巧用内能实验 实施创客教育,该文是创客教育相关论文范文集与内能和教育和实验类专科毕业论文范文.
创客教育论文参考文献：
在国家层面提出“双创”倡导之后,我国一部分教育者也积极投入到创客教育,他们纷纷体验创客文化、学习创客理念、实践创客教育模式.创客与创客教育,无论是在“大众创业、万众创新”业态下,或是在职业教育终身化学习理念中,都值得认真研究.”初中物理教育,作为一门基础自然科学,理应承担实施创客教育的使命.
1 初中物理课程目标与创客教育目标具有较大的关联性
关于创客教育的定义,众说纷纭.有人认为创客教育,分狭义创客教育和广义创客教育.狭义创客教育也称为教育创客,在校培养学生创客能力,以“造物”为目的,让学生学习编程,了解电子电路,学会制作模型和工具的使用,再利用所学知识,进行“造物”.广义创客教育即创客式教育,它包含了所有的教育学科,是一种教育模式,亦名为创新教育,可用于所有的学科,用一种创新的教育方式去教育学生,从而影响整个教育体系,这个应该是创客教育的最终目的.华东师范大学祝智庭教授认为：“创客教育就是培养学生创新精神和动手实践能力的教育.”中国电子学会创客教育专家委员会给出如下定义：“创客教育是创客文化与教育的结合,基于学生兴趣,以项目学习的方式,使用数学化工具,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质教育.”美国教育工作者认为：“创客教育是一种倡导基于制造的学习,以培养针对多学科学习以及整体学习过程的自信心、创造力和兴趣为目的的综合性教育.”北京师范大学李亦菲教授认为：“创客教育是‘以创意制作与开源分享为特征的综合性实践教育’.”这一定义将“创意制作”与“开源分享”作为创客教育的核心特征,没有限作工具和作品形式.在实施层面上,将创客教育分为手工制作、数字制造、智能硬件、数媒创作、数学益智等类型；根据所制作作品的功能不同,将创客教育分为趣味创意、益智创意、科普创新、发明创造等类型.
综合比较这些定义,可以看出创客教育的核心直指“创新”与“实践”这一价值目标.从教育的本义来看,随着知识经济的更新、“互联网+”的浪潮涌动,青年一代如何适应未来发展这个问题的答案越来越难以寻找.而初中物理教学,以实验为基础,突出学生实践能力,紧密联系生活,倡导探究式的学习,强调科学与实践、科学与社会的联系.所以,结合创客教育和初中物理学科特点,物理教师实施创客教育已具备天然的优势.
2 运用创客教育的基本理念重新审视物理实验
众多的初中物理实验,为实施创客教育提供了丰富的资源.笔者以教育部审定的人民教育出版社义务教育教科书9年级《物理》第1 3章中有关内能实验为背景,进行创客教育实验取得了较好的效果.
我们知道,除了热传递外,还可以通过做功改变物体的内能,最常见的是利用气体膨胀做功和压缩气体做功.
如图1 (a)所示“空气被压缩时内能增大”,实验中可明显地观察到棉花燃烧起来,效果稳定.从现象分析本质原因：棉花燃烧起来.是由于活塞压缩气体做功,使空气的内能增大,温度升高,达到了棉花的燃点.
如图1 (b)所示“空气推动塞子时,内能减少”,如果实验成功,可以观察到塞子跳起来,看到瓶内出现白雾.在学生明确实验现象之后,引导学生分析：气体膨胀对外做功,温度降低,内能减小.
为了渗透创新思维意识,引导学生思考：“在这2个实验中,有什么相同的地方？实验中不用棉花、不放水,能不能进行实验？对实验有什么影响？”由于这是开放性的问题,因此并没有统一的答案,主要目的是开发学生的发散性思维.学生可能从如下方面回答：“都用了力做功”“都增加了容器内部气体的内能” “容器都要求密封”“都利用转化法来显现能量变化”“实验装置中都有活塞”“不放棉花、不放水,实验过程中能量转化不改变”……通过围绕问题的思维活动,学生较好地体会了实验的设计原理.
讨论完相同点之后,再启发学生思考：“你认为2个实验有什么不同之处？”学生可能回答：“第一个实验是压缩气体对气体做功,增大其内能.第二个实验包括两个阶段,塞子冲出之前是充人并压缩气体,增大气体内能；塞子冲出时是气体膨胀对外做功,内能减小.”学生也可能回答：“第一个实验只包括内能增大的过程,第二个实验既有内能增大又有内能减小的过程.”还有的学生回答： “图1 (a)中实验只往下压缩一次,图1 (b)中实验多次压缩充气筒内的气体,对气体做功更多.”
在充分完成以上实验及知识学习之后,教材在《内能的利用》一节中,安排了内能做功实验.如图2所示.因为学生已经有了“做功改变物体的内能”知识并经历了实验观察过程,在学习热机原理实验时,教师再次引导学生运用创客的一些思维方式,如发散、逆向、比较等来学习这3个实验,将会获得更大的收获.
通过以上思考,学生不仅较好地掌握了“做功与物体内能改变”的知识,创新思维、创新意识都得到了充分的培养.由此可见,反思实验设计及实验过程,对比同类实验相同点及不同点,运用逆向思维、发散思维,是实施创客教育的一种重要途径.
3 利用实验原理进行小制作,践行创客教育“造物”的基本理念
对演示实验进行再创造,尝试利用身边易得的物体模拟演示实验,或利用相似实验原理进行小制作.
3.1矿泉水瓶弹射瓶盖,模拟压缩空气膨胀对塞子做功实验
拿1个质量较软的矿泉水瓶,瓶内放少量水,将瓶盖拧上,注意不要拧太紧.在扭曲瓶身时,手对水瓶做功,使瓶内气体内能升高,且瓶内压强升高.内能转化为机械能,让瓶盖弹射出去.此时瓶内气体内能降低,温度有所下降,瓶内水蒸气遇冷液,就会形成白气.注意实验时切不可将瓶盖对着人进行实验.
可以组织学生进行弹射瓶盖比赛的实验,就像士兵射击比赛一样；还可以把瓶盖装饰成锥形,从而制作成一把“气动”.空气具有可压缩性,经空气压缩机做机械功使本身体积缩小、压力增加后的空气叫压缩空气.压缩空气是一种重要的动力源,与其他能源比,它具有下列明显的特点：输送方便．没有特殊的有害性能,没有起火危险,不怕超负荷,能在许多不利环境下工作,空气在地面上到处都有,取之不尽.这样,在实践应用中拓展了学生的知识,利用这些知识又可以开展其他“造物”活动.
3.2 制作并发射水火箭
制作并发射水火箭是教材内能实验的拓展应用,成为物理教学中著名的案例之一,可以培养学生对于物理学习的兴趣,而其中蕴含的物理原理是了解物理力学知识的重要的基础.水火箭利用压缩气体作为动力源,同时也用到了力学中的反冲原理.关于水火箭的制作方法,网络上有许多介绍,这里不再赘述.需要强调的是,只有学生亲自动手制作并取得成功,才能充分展现这项“造物”活动的育人价值.
4 结束语
反思既是自我超越的起点,又是教育实践理性的体现.笔者认为,创客教育倡导“创新、实践、分享”的理念,实践起着联系创新与分享的桥梁作用.实践既是思想的源泉,又是思想的目的.知行结合,乃是重要的学习原则,创客教育也不例外.培养价值发现者,是教育的终极目标.通过学习创客教育理论,运用于物理教学实践,实施创客教育行动,对于培养适应未来发展需要的人才无疑具有重要意义.
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