式包括情境導入、知識講解、項目任務、自主創新、互動評價以及成果展示等環節，旨在全面提升學生的核心素養。

【關鍵詞】 核心素養；創客教育；物理教學

在當今知識爆炸的時代，教育已不再局限于知識的簡單傳授，而是轉向以能力培養為核心。在中學階段，物理作為一門基礎學科，既要傳授科學原理，更要激發學生對科學的興趣和探索精神。創客教育的引入為物理教學注入了新的活力。因此，在物理教學中，教師應結合核心素養理念，在講解教材知識的基礎上，重視培養學生的創新能力。基于這一理念，可設計一套創客教學模式，包括以下環節：情境導入、知識講解、項目任務設置、自主創新、互動式評價以及成果展示。

一、創客教育與物理教學融合

（一）創客教育概述

創客教育（Maker Education）是一種以動手實踐、創新設計和自主學習為核心的教育模式。它鼓勵學習者通過制作、實驗和創造來學習新知識、解決問題，并在此過程中培養創新能力和實踐技能。創客教育不僅關注知識的傳授，更重視知識的應用與創新。同時，它倡導學習者主動探索，在實際操作和項目驅動中將理論知識與實際問題相結合，從而深化理解并提升能力。

創客教育的這些特點使其成為培養學生核心素養的理想途徑，尤其是在物理教學中，既能有效激發學生對科學的興趣，又能培養其科學探究精神和創新思維。因此，創客教育與物理教學的融合為學生提供了全面發展的平臺，有助于培養具有創新精神和實踐能力的未來人才。

（二）創客教育與物理教學融合的意義

作為一種新興的教育模式，創客教育旨在培養各類創新型人才；而物理作為一門探索自然規律的基礎科學，其實驗性和探索性的特點與創客教育的理念高度契合。創客教育與物理教學融合的意義主要體現在以下幾個方面。

1. 激發學生的學習興趣

傳統的物理教學往往側重理論知識的灌輸，而忽視了學生的實踐操作和創造性思維的培養。雖然物理實驗是教學中的重要組成部分，但在實際操作中常常流于形式，缺乏創新空間。創客教育通過項目制學習方式，讓學生在解決實際問題的過程中學習物理知識，從而提升學習的趣味性和主動性。

2. 培養學生的創新能力和實踐技能

在物理創客教學模式中，學生不僅可以通過動手實踐驗證物理原理，還能利用設計和制作項目解決實際問題，從而鍛煉創新思維和問題解決能力。此外，創客項目通常需要綜合運用數學、技術、工程等多學科知識，這種教學模式有助于學生建立跨學科的知識體系，不僅能加深對物理概念的理解，還能促進其他學科領域的學習，實現全面發展。

3. 促進學生個性化發展

每個學生都有自己的興趣和特長。創客教育為學生物理學習提供了發現興趣點和發展個人特長的機會，從而實現個性化成長。

因此，將創客教育與物理教學相結合，不僅能豐富物理教學內容，還能有效促進學生核心素養的全面發展。

二、基于核心素養的物理創客教學模式構建

《義務教育物理課程標準（2022年版）》中界定物理學科的核心素養為“學生通過課程學習逐步形成的適應個人終身發展和社會發展需要的正確價值觀念、必備品格和關鍵能力”，主要包括“物理觀念”“科學思維”“科學探究”和“科學態度與責任”四個方面。基于核心素養的物理創客教學模式的構建如圖1所示：

三、物理創客教學模式實踐案例

（一）案例1：“阻力對運動的影響”實驗

在八年級下冊物理課本的第八章第一節“牛頓第一定律”中，有一個關于“阻力對運動的影響”的演示實驗。這個實驗一直以來演示效果一般，存在改進的空間和必要性。因此，教師采用創客模式進行了一次大膽的嘗試。

上課當天，教師攜帶了大量儀器進入教室，包括長短不一的木板、木塊、小車、棉布和毛巾。按照下圖組裝并開展實驗（圖中斜面由短木板和木塊墊高組成）。

操作過程：在相同高度的斜面上依次釋放同一輛小車，分別在長木板上鋪設毛巾、棉布和木板，觀察小車在不同材料平面上的運動距離，標記小車停止的位置以便比較。

1. 情景啟發與知識講解。演示結束后，當學生認為接下來是結論分析時，教師出其不意地反問：“大家覺得剛才的實驗設計得如何？存在哪些缺點？有哪些改進之處？”這突如其來的問題立刻激發了學生的興趣，他們踴躍發表意見。教師抓住機會引導學生思考，提出是否可以基于實驗的不足之處重新設計一個更有創意的實驗方案。

2. 項目任務與評價標準制定。教師可與學生共同制定評價標準，并將其書寫在黑板上，如表1所示。

3. 自主創新與互動評價。在課堂上規定10分鐘的小組創作時間，允許學生互相討論并嘗試動手操作，教師負責巡視指導。每個小組選出兩名代表上臺展示或演示他們的創意成品，其他同學給予評價和打分。

4. 討論交流。在此過程中，學生提出了許多有益的觀點和建議：第一組認為應將實驗裝置放在講臺上，但這樣會降低可見度，故建議可以將實驗墊高掛起，改善視角。第二組反應試驗需到課室后方可用木板組裝，耗時較長，建議采用套裝工具以便快速開始實驗。第三組提出分三次進行實驗不夠直觀，建議制作三條跑道，使用三輛相同的小車同步進行。第四組在前組基礎上建議增加水平儀，確保實驗條件滿足要求。

5. 成品展示。所有評價和評分匯總后，第三組的提議獲得了最高認可。課后，教師挑選表現積極和評價較高的三位同學共同參與市級展評比賽。經過多次嘗試和改進，制成成品，如圖3所示。

實驗過程：打開擋板，三輛型號且顏色不同的小車同時從斜坡的同一高度下滑，在三種不同材料的平面上滑動，最終因阻力停止。

實驗優點：（1）裝置利用掛鉤豎直放在黑板上，教室里的每一個學生都能看到實驗的進行，從而提高觀察的便利性。（2）實驗同時打開擋板，三輛小車同時出發，在平面停下的位置清晰可見，講解時可看著現象分析，教學效果好。（3）實驗操作的時間很短，有利于上課的連貫性，不僅提高了實驗的觀賞性和互動性，還增強了學生對物理現象的理解和記憶。（4）利用有機玻璃材料，使得裝置透明且耐用，便于長期使用和展示。并且，設計的裝置簡潔且易于操作，保證了實驗的重復性和可靠性，同時避免了安全隱患。為此，利用這樣的成品展示，不僅能使學生直觀地理解物理原理，還能讓學生感受創新和實踐的樂趣，從而使學生在動手實踐中體會到科學探究的過程，有效培養學生的問題解決能力和創新精神。

（二）案例2：“壓強”實驗

以八年級物理第九章“壓強”實驗為例，將小桌放在泡沫或細沙中，觀察小桌在其中的沉降情況。然而，在原實驗中，小桌在三種情況下都有一定程度的下陷，使學生難以遠距離清晰地觀察實驗現象之間的區別。

在物理創客模式的引領下，經過教師的情景啟發與知識講解、師生的項目任務與評價標準制訂、學生的自主創新與互動評價、討論交流，改良實驗裝置，并繪制了改良后的裝置圖。改良后裝置的優點如下：

1. 改良裝置以保鮮薄膜是否破裂作為判斷標準，使學生更直觀地理解壓力作用效果與壓力大小、受力面積大小之間的關系。這不僅有助于學生直觀地理解實驗結果，還能培養學生的觀察能力和分析能力。

2. 用保鮮薄膜代替了細沙，讓學生通過觀察保鮮薄膜的破裂情況，更直觀地感受到壓力作用效果與受力面積之間的關系。同時，鐵塊下落時碰到外殼會產生較大的響聲，使得實驗更加生動有趣，激發了學生對物理學習的持續興趣，促使他們主動參與課堂學習。

3. 有機玻璃外殼既安全又輕便，使得學生無論坐在教室的哪個位置，都能清晰地觀察實驗過程。這顯著提升了實驗的可視性，促進了學生的學習效果。

4. 雙面膠具有強大的粘合力和持久性，方便將薄膜固定在外殼上，有效增加了實驗裝置的便利性和可重復使用性。這樣，學生不僅能清晰地觀察到壓力作用效果與壓力大小、受力面積大小之間的關系，還能通過保鮮薄膜的破裂情況，直觀地理解物理現象。

因此，利用物理創客模式的實踐，不僅能使學生深入理解物理概念，還能在動手操作和創新設計的過程中，培養學生的科學探究能力和問題解決能力。這種教學模式有效地將理論知識與實踐操作相結合，激發了學生的學習興趣，提高了學生的核心素養。

四、教學反思

回顧這幾次教學實踐，學生展現出了濃厚的學習興趣，改變了以往的厭學態度。他們在小組內積極討論并動手實踐，真正實現了“在做中學”和“在創造中學”。大多數學生不僅樂于參與評價過程，還能虛心接受他人意見，及時調整思路并提出建設性方案。例如，第四組在聽取其他組的建議后，提出了增加水平儀的改進方案，得到了全班同學的認可。

創客教育強調學以致用，通過制作和實驗等方式，將抽象的物理概念具體化，使學生在實踐中直觀感受到物理定律的真諦。創客教育與物理教學的結合，不僅有助于學生創新能力和實踐能力的發展，還為其提供了解決復雜問題的機會。在面對復雜的物理問題時，學生需調動邏輯思維，融合創新思維，探索解題路徑。這一過程不僅磨礪了學生的邏輯分析能力，還點燃了他們的探索欲望，為其未來的學術研究或職業生涯奠定了堅實基礎。

同時，這種教學模式也顯著提升了學生的團隊合作能力。在創客項目中，學生需要分工合作，共同完成物理模型或實驗裝置的設計與制作。在這個過程中，學生不僅學會了如何與他人溝通和協作，還在團隊合作中發現了自我價值，增強了自信心。

創客教育與物理教學的融合，不僅僅是兩種教育模式的簡單疊加，而是一種全新教育理念的體現。它要求教師從知識的單向傳遞者轉變為引導者和協助者，學生從被動的接受者轉變為積極的參與者和創造者。這一教學模式使物理教學更加生動和有效，同時也全面提升了學生的綜合素質。展望未來，教師應繼續探索如何將核心素養與創客教育更深層次地融合，以促進學生在物理學習中的全面發展，讓更多學生體驗到創造的快樂和成長的滿足。

參考文獻：

［1］ 中華人民共和國教育部. 義務教育物理課程標準［M］. 北京：北京師范大學出版社，2022.

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