劉蕊清 黃葛鴻

摘? ?要：創(chuàng)客教育應(yīng)回歸育人的本質(zhì)，高科技的引入是為了讓創(chuàng)意更好的實(shí)現(xiàn)?！胺浅Ｒ?guī)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)在實(shí)驗(yàn)器材和方法上不同于教材的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，能夠培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，調(diào)動(dòng)多學(xué)科知識(shí)。二者的目標(biāo)包含學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力的培養(yǎng)。現(xiàn)階段的課堂教學(xué)中，兩種課堂獨(dú)立進(jìn)行，較少的學(xué)科融合顯得局限性。根據(jù)人教版“測(cè)量小燈泡的電功率”在教材的位置和學(xué)生能力養(yǎng)成的特點(diǎn)，嘗試將創(chuàng)客思維與實(shí)驗(yàn)課堂相互融合，培養(yǎng)學(xué)生的高階思維——?jiǎng)?chuàng)新思維，探索初中物理課堂與創(chuàng)客思維相融合。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)客教育;創(chuàng)客思維;“非常規(guī)”實(shí)驗(yàn);電功率;實(shí)驗(yàn)教學(xué)

創(chuàng)客運(yùn)動(dòng)起源于美國(guó)，在全球也最具規(guī)模與影響力。我國(guó)中小學(xué)創(chuàng)客教育從現(xiàn)有的創(chuàng)客活動(dòng)看，形勢(shì)較為單一，效果有限[ 1 ]。北京師范大學(xué)中國(guó)教育創(chuàng)新研究院院長(zhǎng)劉堅(jiān)認(rèn)為，創(chuàng)客教育就是把人的創(chuàng)意變成現(xiàn)實(shí)，高科技產(chǎn)品只是一個(gè)工具，幫助創(chuàng)意更好實(shí)現(xiàn)而已。創(chuàng)意是創(chuàng)客教育的前提，創(chuàng)客教育一定要跟3D打印、機(jī)器人等各種高大上的設(shè)備掛鉤，其實(shí)這是個(gè)很大的誤區(qū)。 “非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)具有“廣泛性”和“生活性”的特點(diǎn)，是學(xué)生發(fā)揮主動(dòng)性、自主性和創(chuàng)造性的基礎(chǔ)平臺(tái)[ 2 ]。在課堂的探究過程中，基于學(xué)生生活的場(chǎng)景開發(fā)出滿足學(xué)科教學(xué)要求的探究，能夠培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和學(xué)習(xí)能力，培養(yǎng)學(xué)生的多學(xué)科知識(shí)綜合分析能力[ 3 ]?！皽y(cè)量小燈泡的電功率” 一節(jié)課具有較強(qiáng)的綜合性和實(shí)用性。將探究方向定為“LED燈與小燈泡的實(shí)用性對(duì)比”，定位為物理“非常規(guī)”實(shí)驗(yàn)課堂與創(chuàng)客教育的思維初步融合。從學(xué)生的生活場(chǎng)景出發(fā)，在實(shí)驗(yàn)課堂中，將創(chuàng)客思維結(jié)合至“非常規(guī)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，以期在“非常規(guī)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)中潛移默化培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，提升學(xué)生素養(yǎng)。

1? 創(chuàng)設(shè)課前認(rèn)知沖突，吸引學(xué)生注意力

師：將2.5 V的小燈泡和3V的LED分別接在2.5 V的電路中，你認(rèn)為哪個(gè)的照明效果更好？

生猜想：①LED ;②小燈泡。

師：選擇LED的人很多。為比較兩種材料的照明效果，我們來看這個(gè)實(shí)驗(yàn)。

演示實(shí)驗(yàn)一：閉合亮度對(duì)比演示板開關(guān)（如圖1），數(shù)字電壓表上分別顯示用電器兩端電壓。旋轉(zhuǎn)電位器的旋鈕，調(diào)節(jié)兩端電壓均為2.5V。

師：大家比比看誰更亮？

生：小燈泡。

師：發(fā)光二極管既節(jié)能、亮度又高。但此時(shí)，為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢？

生：LED的兩端實(shí)際電壓小于其額定電壓，并沒有正常發(fā)光，所以亮度較暗。小燈泡兩端實(shí)際電壓為2.5V等于額定電壓，小燈泡正常發(fā)光。發(fā)光二極管想更亮些，應(yīng)該把電壓調(diào)節(jié)至3V，使其正常發(fā)光。

教師操作：旋轉(zhuǎn)電位器旋鈕使LED兩端的電壓為3V，LED正常發(fā)光。

生觀察：LED燈變更亮了。

分析：設(shè)計(jì)發(fā)光二極管的亮度比小燈泡的暗，實(shí)驗(yàn)事實(shí)與生活經(jīng)驗(yàn)的沖突，激發(fā)學(xué)生的求知欲和吸引學(xué)生的注意力，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的態(tài)度。實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)加深學(xué)生對(duì)額定功率和實(shí)際功率的理解，學(xué)會(huì)將用電器正常工作的觀念應(yīng)用到生活中。同時(shí)課堂從學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)為出發(fā)點(diǎn)，從生活場(chǎng)景走向物理課堂，引導(dǎo)學(xué)生從生活走向物理。

2? 創(chuàng)客思維引導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性

師：由于小燈泡和LED的色溫不同，其亮度不好分辨。為了亮度比較更加客觀，能否用儀器比較其亮度？

生：可以使用測(cè)光儀，可是我們現(xiàn)在這邊沒有。

師：是否能設(shè)計(jì)一款儀器進(jìn)行亮度的初步比較呢？

師：既然要對(duì)比亮度。我們需要尋找一種材料，能靈敏感受到不同的光照強(qiáng)度。例如溫敏電阻阻值受溫度的影響。大家知道有什么材料會(huì)受光照強(qiáng)度的影響嗎？

生：光敏電阻。

師：有何特性？

生：光照強(qiáng)度變化時(shí)，其電阻的阻值會(huì)發(fā)生變化。

師：這是一個(gè)光敏電阻，查閱資料可知其電阻大小隨光照強(qiáng)度的變大而變小。光敏電阻阻值的變化如何觀察？

生1：根據(jù)公式R=U/I可計(jì)算得出。

生2：在電壓一定時(shí)，根據(jù)電流表的大小，可直接比較光照強(qiáng)度。光強(qiáng)越大，電阻越小，電流越大。

師：將光照強(qiáng)度，轉(zhuǎn)化為電流的大小，屬于哪種科學(xué)的研究方法呢？

生：轉(zhuǎn)換法。

師：只有光敏電阻、電流表就可以了嗎？還需要其他什么器材？

生：電源、開關(guān)、導(dǎo)線。

師：光敏電阻、電源、電流表、開關(guān)、導(dǎo)線直接組合就可以制成一款儀器了嗎？

生：還需要進(jìn)行參數(shù)的查閱和調(diào)整。

師：很好，經(jīng)過查閱和調(diào)整，老師采用1節(jié)干電池、一個(gè)量程為10 mA的電流表、5506光敏電阻，設(shè)計(jì)了這么一款“簡(jiǎn)易光強(qiáng)計(jì)”（如圖2），大家每張桌子上都有一臺(tái)。請(qǐng)找到電池盒上的光敏電阻，并閉合電池盒蓋上的開關(guān)，觀察毫安表指針的位置，觀察光強(qiáng)變化時(shí)毫安表讀數(shù)的變化情況。

分析：用電流表的示數(shù)大小進(jìn)行電阻阻值大小的判斷，滲透實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集的轉(zhuǎn)換思想，鏈接生活。通過討論簡(jiǎn)易光強(qiáng)計(jì)功能需要、原理設(shè)計(jì)和制造過程，滲透創(chuàng)客的基本環(huán)節(jié)和思路，經(jīng)歷產(chǎn)品得出的思維過程。學(xué)生得出“簡(jiǎn)易光強(qiáng)計(jì)”的實(shí)物后，養(yǎng)成良好的科學(xué)思維習(xí)慣，激發(fā)其對(duì)科學(xué)創(chuàng)新的興趣，逐步形成不斷創(chuàng)新的意識(shí)。

3? 升華“非常規(guī)”實(shí)驗(yàn)課堂，提高實(shí)驗(yàn)探究能力

（1）測(cè)量小燈泡的電功率

① 學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理設(shè)計(jì)電路圖并連接實(shí)物圖。

② 在實(shí)驗(yàn)基本環(huán)節(jié)中增加將簡(jiǎn)易光強(qiáng)計(jì)探頭放在小燈泡上方并記錄光強(qiáng)計(jì)電流示數(shù)。

③ 實(shí)驗(yàn)中控制簡(jiǎn)易光強(qiáng)計(jì)的感光探頭距離小燈泡的高度相同。

④ 測(cè)3組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄到表1中的①②③欄，用平板將學(xué)生實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用希沃助手傳屏至白板上。

（2）測(cè)量發(fā)光二極管的額定電功率

① 將小燈泡替換成發(fā)光二極管，滑動(dòng)變阻器換成1KΩ電位器。電源電壓為3V。

② 連接好電路調(diào)節(jié)電位器，測(cè)量1組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄到表1中的④一欄。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論：兩者正常發(fā)光時(shí)，發(fā)光二極管亮度高，額定電功率小，即亮度高又節(jié)能。

分析：通過測(cè)量和對(duì)比小燈泡及發(fā)光二極管的額定電功率及亮度，掌握實(shí)驗(yàn)器材的選擇并設(shè)計(jì)電路圖，提高實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。通過測(cè)量額定電功率，觀察小燈泡和LED亮度，學(xué)會(huì)比較光強(qiáng)計(jì)電流大小，掌握毫安表的讀數(shù)，進(jìn)行光照強(qiáng)度的對(duì)比。經(jīng)歷基于實(shí)驗(yàn)的探究和數(shù)據(jù)的分析可得出發(fā)光二極管既節(jié)能、亮度又高，體現(xiàn)物理服務(wù)于生活的理念。滲透控制變量的思想，了解新材料新技術(shù)對(duì)生活的影響，培養(yǎng)學(xué)生的節(jié)約能源意識(shí)。

4? 結(jié)語

創(chuàng)客教育與物理課堂的最終目標(biāo)是提升學(xué)生的創(chuàng)新能力[ 4 ]，二者的融合實(shí)現(xiàn)初中物理課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式創(chuàng)新。本節(jié)課將生活引入課堂，采用“非常規(guī)”的實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)結(jié)合創(chuàng)客理念圍繞LED燈與小燈泡的實(shí)用性對(duì)比，分析了二者的亮度與耗電程度（電功率）。與“非常規(guī)”實(shí)驗(yàn)課堂的區(qū)別在于啟發(fā)學(xué)生思考和創(chuàng)新、學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)教具的思路，體驗(yàn)設(shè)計(jì)教具所帶來的成就感，提升學(xué)生的創(chuàng)新能力。利用自制教具引入新課，通過比較亮度，讓學(xué)生加深理解實(shí)際電功率和額定電功率，明確用電器正常工作的重要性。全程滲透節(jié)能環(huán)保意識(shí)，以及新材料新技術(shù)帶來的科技影響力，讓學(xué)生感受物理的魅力。在課后，學(xué)生向我問及了LED的一些知識(shí)，提出了手機(jī)的感光元件，并嘗試用手機(jī)APP去探究?jī)蔁舻牧涟党潭龋囵B(yǎng)學(xué)生主動(dòng)應(yīng)用身邊的事物解決具體問題的態(tài)度。

參考文獻(xiàn)：

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