歐姆定律的用途范文

導語：如何才能寫好一篇歐姆定律的用途，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

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根據調查可以發現，很多高中生普遍認為高中物理理解起來很難，很多同學因為找不到學習的正確方向而放棄了學習。而老師針對這個情況要做到通過一切可以運用的手段來提升學生的趣味性，“興趣是最好的老師”，有了學習的興趣，才可以談物理學習的進步，而如果很多學生對物理沒有興趣，那么老師講得天花亂墜都沒有任何意義。物理老師可以提前使用PPT或者是其他展示軟件設置和課程相匹配的教學課件，通過向同學播放有趣課件的方式來提高學生對物理的學習興趣。

二、提高物理課堂效率

過去的物理教學課堂，單純依靠板書來完成，物理老師進行板書會消耗大量的時間和精力，老師板書的時間可以多講兩到三個知識點。而電教媒體可以改善傳統教學模式，可以大范圍的展示知識脈絡，讓很多抽象知識更加的清晰直觀，不僅增強課堂的趣味性，并且大大提升了物理課堂的效率，讓很多知識的呈現方式更加簡單明了。通過使用電教媒體，在教學過程中老師可以和同學達成互動，讓更多的學生對高中物理產生濃厚的興趣。

三、創設物理教學新情境

每當物理課堂進行了新理論的教學后，必然要通過不同的方式對知識加以鞏固和實踐。而很多物理知識因為較為抽象，單靠單純的背誦和機械的重復是沒有任何效果的，不僅乏味并且效率很低。這個時候，就可以利用多媒體創設不同的物理學習情境，把知識和物理情境結合在一起，能讓學生在短時間內鞏固自己已學知識，并且可以充分的理解。例如，在高二物理第二章恒定電流中的《歐姆定律》一節中，很多學生認為歐姆定律難以理解，老師在這時就可以利用多媒體創設幾個可以應用歐姆定律的例子和情境，這就可以讓學生了解到歐姆定律的多種用途，還有歐姆定律的來源和起因。又如，在《電阻定律》這一節中，因為電阻定律適用于很多領域，但是單憑老師的口頭講解，學生無法在腦中形成一個易于理解的總體概念，這個時候，老師可以通過制作有關不同類型電阻的動畫，讓學生加深對電阻形成的印象，以及對電路閉合等知識的了解，通過這種方法，大大提升了課堂效率，使得學習程度不同的學生都能接受，還在無形中提升了學生的抽象思維能力。

四、進行課程聯想，提高物理學習創造力

在老師運用多媒體進行教學時，可以采用很多不同方式來表述整節課的中心課程。多媒體可以展示出豐富多彩的圖片和課程有關的動畫，以及帶有趣味性的小故事等。通過多媒體教學，能夠促進學生進行課程聯想，能夠與之前所學知識緊密結合，在日常生活中也能提高學生的創造力。例如，在高二物理第三章第一節《磁現象和磁場》這一章節中，可以先問學生發現了身邊哪些磁現象，然后通過劃分小組，討論身邊的磁現象是如何產生的，隨后，老師就可以直接引入本節課的主題，通過多媒體來展示日常生活中的各種磁現象，并且以動畫的形式來解釋磁現象產生的原因，從而對整體的磁現象進行講解，在多媒體的展示過程中，可以聯系之前學過的知識，提問之前學過的知識哪些和磁現象有關，或者能對磁現象造成影響等問題，通過這種方式，來提升學生的思維發散能力，能夠由點及面，層層深入，找到適合自己的物理學習方法。久而久之，學生在腦海中形成了固定的發散模式，物理成績則會突飛猛進。

五、結束語

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【關鍵詞】物理實驗 教給方法 優化效益

物理學是一門實驗科學，人類的物理知識來源于實踐，特別是來源于科學實驗的實踐。為了使學生了解并學習人類探索物理知識規律的方法、途徑，在教材中安排了不少學生實驗。此外，做好物理實驗，能夠幫助學生形成正確的物理概念，增強觀察物理現象和分析物理問題的能力，加深對物理規律的理解，而培養學生的實驗技能，也是《教學大綱》中明確提出的要求。

那么，在教學過程中，如何引導學生做好物理實驗并培養他們的實驗技能呢？根據平時的教學實踐，應該引導學生從以下各個方面入手，去做好物理實驗。

在實驗前首先應使學生明確所要的實驗的目的，其次應使他們需要用到哪些器材，并了解所用器材的性能、用途，掌握它們的全勝方法。其三應弄清實驗的原理。其四要能看懂實驗裝置圖或畫出實驗裝置圖。其五應預先擬定實驗步驟。其六要明確實驗中的注意事項。其七應懂得實驗中應記錄哪些數據，并預先設計好記錄表。在做完這些必須準備工作并經老師檢查認可后，才開始動手進行具體的實驗操作。

在實驗中，要求學生嚴格按照實驗要求和程序進行，操作時應謹慎小心，以免損壞儀器或出現錯誤，同時還要認真細致地觀察實驗現象，仔細記錄必要的數據，直至操作完畢。

實驗后，要對所記錄的數據進行分析處理，做出合理的結論，最后還要做好誤差分析，即分析誤差的來源及對實驗結果的影響，提出修正方案。

例如對《伏安法測電阻》的實驗，在實驗前應使學生明確：

A、實驗目的：用伏安表和安培表測定導體的電阻值。

B、實驗器材：電源、開關、伏特表、安培表、滑動變阻器，待測電阻，導線若干（它們的簡單原理，用途和使用方法在開始做叫電學實驗時就應逐一介紹，并練習使用）。、

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關鍵詞: 黃金分割 起源 應用

黃金分割是數學中一個奇妙的定義,那么到底什么是黃金分割呢?關于黃金分割的傳說有很多,關于黃金分割的奇妙的作用也有很多。下面我就來談談黃金分割。

一、什么是黃金分割

黃金分割是公元前6世紀古希臘數學家畢達哥拉斯所發現,后來古希臘美學家柏拉圖將此稱為黃金分割。這其實是一個數字的比例關系,即將整體一分為二,較大部分與較小部分之比等于整體與較大部分之比,其比值約為1∶0.618或1.618∶1,即長段為全段的0.618。0.618被公認為最具有審美意義的比例數字。上述比例是最能引起人的美感的比例,因此被稱為黃金分割。

二、黃金分割的起源

一般認為,黃金分割作圖與正五邊形、正十邊形和五角星形的作圖有關,特別是由五角星形作圖的需要引起的。五角星形是一種很耐人尋味的圖案,世界許多國家國旗上的“星”都畫成五角形。現今有將近40個國家(如中國、美國、朝鮮、土耳其、古巴等)的國旗上有五角星。

為什么是五角而不是其他數目的角?也許是古代留下來的習慣。五角星形的起源甚早,現在發現最早的五角星形圖案是在幼發拉底河下游馬魯克地方(現屬伊拉克)發現的一塊公元前3200年左右制成的泥板上。古希臘的畢達哥拉斯學派用五角星形作為他們的徽章或標志,稱之為“健康”。可以認為畢達哥拉斯已熟知五角星形的作法,由此可知他已掌握了黃金分割的方法。現在人一般認為,黃金分割是由公元前6世紀的畢達哥拉斯發現的。系統論述黃金分割的最早記載是歐幾里得的《幾何原本》,在該書第四卷中記述了用黃金分割作五邊形、十邊形的的問題,在第二卷第11節中詳細講了黃金分割的計算方法,其中寫道:“以點h按中末比截線段ab,使ab∶ah=ah∶hb。”將這一式子計算一下:設ab=1,ah=x,則上面等式中,點h是ab的黃金分割點,0.618叫做“黃金數”。《幾何原本》把它稱為“中末比”。直到文藝復興時期,人們重新發現了古希臘數學,并且發現這種比例廣泛存在于許多圖形的自然結構之中,因而高度推崇中末比的奇妙性質和用途。意大利數學家帕喬利稱中末比為“神圣比例”;德國天文學家開普勒稱中末比為“比例分割”,并認為勾股定理“好比黃金”,中末比“堪稱珠玉”。最早在著作中使用“黃金分割”這一名稱的是德國數學家M.歐姆,他是發現電學的歐姆定律的G.S.歐姆的弟弟。他在自己的著作《純粹初等數學》(第二版,1835)中用了德文字:“der goldene schnitt(黃金分割)”來表述中末比,以后,這一稱呼才逐漸流行起來。

三、黃金分割的應用

1.人體與黃金分割

“黃金比率”0.618是一個美的數字,與人體健美密不可分。

在身體中,肚臍以下的長度與身高之比接近0.618。其中少數人身體的這個比值完全等于這個“黃金比率”,被譽為“標準美人”。藝術家們在繪畫和雕塑時都是以這一比例為標準的,以確保作品達到最佳水平。太陽神阿波羅、愛神維納斯、女神雅典娜、海姑娘阿曼之所以具有永恒的迷人魅力,代表著男女標準的健美體型,就在于他們身體的比例完全符合“黃金比率”,是最優化數字在他們身上的體現。

2.植物與黃金分割

人們發現,植物葉子,千姿百態,生機盎然,給大自然帶來了美麗的綠色世界。盡管葉子形態隨種而異,但它在莖上的排列順序(稱為葉序)是極有規律的,不是雜亂無章的。從植物莖的頂端向下看,經細心觀察,會發現上下層中相鄰的兩片葉子之間約成137.5°角。如果每層葉子只畫一片來代表,第一層和第二層的相鄰兩葉之間的角度差約是137.5°,以后二到三層,三到四層,四到五層……兩葉之間都成這個角度。植物學家經過計算表明:這個角度對葉子的采光、通風都是最佳的。

葉子間的137.5°角中,藏有什么“密碼”呢?一周是360°,360°-137.5°=222.5°,137.5°∶222.5°≈0.618。

瞧,這就是“密碼”。葉子的精巧而神奇的排布中,竟然隱藏著0.618,準確符合數學中的“黃金分割律”。

3.戰爭與黃金分割

在我國歷史上很早發生的一些戰爭中,就無不遵循著0.618的規律。春秋戰國時期,晉厲公率軍伐鄭,與援鄭之楚軍決戰于鄢陵。厲公聽從楚叛臣苗賁皇的建議,把楚之右軍作為主攻點,以中軍之一部進攻楚軍之左軍;以另一部進攻楚軍之中軍,集上軍、下軍、新軍及公族之卒,攻擊楚之右軍。其主要攻擊點的選擇,恰在黃金分割點上。

把黃金分割律在戰爭中體現得最為出色的軍事行動,首推成吉思汗所指揮的一系列戰事。數百年來,人們對成吉思汗的蒙古騎兵為什么能像颶風掃落葉般地席卷歐亞大陸頗感費解,因為僅憑游牧民族的彪悍勇猛、殘忍詭譎、善于騎射,以及騎兵的機動性這些理由,都還不足以對此作出令人完全信服的解釋。或許還有別的更為重要的原因?仔細研究之下,果然從中發現了黃金分割律的偉大作用。蒙古騎兵的戰斗隊形與西方傳統的方陣大不相同,在它的5排制陣形中,甲具齊裝的重騎兵和快捷靈動的輕騎兵的比例為2∶3,這又是一個黃金分割。你不能不佩服那位馬背軍事家的天才妙悟,這樣的天才統帥統領的大軍,不縱橫四海、所向披靡,那才怪呢。

0.618,奇妙的數字,它創造了無數的美,統一著人們的審美觀。在整個世界中,無處不閃耀著0.618那黃金一樣熠熠的光輝,人們時時刻刻在有意無意創造著一個個的黃金分割。只要稍微留心一下便可發現它離我們的生活有多近。數學離我們很近,我們無時不刻地在應用著它。

參考文獻:

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關鍵詞： 高中物理 實驗教學 學生實驗能力 提高方法

物理學是一門以實驗為基礎的學科，所有的物理概念、規律和理論，都是在實驗的基礎上建立起來的，實驗也是高考物理的主要內容之一。因此，搞好實驗教學具有非常重要的意義。下面我就如何搞好實驗教學談談自己的看法。

一、深入研究考試大綱，明確實驗題的考查特點

近幾年實驗考查特點:（1）重視基本儀器和基本實驗方法的考查。（2）重視考查學生的動手能力。（3）重視對實驗數據處理方法的考查。（4）電學實驗是命題熱點。（5）創新意識比較強，與實際聯系較密切。

二、結合實驗考查特點，合理制定教學策略

1.培養學生學會使用基本儀器。

基本儀器的使用，是做好物理實驗的基礎。因此要讓學生了解基本儀器的構造、原理、用途，掌握儀器的量程、使用方法和注意事項，以達到能夠熟練、正確地讀數。在教學中，教師可抓住各種基本儀器的共性加以指導，如基本儀器都有一定的量程，都需要零點校正或零誤差修正，等等。

2.培養學生理解實驗原理，進行實驗設計的能力。

在教學中教師應要求學生明確各個實驗的目的、原理或理論根據，引導學生根據實驗原理對實驗進行設計，包括用什么物理定律、公式，電學實驗用什么電路圖等。還應弄清哪些是已知量、被測量，然后選擇所需要的儀器，提供相應的實驗條件，進而設計好實驗步驟，畫好記錄表格等。在教學中，教師可先做示范，讓學生模仿學習，也可由教師提示，學生獨立摸索安裝調試儀器，進行實驗步驟，以及完成實驗表格的填寫。

3.培養學生正確記錄實驗數據和處理數據的能力。

在教學中，教師應指導學生讀取和記錄數據的注意事項。如記錄要及時、完整，注意按有效數字的方式記錄，注意數據單位的正確性，等等。一般要求學生實驗前列出表格，使用該表格能記錄直接測出的各物理量，能填寫計算出來的中間數據和最后數據等內容。進行數據的處理、運算對實驗結論進行分析。在整理數據時，如發現不合理的數據，應對該數據進行補測。數據的處理方法有計算處理法和圖像處理法。學生處理數據的第一意識是計算處理法，對圖像處理法是一個薄弱環節。在教學中可引導學生采用圖像處理法，如在研究勻變速直線運動，探究彈簧彈力和伸長的關系，用單擺測定重力加速度，描繪小燈泡的伏安特性曲線，測定電源的電動勢和內阻，測定玻璃折射率等實驗中采用圖像處理法均可達到簡便、直觀的效果。最后，還應讓學生明白實驗結果的物理意義是什么，與理論計算有何偏差。通過這樣的分析與研究，許多深層次的問題都可得到解決。

4.抓住關鍵實驗，深化原理拓展，注重方法遷移。

電學實驗是高考命題熱點。在教學中一定要強化學生對電路的認識。我們可將電路按功能分為電源電路、測量電路、保護電路、測量儀表四部分。這種分類可深化學生對原理的識。教學中可科學歸納，將相同實驗原理或實驗方法歸類整合，進一步明確該種原理和方法在不同實驗中所起到的相同作用。如以歐姆定律為主要設計思想的實驗:測定金屬的電阻率，描繪小燈泡的伏安特性曲線、電流表改裝電壓表、測電源電動勢和內阻，等等。在深入理解實驗原理后，可讓學生設計某個達到相同目的的實驗，從而培養學生的創新能力和遷移能力。

5.注意挖掘非實驗題中所隱含的實驗原理和設計方法。

在教學中，我們發現許多習題的設計與實驗的設計是相通的，實驗的原理和方法都隱含在習題中。例如，我們平時都做過求斜面或平面上動摩擦因數的習題，其中的題干就是設計測動摩擦因數實驗的方法。在教學中，若能有意識地加強學生在這方面的訓練，就能收到事半功倍的效果。

6.注重培養實驗中的物理思維方式。

在實驗中常用的物理思想方法有等效法、累積法、控制變量法、留跡法、圖像法、平均值法。對此，學生要能夠領會和理解，并能在每個實驗中找出到底用了什么物理思維方法。比如在驗證動量守恒定律的實驗中就用了等效法（用位移代替速度）、累積法（重復打了許多點）、留跡法（用復寫紙留下小球落地后的點）等物理思維方法。在教學中，啟發學生找出各實驗中的思維方法，能夠讓這些思維方法深入學生的腦海中，并用于可能遇到的探索型、創新型物理實驗題。

三、充分利用實驗資源，激發學生的學習熱情

在物理教學中充分利用現有的實驗資源，發揮一切實驗條件，讓實驗滲透到學生學習的方方面面，不僅可以加強學生對實驗的理解，而且可以培養學生的動手能力，激發學生的學習熱情。我結合自己的教學實踐，列舉以下幾種方法與大家共同探討。

1.全面開放實驗室。

這對實驗教學起著至關重要的作用。第一，由于個體存在差異，在課堂上不可能每個學生都能按時完成實驗任務，開放實驗室可以提供給他們完成課堂實驗的機會;第二，學生大腦里一旦有了好的想法時，能及時地通過實驗來驗證，這能激發學生的創造熱情;第三，學生可利用空余時間參觀實驗室，提前對一些新的儀器有了一定的感知，可大大降低日后實驗的難度;第四，可以消除學生對實驗的神秘感，讓他們感覺到實驗室就在身邊，實驗儀器就在身邊，增加參與實驗的愿望。

2.改變實驗形式，增加探究性實驗。

現有的教材把實驗分為探究性實驗、驗證性實驗和測定性實驗。實際上，許多驗證性實驗可改為探究性實驗，提前到理論課前去上。物理量的測定有多種方法，教科書上的方法不一定是最佳方法。如重力加速度的測定，教材用單擺法，實際上還可以用圓錐擺法、自由落體法、氣墊導軌法和伽利略理想實驗法等。讓學生嘗試不同的方法，以利于學生發散思維能力的培養。

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【關鍵詞】物理；語言；思維；四要素

物理學家費米曾說過這樣一段話：“計算的途徑有兩種。第一種，是我所愿意采用的，即一幅清晰的圖像。第二種是有嚴格的數學架構。”雖然，他的這段話是說給另外一位物理學家聽的，但如果把這句話投射到中學物理教學上的話，似乎也頗有意義。在筆者看來，高中物理的教學過程中，應適當引導學生從語言學習的角度來學習物理，熟練掌握簡單的物理語言，以形成基本的理科思維方式。如費米所述，物理語言的核心正是“圖像”和“公式”，學生要會利用這兩種語言方式圍繞“概念”并結合“計算”闡明物理過程，解決物理問題。理科思維方式的形成過程是通過物理語言的反復運用來實現的，而“概念”，“圖像”，“公式”和“計算”正是構成高中物理語言的四要素。接下來，我們逐一剖析。

1.關于概念

1.1簡單說明：概念可以是物理語言的敘述對象，也可以是形成物理語言的基本字符。由此，概念一般可分為基本型和計算型。屬于基本型的有：質點，重心，參考系，慣性，直線及曲線運動，電場，磁場等。計算型的概念有：位移，速度，加速度，摩擦力，合力，功，動能，常量（G，k）等。基本型的概念大多在于描述一個基本事實或是提供一個統一的規范，涉及一定的物理環境。計算型的概念經常是基本型概念的展開，聯系具體的物理量，可以是組成公式的基本字符，參與運算，往往具有單位，二者之關系像是電腦里的“文件夾”和“文件”，是一種結構化思維。比如直線運動就包含位移，速度，加速度，時間等具體的物理量；再如電場，圍繞其展開就有電場強度，電勢差等。基本型的概念具有概括性，整體性。而這里要特別說明的是計算型概念，它涉及細節，更具體，常用一個英文字符來簡記，即形成物理語言的每一個“字”，其目的是把定律，定理的文字描述向公式過渡。

1.2具體應用：拿“牛頓第一定律”來說，該節有一個要點，就是有提出把運動的概念進行細分，分成勻速運動和變速運動，前者不需要力來維持，而后者必需要力來維持。可以推測在伽利略之前的人們可能都沒有認真思考過如何對運動進行分類，所以老是對力和運動的關系問題混淆不清，甚至自相矛盾，而伽利略用他那著名的理想實驗捕捉到了唯一不需要力來維持的勻速直線運動，把這個特殊的運動形式排除以后就會發現，其他的運動都是需要有力參與的。后來牛頓明確了力，慣性，質量等概念，再借助于加速度（由伽利略定義），進而提出了牛頓第二定律。再如，學習萬有引力定律時，萬有引力和重力的異同，以及向心加速度和重力加速度的區別，都是令學生困惑的，前者要用到受力圖，后者得借助運動學公式來辨析。物理概念的建立是為了解決或闡述某個物理問題，反過來，在已建立的物理概念的基礎上又去研究新的問題，從而建立新的物理概念，這種鏈鎖式的問題解決，形成了物理概念體系。

2.有關圖像

2.1簡單說明：它太重要了！高中物理公式并不算多，但題型多變，特別體現在圖像上。圖像能夠傳遞物理知識信息，具有交流物理意識的作用，這也對學生的想象力提出了要求。物理想像不同于文學藝術中的想像，它比文學藝術中的想像更概括、更抽象。物理想像也不同于數學想像，它不僅需要空間想像，也需要對客觀事物狀態及發展過程的較為形象的想像。圖像能成為學生思維的起點和路標，如果學生只對著問題“ 干想” 就很難打開思路，而借助圖像擬題者設計的物理情景、物理過程復原出來，就使思維有了起點，圖畫出來了，解題的方法也有了。因為借助圖像能產生形象思維，很容易由圖像中的形象尋找到幾何關系，聯想到物理公式，再與記憶中有關的表象進行比較，找出已有的經驗，從而得到解決問題的方案。

2.2具體應用：針對大多數的物理習題來說，使用最普遍的莫過于受力圖，運動過程圖，電路光路圖，電磁場線圖等。而這些當中，除了電路光路圖外，其它圖大都屬于矢量圖的范疇，也是主要的難點所在，即便是它們常常被限制只能出現在二維平面中。就高一來講，接觸較多的有受力分析圖（力的示意圖）和運動過程圖等。比如第一章里所涉及的“力的三要素”，“重力”，“彈力”，“摩擦力”，“力的合成、分解”等是構成受力分析圖的基礎。當然，以后還有諸如電場力，磁場力等新成員加入其中。對受力分析圖來說，由于質點概念的引入，力的作用點往往都統一了，那么“力的三要素”中，力的方向和大小就顯得更為要緊，受力圖的關鍵就在于找好各力的方向，并判斷其是恒力還是變力。雖然不同性質的力其方向找法不盡相同，但多數情況下，各力都會平行或垂直于題設情景中的某一平面或某一連線，以它們為參考是必要的，便捷的。而在“直線運動”里出現的習題往往就畫個初始情景，甚至有的只給出文字敘述。這就要求學生能按照題設條件想象出被研究對象的大致運動過程，還有的可能包含多過程或多物體，更涉及討論，隱含條件等，想象好之后就要表達在紙上，形成草圖。在高中物理教材的大多數章節里，受力圖和運動過程圖幾乎都有伴隨（“恒定電流”等章節除外），可以說貫穿了整個高中物理的始終，是解答眾多習題的法門。而就一般中學生來說，這種想象能力的培養和訓練可謂困難重重，其重要性自是不言而喻，教學當中要盡量督促學生動起手來。當然，還有其它諸如電場圖，磁場圖，電路圖，實驗裝置圖，物理現象圖和一些用于記錄數據的圖表等，不同的圖像有著不同的用途和不同的細節，這里不多闡述。

3.談談公式

3.1簡單說明：公式是物理定律，定理，以及物理概念的抽象表達，其重要性顯而易見。此外，物理定律有著令人驚訝的普適性，這也正是它吸引人的地方。曾經有人問李政道，乍一接觸物理學，有什么東西給他印象最深？他毫不遲疑地回答說，是物理法則普適性的概念深深地打動了他。我們知道，有些公式來自于實驗事實，如牛頓第二定律，歐姆定律等；有的來自于推導，如動能定理，動量定理等。教材會用最簡單的方式引入它們，但由于普適性的緣故，它們可以適用于更多，更復雜的問題，這就讓出題人擁有了幾乎無限的發揮空間。學生總是感覺看得懂教材，聽得懂講解，但真正考試的時候總是束手無策，看到答案的時候又感慨不已：原來還是關于那些基本公式的應用。這就要求學生對公式能有較高的熟練度，敏感度。熟練度可以從習題練習中得到，敏感度則是經驗的積累。公式其實就是文字語言的簡記形式，等于是構成物理語言的“句”，其中的各字符都有相應的物理意義，大多屬于計算型概念的范疇。當然，正如房子是由磚砌成，但磚并不代表房子一樣，由定律所演化出的各種公式或推導出的各類定理并非字符或概念的機械累積，而是代表著自然界的法則，宇宙的“程序”，有著客觀的內部結構。

3.2具體應用：對于公式的應用，僅在中學物理范疇，一個“F合=ma”似乎就具有無窮的潛力；一個動能定理也能得以橫行無忌。我們需要做到的是，清楚定律的來龍去脈以及適用范圍，掌握定理的推導過程，結合物理情景，牢記于心；然后抓準每個字符（即計算型概念）的物理意義，熟悉其常見的擴展形式。

要給學生指出，公式里頭有些字符特別活躍，易出狀況，常為命題者所鐘愛。比如“F合=ma”里的“F合”和“a”，再如動能定理里的“W總”和“v0”，“vt”，單擺周期公式里的“g”和“l”，向心力公式變形式“R=mv/qB”中的“R”等。它們常作為方程的擴展點，起著紐帶的作用，實現方程之間的“通信”，也是解題的線索。關注這些字符，可以很清楚地看到數據處理的流程，就象是在看一列面向過程的計算機程序一樣，這也是平時所謂的“解題思路”。處理一些例題的時候，要盡量把題上的方程還原回原始的公式，進而讓學生熟悉其常見的變化形式（這個過程也常涉及圖像）。在做計算題時，牽涉到很多東西，有受力分析，過程分析，隱含條件的挖掘，變量分析，特殊量的應用等等，每一個環節都需要習題來鞏固。

4.計算

4.1簡單說明：高中物理的計算說來很基本，就無非加，減，乘，除，乘方，開方，基本函數，數列等，要強調的是，三角函數，二次函數，數列和平面幾何等數學內容滲透于物理過程是不可避免的，這也常常令學生忐忑不安，且多數時候還是在做字符運算，更是讓人心亂如麻。所以，除了熟悉基本的數學知識外，學生能盡快從數字計算過渡到字符運算也是相當重要的，這一過程尤其需要時間和精力。從物理語言角度來說，這一過程好比是在連句成“篇”，而關鍵的問題在于，該怎么個連法，即如何解方程。

4.2具體應用：這里需要提示學生的就是，在讀完題以后，往往第一件事情就是把已知量，特殊量和未知量等“翻譯”成字符形式，公式一但被應用到具體問題中，就形成方程，如同讀文章有時要咬文嚼字一樣，寫方程時就應該注意哪些字符是已知，哪些未知，哪些可能會在過程中被消去，對每個“字”都要“咬準”。而引入下一個方程的線索，或是方程組的求解，也往往來自于這樣的字符分析。字符方程組的求解看似復雜，實則簡單，所謂字符的運算在多數時候其實就是一種“搬運”，比如提公因式，代入消元；又或等式兩邊同乘，同除等。很顯然，在計算前作好字符分析，鎖定好未知量是解決這類計算問題的關鍵所在。

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一、評析試卷結構探究試題特點

1.實現穩步推進，做到適度創新

充分體現《考試說明》中所闡明的“力求穩步推進，適度創新”的要求。

“穩”：體現在整體要求基本不變。沒有超綱的題目出現。題型符合考前預告的選擇題由不定項選擇改為單項選擇。各題分值不變，題量也符合規定。稍有不同的是，實驗題由2小題變為3小題，穩中有變，情理之中，實驗題總分值不變，亦屬正常。但全卷難度比2009年試卷難，難度值估計與《考試說明》中設定的0.55－0.60難度值范圍有一定的偏差。

“新”：推陳出新。考查的題型、題量、知識點大多數都在預料之中。試題盡力避免了“繁、難、偏、怪”，涉及的物理過程和背景材料大多是典型、常見、為考生所熟悉的。但在常規中見新意，基礎中考能力。考生覺得似曾相似。但又有一定的陌生度，試題考查的雖然都是基礎知識，卻隱含了對考生能力高低的鑒別。總體感覺試題比2009年好!對新課程下的中學物理教學有較好的導向作用，有的題目還突出了物理方法的考查(如選擇題最后一題第18題，等等)，同時也有利于高校的選拔。

2.注重考查基礎，突出主干知識

試題不刻意追求情景新穎，講究知識的覆蓋面，于基礎中考查能力，引導回歸教材。注重試卷的檢測與評價功能，知識點覆蓋面較好，主干知識重點考查，幾乎涉及全部Ⅱ級要求。能依據《考試說明》的要求，在突出學科主干知識(涵蓋大部分Ⅱ級要求)的同時，適當兼顧I級要求所涉及到的知識點(如：遠距離輸電；形變、彈性、胡克定律；有兩處涉及到摩擦力)各模塊中各章的知識點在試卷中一般都有所體現。

總體上仍以力學和電學為主。幾乎所有最為重要的知識點都在最后三道計算題中出現，很少有重復，使得在有限的分數中涉及晟廣泛的知識內容。選考題也比較基礎，且有新意，如第28(1)題和第29(1)題，只要能認真讀書(書中出現的圖線)，懂得原理就行，不必計算就可做出判斷。但考試結果并不理想，這是考生不重視閱讀課本的一個慘痛教訓。這些都有助于克服高考復習重資料、輕教材的現象，引導學生重視教材、重視基礎知識和基本技能的掌握。

接份卷子能堅持理論聯系實際，凸顯物理學科的特點。關注與科學、技術、社會的聯系和實際應用。同時，還關注科技熱點(如：超高壓送電，火星探測等)，真正體現物理新課程的一條基本理念：從自然走向物理，從生活走向物理，從物理走向社會。

3.關注物理過程，重視能力立意

今年物理試題的每一個試題都有明確的能力立意，對考綱中提出的五種能力要求分別在不同的試題中進行了考查。同時還比較重視物理思維和推理分析的過程，重視對物理過程的體驗，這些都凸顯在三道計算題中。又如：實驗題就來源于課本又不拘泥于課本，凸顯了“不做實驗與有做實驗，做了實驗與做好實驗”的不同，學會探究，懂得實際操作過程。各小題都偏重考查誤差的減小方法或誤差分析。實驗題第(3)小題既要聯系所給實驗器材的實際和題目要求，會選擇實驗器材(三選二)，還要會設計測量電路和供電電路，最后還要會按照要求連接實物圖，然而相當一部分學生不會選擇儀表連接實物圖，真正考出了學生的實驗水平。

4.試卷結構合理，區分功能加強

多數試題側重于對考生推理能力和分析綜合能力的考查，還比較重視數學計算的圖像分析(如選擇題前4題都要推理計算)，最后三道計算題很重視過程分析以及多對象、多物理量的關聯分析，能力要求較高，關注學生的發展潛能。在考查考生基礎知識和基本技能的基礎上注重對學科能力和學科思想、方法應用的考查。試卷結構合理，加強了區分功能。設置極少數的基礎題，但都不是真正的送分題，至少含有一、兩步的推理。除此之外，將難度較大的考查點分散在多道題目中，如第18、19(3)，21、22(2)(3)題，這些題目有一定的梯度，入題并不難，只是在解題過程中難度逐步加大。難點分散而不集中在某一道題上，要完全做好這些題目，必須要有扎實的物理基礎知識，較高的物理素養，較強的綜合分析能力。特別是最后兩道計算題屬于難題，難就難在“四多”：其一是求解的問題多，其二是物理過程多，其三是研究對象多，其四是涉及的物理量多。諸多問題糾結在一起，思辨困難，滿分率很低，確實是對高水平考生的一種考驗。分散難點提高了試卷的檢測與評價功能，有利于對優秀學生的甄別。

綜觀今年的高考物理試題，難度雖然有所加大，但還是能較好地體現了新課標精神，在遵循《考試大綱》的同時也符合福建考生的實際，體現了公平公正，有利于高校選拔新生，也有利于推進福建省中學當前的新課程改革。

二、探究答題錯因，深刻反思教學

在評卷(Ⅱ卷)過程中，我們對考生的答題得失進行探究，發現一些共性問題，獲得一些教學的啟示，提供給大家做為今后教學參考。

3，第(3)小題錯誤率極高：①絕大多數考生使用了A表；②雖然選擇了兩個電壓表，但將v1表外接(由于器材選對，仍得2分)：③滑動變阻器接法接成限流式，導線接在底座。導線接在滑動片，導線都接在下端。

第(1)小題是考查測玻璃折射率的實驗，發現相當一部分考生不了解θ1和θ1的意義而亂套用公式第(2)小題是以研究橡皮筋伸長與所受拉力的關系的結果進行分析，從圖象中兩條圖線的差異得出結論，發現部分考生不知圖象意義，也未意識到彈性限度而亂用胡克定律的結論。第(3)小題是以測電阻的實驗為目的，考查儀器的選擇、電路的設計和實物電路的連接以及誤差分析等實驗技能。許多學生思維定勢于“伏安法”而同時用了電流表和電壓表，不知道已知內阻的電表的雙重用途。不按題目的要求選擇供電電路和測量電路而導致錯誤。仍有部分學生不會連接實物圖。

從以上的失誤可以得到啟示：實驗是物理教學的重要組成部分，也是高考重點要考查的。教學中要重視實驗能力的培養，只有深入理解實驗的原理、方法。并且實際操作了，才能融會貫通，避免思維定勢。設計實驗要能打破常規而不違背實驗原理。平時讓學生多動手，多獨立思考，誤差分析顯得十分重要，要培養良好的實驗習慣，提升實驗能力，才能以不變應萬變。

第20題：此題屬中等難度題。滿分率高，但零分率也偏高。

常見錯誤有：的將E0與E進行相約。

帶電粒子在場中的運動分析是歷年高考的重點內容，本題以速度選擇器和偏轉電場為背景，考查考生的綜合分析能力，屬舊題“質譜儀”的改造(后半部分由磁場改為電場)，但仍有一些學生不會做。這就告誡我們：要重視基礎，重視課本，舊題新做，熟題生做。寫公式要理解意義也要規范，特別是題中已給的符號，應寫清相應的腳標，附以具體的意義，避免張冠李戴。解題要建立好物理情境是列出正確關系式的保證。還要訓練文字符號計算能力，對結果要檢查量綱是否正確，是否還含有未知量等等。

第21題：本題屬難題，零分率較高。常見錯誤：

1.內外電路分不清導致錯誤有：①將電阻R或b棒視為干

6.沒有思路，亂寫式子又不合題意。這也是此題零分率高的原因。

本題是一道力電綜合題，綜合考查電磁感應現象中的力學規律和電學規律，涉及電路分析、受力分析、閉合電路歐姆定律、電磁感應定律、機械能守恒定律、力的平衡等重要知識的應用，同時又涉及到多個對象和多個過程，是一道綜合性很強難度較大的題目。體現了高考注重考查綜合分析問題的能力。給人們的啟示是：Ⅱ級要求仍是主旋律。尤其是力電綜合。今后要加強受力分析以及全電路的分析與計算，加強解題思路和答題規范的訓練。不能夠問什么想什么，應當綜合分析。若是力學則要受力分析。若是電學則進行電路分析：從現象找原因，善于運用“程序法”應對過程繁多的問題。不宜跳步，要盡量寫出得分式，式子前要注明對象和過程，要重物理公式輕數學公式。

第22題：本題屬難題，零分率較高、滿分率極低。常見錯誤：

7.最后一步用動能定理時分不清是哪一過程的；系統動能定理卻寫為B對象；Pt卻寫為Pt：v已相等了卻多計入了

本題是力學綜合題，它綜合力學中牛頓第二定律、運動學公式、功率公式、力的平衡方程、動能定理，涉及受力分析和功能分析，運用了隔離法和整體法對木板一木塊模型進行多過程分析。仍考查考生綜合分析問題的能力。許多考生運用方法不正確，綜合分析問題的能力差，只能完成第(1)問得4分。入題容易深入難，無法完成后面兩個問題。給人們的啟示是：物理解題的關鍵點仍是明確研究對象、正確受力分析以及分清物理過程。良好習慣的養成是提高科學素養的基礎。在平時教學中要予以足夠重視。

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【關鍵詞】：課程改革、新教材、教學策略

目前，廣大教師正積極參與基礎教育課程的改革，通過一段時間的新課程、新標準的實施，使教師的教學方式、學生的學習方式、學校的管理方式和評價方式都發生了變革。新課程標準下的初中物理課堂也在新課標指導下發生了不少新變化，如何在新課標的指導下優化初中物理課堂，成為具體落實改革的焦點。 教學策略是教師在教學中為達到一定的教學效果及教學目的所采用的教學方法或手段。在新課程標準下，應體現密切聯系學生生活實際，關注學生的興趣和經驗，提倡學生自主探究，合作學習，主動獲取知識的新特點

一、創設愉悅的教學情境，激發學生學習物理的興趣。

教育心理學認為，興趣是“力求認識探索某種事物的心里傾向。

”興趣這種特殊的心里傾向，在人們認識和研究某種事物中起著十分重要的作用。如講“物體的沉浮條件”，教師可先做一演示實驗：將一木塊浸沒水中；將一鐵塊浸沒水中；將一石臘浸沒水和酒精混合液中，并提出物體沉浮條件是什么。三種情景擺在學生面前，使學生產生強烈的求知欲望，迅速進入課題思考。又如：在講究連通器內只有一種液體且靜止流動時液面總保持平衡的問題后，可提出設問：不同液體液面相平嗎？學習漂浮物體的重力和浮力的關系后，設問：一條船從海里開到河里是浮起一些還是沉下去一些？“興趣是最好的老師”，只有學生對學習內容感興趣，才會產生強烈的求知欲望，自動地調動全部感官，激發豐富地想象和積極地思維，產生愉快的情緒體驗。每一部分設計都努力貼近學生的現實生活。在教學中，充分利用這些教學資源，努力體現新教材的意圖，創設愉悅情境，引感，激發學生學習的興趣。學生大都具有強烈的操作興趣，希望親自動手多做實驗。教師要充分保護和利用這個積極性，讓學生更多地參加實驗活動。在教學中，出乎學生意料的演示、生動形象的類比、深入淺出的解釋、學生生活中以及科技和社會中的有趣事例、幽默風趣的教學語言、探究性的學習活動和小實驗、不斷出現的挑戰性的問題和隨之而來的學生討論，這些都是激發和保持學習興趣的重要手段。 教師不能只滿足于讓學生感到新奇或吸引學生的注意，更重要的是善于引導學生運用已有的知識和技能，在解決問題的探究過程中獲得成功的愉悅。這樣才能使學生的學習興趣持久地保持下去。

二、提倡手法多樣性，關注學生的個人體驗。

學生的情感態度體現在課堂學習的全過程。“在人的心靈深處，都有一種根深蒂固的需要，這就是希望感到自己是一個發現者、研究者和探索者，而在兒童的精神世界，這種需要特別強烈。”（蘇霍姆林斯基）。一堂好課不僅僅是讓學生學會某個知識點，掌握一定的知識與技能，而更應該是一個創新的思維起點，一根創新神經的啟動。好的教學的標志是：能夠促進有效學習的進行。教師的主要作用在于組織教學活動，激發學生主動從事數學活動的興趣，并在學生需要的時候給予恰當的幫助。教學中不應該追求知識的“一步到位”，要體現知識發展的階段性，符合學生的認知規律；不要過早地將概念“符號化”，要延長知識發生與發展的過程，讓學生充分經歷“非正式定義”階段；教學中不追求“統一化”和“最佳化”，而應當致力于“多樣化”、“合理化”，以使學生對知識的真正理解和個性化發展成為可能。物理問題的解決方法往往不止一個。比如：測定物體的密度，測定地球表面的重力加速度，在不限制儀器和知識范圍的情況下，測定方法都有很多種，每個方案自成一體，多個側面應用物理知識。在教學中，我們應多提出一些類似的開放性問題，請學生做多方向思考，以達到培養學生思維發散性的目的。所以，課堂教學中要把握好彈性原則，不必對每一位學生強求一律，應承認學生的個體差異，允許差異的存在，允許同一問題的不同程度的理解，不同層面、不同方法的解決。

三、引導學生探索、合作、交流相結合的學習。

多年來，傳統的教學一直習慣于單一枯燥的接受式教學。解決問題時常常是教師一講到底，學生苦于在機械訓練中記憶和模仿，這樣學生精神因素得不到充分調動，感受不到學習成功的快樂體驗。新標準已經把過去教學中的許多演示實驗，例如：阿基米德原理、歐姆定律的演示等，明確寫成學生的探究活動，讓學生通過實驗自己歸納出規律。呈現了讓學生動手實踐，自主探索，合作交流的教學，達到從小培養學生獨立獲取知識，創新意識和實踐能力的目的。對于多數探究活動來說，探究的過程比探究的結果更重要。在探究活動中，不要為了趕進度而在學生還沒有進行足夠的思考時草率得出結論。為了讓學生充分體驗探究的過程，應該安排足夠的時間讓各種想法、各種觀點進行充分的交流和討論。 合作性是學生必須要掌握的一種適應社會的技能，個人的智慧是有限的，在今后的社會中，個人奮斗的力量是微不足到的，學會合作是學生的一種的交往的能力，更是通向成功的必不可少的橋梁。物理課的大多數科學探究都分組進行，在課堂教學中，讓小組通過合作，來完成某一任務，要注意發揮每個學生在探究活動中的作用，不能由少數學生包辦代替。這樣做既能使每個學生都得到機會均等的全面練習，又能充分體現工作中的分工與協作。不僅可以培養學生的合作能力，而且能夠使學生認識到集體的智慧是無窮的，怎樣進行有效的合作，是教師需要考慮的重要的問題。

四、設計開放式教學活動，培養學生創造力。

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近年來， 全球熱火朝天的創客運動和經久不衰的學習科學研究， 在教育領域制造了一波又一波的熱點話題，成為教師、教學研究者和教育管理者關注的重點。創客活動不僅僅是創造本身，也是和創造活動有關的所有因素： 從好奇心的激發到初步調查和動手搗鼓， 到制定計劃和仔細研究， 到借鑒其他項目，到反復嘗試甚至失敗，到制作出原型，到獲取反饋，再到反復改善直到成為更好的物品。所有上述活動在很大程度上都和教育、學習密切相關，因此，建構可持續發展的校園創客教育生態系統， 以呼應并促進創客運動在校園中的發展尤為重要。國內外現有文獻研究表明， 通過基于創客活動的學習體驗，使學生得到了創造和實現創意的機會，增強了自信，培養了創造性，激發了對科學、技術、工程、數學、藝術等學科以及學習自身的興趣。并且，校園創客活動也促進了學生創新創業實踐和雙創時代創新創業課程體系的設計開發， 為培養未來新經濟和多樣化工作環境下的創新創業型人才， 從理念和能力發展上打下了基礎。因此，有必要在創客運動深入發展的大環境下，對校園創客教育進行探索。

二、創客教育的演進過程和在全球的發展

一般認為，創客教育是對基于設計、電子電路技術、傳統手工和桌面制造系統的獨特結合而開展的針對性創意創新創業教學。姜強和趙蔚認為，創客教育是指培養學生創新、創業所需的知識、能力和視野等方面的教育。祝智庭和孫妍妍通過對中外相關文獻的綜述和分析，總結了創客教育的內涵，對創客教育在我國的現狀和發展方向進行了深層次解讀，并把創客教育界定為信息技術使能的創新教育。其實，自從人類開始制造工具以來，通過制造或實踐進行學習一直是人類學習、發展的主要手段，創造或制造是讓學生的思考或使思想呈現在人們眼前， 在此意義上，創客活動成為紀錄學生在創造或制造物品時的思考或思想的方式。正如有學者指出，創客教育有助于培養學生的批判思維、設計思維、計算思維和可視化表達能力。

繼2014 年6 月白宮首次舉行創客大會，美國總統奧巴馬宣布在全國范圍內倡導并實施創客教育行動后，并于2014 年12 月正式成立創客學校高等教育聯盟，了美國高等教育機構第一份《全國創客教育現狀》報告。報告以全美40 家高等教育機構創客實踐為基礎，采用景觀分析法，介紹了大學里的創客教育現狀以及大學對校園創客文化的深層次思考和具體支持措施， 并重點描述了美國高等教育機構進行創客教育的方法、創客活動參與度和支持創客教育的校園資源， 成立了聯盟網站MakeSchools.org 作為開放式平臺，匯聚、分享并探討高等教育機構創客活動的結果、資源和最佳實踐。

目前，除蓬勃發展的中小學創客活動外，全美各地成百上千家高等教育機構也紛紛擎起創客運動的大旗，倡導創客精神，建立創客空間，提供創客活動所需工具、課程、項目和指導老師，以鼓勵學生參與創客活動。同時，這些高等教育機構也支持教師對創客活動進行研究和實踐，并在學校、當地社區和全國性機構之間建立聯系以創建創客生態體系。在創客教育研究與推廣方面， 近年來發展迅速的教育技術信息公司EdSurge，在延續其對慕課和學習管理系統的重點關注和報道外， 了大量針對創客和DIY 學習的文章和報告。

在各高校紛紛建設校園創客空間， 開展校園創客活動，探索實施創客教育和創新創業教育的同時，全國各地中小學也順勢而為， 利用信息技術課堂和第二課堂開展活動。比如，針對中小學生學習特點和興趣愛好，展開了3D 打印、開源軟件程序設計應用、機器人搭建及競賽、拼搭模塊的創意搭建、科學DV、創意七巧等課程，讓學生通過觀察、實驗、探究、游戲等形式多樣的創客教育。在中小學創客教育走在前列的溫州市實驗中學，專門為熱愛編程、熱衷創新、樂于交流的學生建設了創客空間， 并開設了創客教育課程和午間開放創客主題活動。

可見，在全球創客運動和大眾創業、萬眾創新國家戰略推動下， 創客教育正日益成為推動經濟轉型、教育變革和社會發展的驅動力，這為各級各類學校和全社會培養創新創業人才提供了新的選擇。

三、校園創客教育生態系統的構成要素

隨著云計算、大數據、物聯網、移動計算、設計媒體等新技術的廣泛應用， 社會整體信息化程度不斷加深，技術賦能的學習、技術賦能的教學、技術賦能的學習測評和教育信息化基礎設施建設， 正在全球各地重新定義21 世紀的教育、教學。通過應用信息技術和桌面制造技術以培養、發展學生創意創新能力為宗旨的創客教育， 成為近年來引領教育教學創新的變革性力量。縱觀國內外，各高等教育機構以及不少中小學， 正加大投資力度以建設智慧校園和新的學習空間、開發新的課程體系、培育創客教育教師以發展校園創客文化、實施創客教學。

國內外校園創客教育實踐表明， 校園創客教育的推動和發展， 離不開擁抱創客精神、支持創客運動、踐行創客教學實踐的教師和學生，也離不開發展校園創客教育、配置相應資源的校園創客環境和空間。同時，創客課程建設也是促進校園創客教育可持續發展的條件和要素。

然而， 現有校園創客教育實踐研究還缺少對發展校園創客教育的系統分析， 尤其是缺少對校園創客教育生態系統構成要素的識別和分析。因此，我們在綜合國內外創客教育研究文獻和創客教育實踐的基礎上，把學生創客、創客教育教師、創客教育課程和校園創客空間， 作為校園創客教育生態系統的構成要素，從創客教育視角對校園創客的界定、創客教育教師及素養、校園創客環境與空間和創客課程建設等四個方面，并對上述要素展開詳細論述。

(一)創客教育視角下對校園創客的界定

對大多數人而言， 創客一詞讓人想起那些利用工具和資源親自設計、建造或創作的人。從這個意義上看，創客是一名詞，特指某種身份或職業。因此，創客可以是面包師、插畫師或者木工師傅等熱衷于動手實踐的人。正如德比查克拉(Debbie Chachra)所說，創客泛指任何制造物品的人。然而，各類文獻，包括新聞媒體、博客、報告或研究文章中所談到的創客，往往特指在機器人技術、工程技術、電子技術等方面具備專門知識，并能夠使用諸如3D 打印機、微電子儀器、數控機床、開源平臺等創新工具和技術的人。因此，克里斯安德森把創客界定為：利用互聯網、3D 打印機和各種桌面設備與工具將自身各種創意轉變為實際產品的人。楊現民和李冀紅把創客界定為：喜歡或享受創新的人，是一種文化、態度和學習方式。

但是，上述對創客的狹義理解受到了李別克利(Leah Buechley)的批評，她認為，對創客的狹隘理解不只是產品和項目問題， 而是對創客這一身份或職業的限制。[18]當前，對創客一詞的混亂使用和理解，造成了錯誤的二分法，即，參加創客運動的是創客，不參加創客運動的就不是創客。因此，就創客教學而言， 有必要重新明確并把重點放在什么是創客學習? 如何進行創客學習? 而不是把關注點聚焦在誰是創客? 這一身份或職業標簽上。正如大衛蘭格(David Lang)所指出，對創客而言，在承認創客空間和創客教室里的活動具有自身獨特文化和精神的前提下，需要拓寬對創客運動、創客文化和創客的包容性理解， 而不只是狹義地把創客理解為某一身份或職業。

也有人認為，如何界定創客并不重要，只是某些吹毛求疵之人的語言文字游戲。然而，作為教師、學生、教育研究人員，應當從學科、專業或職業的視角審慎思考創客一詞，畢竟用詞的精確至關重要，尤其是在考慮到測評、學科標準、課程設計和教師培訓等創客教學內涵時。因此， 對校園創客概念的界定，有利于創客教育的實施和健康發展。目前，人們普遍認為，創客通過參與大眾化的以生產為導向的生產制造系統變革， 甚至顛覆了傳統的消費導向的大規模生產制造時代， 并且， 創客文化、創客運動的最終結果與項目和創造力、創新和創業精神相關。創造力大師、心流理論的提出者、積極心理學奠基人米哈里希思贊特米哈伊(MihalyCsikszentmihalyi)經過30 余年的潛心研究，在深入訪談近百位卓越創新者和數十位諾貝爾獎得主的基礎上，指出有創造力的人風格多樣，即，可以是修士、也可以是唐璜，唯一的共同點就是復雜：他們是相互矛盾的兩個極端，卻能夠在兩者之間自如轉換。換句話說，人人都是矛盾體，那些無法駕馭矛盾、在矛盾中試圖尋求不變或確定性并因此感到不適的是普通人;而在矛盾中轉換自如的人，則能夠充分利用矛盾，并把矛盾變成其創造力的源泉。

在綜合創客研究專家觀點的基礎上， 我們嘗試用文學性的語言，把校園創客界定為：熱愛創新和技術應用的復合體。就像白色包含了光譜中的不同色調，他們把各種可能性集于一身，既思維縝密又感性熱情，既活力四射又安靜恬淡，既專注持久又靈活多變， 既外向好客又內向冷漠， 既驕傲自信又謙遜低調， 既聰慧敏感又遲鈍木訥， 既超脫客觀又斤斤計較， 既嬉戲無常又嚴于律己， 既傲慢自尊又彬彬有禮，既桀驁不馴又溫和謙讓。總之，他們充滿創意，行動能力強， 并熱衷于用自己的雙手在現代桌面制造工具的幫助下，把創意轉變成實物。

(二)創客教育教師及素養

2016 年6 月，教育部在最新的《教育信息化十三五規劃》中明確指出，面向未來培養高素質人才，教師能力是關鍵。尤其是2015 年5 月，國務院《關于深化高等學校創新創業教育改革的實施意見》，要求健全創新創業教育課程體系、加強教師創新創業教育教學能力建設。自國內外創客運動所觸發的校園創客教育日益普創客教師需要什么素養? 具備傳統教育背景的老師，能夠成為合格的創客教師嗎? 外部創客專家能夠成為校園創客空間或創客教室中的教師嗎? 創客教育研究人員艾米哈克金(Amy Hachigian)指出，學生的創客學習結果和教師行為密切相關。此外，創客教師在創客教學活動中扮演著復雜角色， 并隨著環境和學生需要的變化而變化。

然而，長久以來，灌輸式、說教式教學主宰著課堂教學，而忽略了教師的其它角色和職責。隨著社會、經濟和技術的發展，教育在很多方面突破了傳統的束縛， 實現了長足的發展，包括人們對教師角色的認識，教學也日益遵循新的教學理念和實踐，比如，合作學習和項目學習，教師在教室里的角色也越來越接近賦能者、促進者。創客空間或創客教室環境下的教師顯然承擔了更多的職責和角色，正如艾米哈克金(Amy Hachigian)研究表明，創客教師是：引導者、拉拉隊隊長、激勵者、聯系人、倡導者、楷模、學習者、良師益友、朋友、批評者、咨詢師、心靈導師、合作者、教練。

在上述眾多角色中，教師作為像學生一樣的學習者角色，是創客教學環境下教師職責和身份的一個較大轉變。設想某物理教師未能解決某一物理問題，在傳統課堂教學中， 學生不可避免會質疑其權威和專業水平， 但在創客教學環境下， 這是學生擺脫傳統灌輸式、說教式教育而進行自主學習的機會，有助于其通過網絡、創客社區其他專業人士或同學幫助，發展信息獲取能力，共同探討問題的解決方案，而不是傳統遇到難題只能尋求教師幫助的問題解決模式。這一角色轉變，有助于培養師生間的良好互動關系，有助于師生合作探究答案、解決難題，強化學習體驗。第二個教師角色的較大轉變是作為聯系人的教師職責和作用。在創客教學環境下，學生有機會稱為特定技能或專業領域的專家， 教師不再是唯一的信息和知識來源;相反，教師承擔了擁有不同技能的學生之間聯系人的角色，促進學生之間的合作互學，這有助于增強學生探索新知、學習新技能的信心。教師也可以在學生、外部專家、企業、其它創客空間資源之間搭建橋梁。教師作為聯系人的這一新角色，有助于引入新思想、新思維模式以開拓學生視野、豐富其學習體驗。

對教師來說，創客教育強調人的興趣、熱情，以及隨時隨地解決問題、制作物品的能力，這和人類傾向于通過動手實踐進行學習的本性一脈相承。因此，倡導并激勵學生在設計和制作過程中直面挑戰、克服困難的教師和教學環境， 有助于培養學生獨立解決問題的信心和能力。這對習慣了順從教師要求的學生而言是全新的開始，也讓支持創客運動、擁抱創客精神的教師思考并采取更加有效、基于真實情景的教學模式和方法， 以及尋求更合適教學效果的測評手段。孫穎指出，理想的創客教師相當于中介，管理并促進學生學習，幫助學生評估創意設想、分析技術難點，以及尋找可以實現創意的技術、專家和方案， 從而實現資源整合。杰西卡羅斯(JessicaRoss)指出，在創客學習環境下，由于創客活動往往不是課程表所要求的學習科目， 沒有相應的教學大綱，也不是正式的學科專業，沒有校方系統的、正式的組織支持和保障，因此，成立并發展創客教學小組或聯盟以支持各自為戰的創客教師，形成互通有無、取長補短的平臺，對促進創客教學至關重要。

2015 年5 月，麻省理工學院AbD 實驗室(Agencyby Design)在加州舊金山市舉辦了創客教師大會(Maker Educator Convening)，討論了在創客學習環境下建設創客教學小組、創客社區聯盟的重要性。這和哈佛大學教育研究院零項目(Project Zero)長期以來所倡導并推行的成立教師研究小組， 以支持他們在教學過程中的有效應用，并對新理念、新挑戰一脈相承。在國內，為促進創客教育的發展，清華大學、北京大學、陜西師范大學和中國教育技術協會等九家單位的創客教育專家，于2015 年7 月發起成立了全國教師創客聯盟，該聯盟由全國高校及中小學教師、創客企業和支持創客教師培養的機構和個人組成， 旨在共建共享創新教育思想和方法的創客教師學習型共同體。這一類似創客教育論壇的活動或創客教師自發成立的組織， 為志趣相投的教育工作者提供了相互學習、啟發的機會。綜上，實施創客教育的創客教師和傳統教學過程中的教師之間的區別，括生物醫學、物聯網等眾多軟硬件設備和技術，不是一般個體教師能全面掌握并勝任的。對此，有創客教育專家建議，政府相關機構應該發揮行政力量，統籌建設跨地域、跨學科的創客專家資源庫，協助解決學校創客教育中的困難和障礙。或者通過政府購買社會服務的方式，來實現創客專家資源的調劑與運用，既可以解決學校創客教育師資短缺的問題， 也可以幫助學校培養自己的創客師資。

(三)創客教育課程建設

課程是教育教學的核心要素， 創客教育也不例外。因此，針對不同創客活動或項目設計、開發相應創客課程，成為創客教育可持續發展的必須。針對創客課程， 創客教育研究和實踐人員從不同的角度進行了界定，如，楊現民把創客課程分為廣義創客課程和狹義創客課程，他認為，廣義的創客課程既包括電子創意類課程，又包括手工制作、陶瓷藝術、繪畫等傳統以培養學生創新創造能力為導向的各類課程;而狹義的創客課程特指以智能化信息技術等應用為特征的電子創意類課程。同濟大學創客空間數制 工坊針對大學生或中小學生等不同年齡段學習者，開設了數控切割(研究2D 設計工具以及激光切割機， 學習設計的核心理念以及將2D 設計轉化為3D 實物，理解激光切割的可能性及局限)、增加制造和3D 打印(不同3D 打印技術入門， 了解3D打印的局限，以及從設計到打印的工作流程，分析、調試排除打印錯誤，設計思維，快速構思、設計、3D打印成型)、減式制造或銑削(銑削基礎知識學習，使用Roland 銑床加工三維型面造型，自己動手體驗從3D 設計到刀具路徑生成以及最終完成軋制成品或設計副本的過程)、電子產品[制作Fab(小型)網絡服務器內電路程序， 使用網頁Fab 模型及RolandSRM-20 完成預備設計，觀察標準電子元件，解釋其工作原理以及功能，歐姆定律、基爾霍夫(電路)定律的簡單介紹]、電子設計(使用電子設計工具，如Eagle、KiCad 或者KoKopelli Retro 等，設計或修改原電板)、嵌入式編程[ATtiny 44 數據手冊、C 語言和Makefile 簡介，學習ATtiny44 微控制器的基本特征，使用文本編輯器或集成開發環境(簡稱IDE)軟件，編寫或修改微控制器的程序， 修改一個生成文件上傳至微控制器]等創客課程。

蔣莘和謝作如從創客教育課程特征上， 指出創客課程具備跨學科(機械、電子、藝術、控制、計算機等)、智能化[運用互動媒體、人工智能、物聯網、可穿戴設備、虛擬現實(VR)、增強虛擬現實(AR)等智能技術]和軟硬結合(電子與編程技術等)三個核心特征。在綜合前人研究和實踐的基礎上，楊現民用整合性(創課的設計打破了學科界限，不再僅局限于傳統的數學、物理、生物等單一的課程模式，而是整合藝術、電子、控制、網絡等不同學科知識)、研創性(學研創 是實施創客教育的理想模式，學習、研究和創造形成一個良性循環，持續提升學生的創新、創造力)和協同性(創課的內容與活動設計更多圍繞復雜的現實問題展開， 鼓勵學生結合興趣組成項目小組， 在指導教師團隊的集體指導下開展協作探究)進一步歸納了創客課程的特征。此外，他還從課程目標定位、內容組織結構、開展方式和評價方式等四個維度指出了創客課程和傳統課程之間的顯著差異，[當前， 在國內外創客教育實踐中主要有兩種課程形式：一種是單一式創客課程，即，學習、實踐以3D 打印、3D 建模、Arduino 電子電路等軟硬件使用、開發為導向的創客學習體驗; 另一種是融合式創客課程，即，在單一式創客課程教育的基礎上，整合科學、技術、工程、藝術和數學等不同領域和專業，為學生創客提供跨學科創客學習體驗。上述兩種創客課程的目的是一致的，即，用創新思維、設計思維培養學生創新能力、實踐能力和問題解決能力，從而培養具有創客精神和思維的創意創新創業人才。

(四)校園創客環境與空間

1.創客環境與空間模型

研究國務院辦公廳在《關于深化高等學校創新創業教育改革的實施意見》(〔2015〕36 號)強調，要通過加強專業實驗室、虛擬仿真實驗室、創業實驗室和訓練中心建設以及促進實驗教學平臺共享等手段強化創新創業實踐。最重要的是創客運動和創客文化所引發的校園創客活動，也日益促使學校管理者和教師用前瞻性眼光，來看待創客運動對現有教育理念和實踐以及作為傳統學習空間的教室所必然帶來的影響和改變。需要借鑒創客大會和創客空間的學習理念和實踐，創造新的學習空間以促進并激勵學生進行

2.建造校園的創客空間可行性建設

校園創客空間并非困難重重、異想天開，實際上， 絕大多數大學校園里都有利用不足或者甚至被遺棄的場所， 無需高昂的花費就可以改造成滿足學生進行創客學習、活動的場所。比如，美國巴爾的摩市的高中信息技術課教師和數字港基金會執行總裁安德魯柯伊(Andrew Coy)把學校廢棄不用的娛樂活動中心大樓， 改造成了全市第一個面向學生和公眾開放的免費創客空間。加州塞瓦斯托波爾市的高中數學教師凱西希爾(Casey Shea)把教室變成了創客課堂， 成功地說服了學校管理者同意其清理閑置不用的一處儲物空間， 把它改造成一個創客空間。在帶領學生清理過程中，發現該儲物間原本也是學校的木工房，師生利用挖掘出來的木工工具和材料，制造了桌椅板凳，對空間進行了重新設計以適應創客教學的需要。加州圣何塞市的中學教師和華盛頓創客車間的創始人里克謝特爾(Rick Shertle)另辟蹊徑，從學校附近的教堂免費獲得了一處空間，并改造成當地學生和社區居民進行制造活動和學習的創客空間。上述校園創客空間建造案例， 為國內校園創客空間建設提供了借鑒和啟發。作為校園核心建筑之一，圖書館的部分區域和功能在經過改造后，成為舉辦校園創客活動、傳播創客文化、進行創客教學的最合適場所之一。首先，圖書館是學校的地標性建筑，更是校園生活和活動的中心，在此建設創客空間，便于師生員工以及本地社區居民進出、使用;其次，圖書館具有得天獨厚的資源優勢， 主要體現在人力資源、時間資源、信息資源和技術資源方面。在很多學校，圖書館是全天開放時間最長，甚至是24 小時開放的場所，不像教室、實驗室或其他建筑空間有專門的用途和固定的開放、使用時間。并且，圖書館作為學術資料中心或集散地， 具有校園其他場所無法比擬的信息和技術資源優勢。

當然，除了圖書館外，還可以借鑒美國校園創客空間建設實踐，按照當前創客空間建設理念，重新設置傳統教室也是建設校園創客空間的可行方案。此外，校方也可以通過和所處周邊社區合作，利用社區空間資源，把創客空間建在社區里，在社區居民中傳播創客活動理念，以促進全社會創意、創新、創業的發展。四、校園創客教育生態系統的構建創新是民族之魂， 是國家發展和社會進步的引擎，當今世界國與國之間的競賽，本質上是其國民創新能力的競爭。因此，在教育信息化時代構建基于創意、創新、創業教育的校園創客教育生態系統，是高等教育機構和中小學踐行歷史使命， 也是順應時代要求的基礎和保障。眾所周知，創客教育是一項系統工程，涉及諸多要素，比如，學生創客、創客教育教師、創客課程和創客空間等，這些要素在創客教育系統內有著緊密的聯系， 而不是零散的掛著創意、創新、創業教學的3D 打印、桌面制造，或者是虛擬現實等技術和工具的展示或相關技能培訓。

因此， 學校在實踐創客教育時需要全面考慮其要素構成，從創客教育的本質出發，建構校園創客教育生態系統。然而，國內外創客教育研究和實踐還處于探索階段，對創客教育的研究，還主要集中在創客教育的概念、價值和意義等方面。校園創客空間建設不足，跨學科創客教育實踐還停留在計劃草案階段，鮮有從校園創客教育生態系統構成要素角度研究并實踐校園創客教育的文獻和記錄。在識別并分析校園創客教育核心要素的基礎上， 建構校園創客教育生態系統， 是對基于知識傳授和知識消費的傳統校園生態系統的創新，對促進校園創客教育和創新、創業教育，也具有理論和實踐意義。綜上，在校園創客教育生態系統構成要素中，學生創客、創客教育教師、創客教育課程和校園創客空間， 構成了高等教育機構和中小學開展創客教育的生態系統。在這個系統中，培養具有創意、創新、創業思維和能力的學生創客， 是創客教育的出發點、中心，也是最終目的。因此，高等教育機構和中小學以及創客教育教師在實施創客教育過程中， 要轉變把學生視作被動的知識接收者和消費者的傳統教育理念，代之以技術賦能的教育信息化和大眾創業、萬眾創新時代新的創新教育教學理念，把學生視作知識的創造者，激發并培養學生的想象力、創意、創新、創業思維和能力， 為個人和國家參與未來全球化競爭奠定基礎和優勢。

四、結語