“玩”轉(zhuǎn)創(chuàng)新

劉松

現(xiàn)在的學(xué)生接觸到的玩具大多是通過購買或簡單組裝獲得。如果學(xué)生能通過動手制作玩具、學(xué)習(xí)其中的科學(xué)知識，勢必會達到事半功倍的效果。

我在科技課教學(xué)中融入設(shè)計、制作、分享、推介科學(xué)玩具，為學(xué)生講解科學(xué)玩具背后的科學(xué)原理，再引導(dǎo)學(xué)生通過創(chuàng)意設(shè)計，利用常見的材料“化腐朽為神奇”。這種形式不失為一種開展創(chuàng)客教學(xué)的好方法。

一、制作科學(xué)玩具與創(chuàng)客教育的共同點

在科技創(chuàng)新課程中，設(shè)計制作科學(xué)玩具與創(chuàng)客教育的課程實施有很多共同點。比如二者都要求學(xué)以致用，將創(chuàng)意變?yōu)楝F(xiàn)實，都提倡“做中學(xué)”，小組合作，注重培養(yǎng)學(xué)生的表達能力。

科學(xué)玩具的設(shè)計制作過程往往是綜合運用各種學(xué)科知識、工具、材料的過程，比如設(shè)計投石機、機械手臂等，這些與創(chuàng)客教育的跨學(xué)科特征別無二致。所以，通過設(shè)計制作科學(xué)玩具開展創(chuàng)客教育教學(xué)，既是在現(xiàn)有科技創(chuàng)新教育課程基礎(chǔ)上與創(chuàng)客教育課程的結(jié)合，又是教育理念更新、提升的過程。

二、通過設(shè)計制作科學(xué)玩具開展創(chuàng)客教育課程的優(yōu)點

創(chuàng)客教育課程注重與日常生活結(jié)合，解決生活中遇到的實際問題。將設(shè)計制作科學(xué)玩具融入創(chuàng)客教育課程，一是符合瑞士兒童心理學(xué)家讓·皮亞杰的認知發(fā)展理論。讓學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)技術(shù)的同時接觸自己感興趣的科學(xué)玩具，能提升學(xué)生的學(xué)習(xí)代入感，使學(xué)生有身臨其境的感受。

二是相對無人機、VR、3D打印、arduino開源硬件、機器人等，科學(xué)玩具造價便宜，容易獲得。

三是教育改革的新趨勢，即用生活化的教具讓學(xué)生更容易理解所學(xué)內(nèi)容，寓教于樂。

四是可以利用科學(xué)玩具進行各種創(chuàng)意設(shè)計，比如玩具玩法、外觀、結(jié)構(gòu)、功能等。

三、案例分析

如何開展創(chuàng)客教育課程？我以錯覺陀螺、回旋紙飛機及紙竹蜻蜓三種科學(xué)玩具為例作詳細分析。

（一）錯覺陀螺

使用的基本器材有剪刀、熱熔膠槍、光盤、圖紙、玻璃珠、膠水。

課程目的：1.讓學(xué)生通過錯覺陀螺的活動了解錯覺、視覺暫留、旋轉(zhuǎn)平衡等概念。2.設(shè)計出不同的錯覺動畫效果，并演示講解。

科學(xué)原理：首先需了解影片是以“幀”的方式儲存影像，即以固定的時間間隔記錄影像，例如每秒記錄10張或20張等（通常每秒12幀以上）。而眼睛是連續(xù)性地接收影像，與攝影機不同。因此用攝影機拍攝旋轉(zhuǎn)的物體，就會呈現(xiàn)與肉眼看到的不同的現(xiàn)象。

在錯覺陀螺的設(shè)計圖中，每一層的方塊（即螺旋槳）數(shù)目不同，由內(nèi)到外共六層，分別為15、18、21、24、27以及30個方塊。開始旋轉(zhuǎn)后，在轉(zhuǎn)速逐漸變慢的過程中，每一層的視覺效果都會不一樣。

課程預(yù)定的效果：引起學(xué)生對科學(xué)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生動手做實驗的興趣，進而研究其他各種視錯覺玩具的原理，設(shè)計不同的錯覺陀螺效果。

（二）回旋紙飛機

使用的材料：A4紙。

課程目的：1.讓學(xué)生通過回旋紙飛機的飛翔了解流體力學(xué)伯努利原理。

2.設(shè)計不同結(jié)構(gòu)的回旋紙飛機，并演示飛行效果。

3.能夠順利完成回旋紙飛機的各種闖關(guān)游戲。

科學(xué)原理：利用紙飛機的運動，了解流速快、壓力小，流速慢、壓力大的原理。

課程預(yù)定的效果：取材方便，引起學(xué)生對科學(xué)的興趣，進而設(shè)計不同類型的回旋紙飛機。教學(xué)活動簡單易操作，回旋效果明顯。

（三）紙竹蜻蜓活動

使用的材料：A4紙。

課程目的：1.讓學(xué)生通過紙竹蜻蜓的活動了解螺旋槳轉(zhuǎn)動的原理。2.設(shè)計類似原理的不同飛行器或創(chuàng)意玩具。

科學(xué)原理：與直升機原理一致，利用槳片的構(gòu)造，軸的兩側(cè)傾斜到固定的一邊，自由下落，槳片受到空氣的升力?？諝庾枇o予紙片的作用力垂直于紙片“翅膀”。如圖5所示，此作用力的分力為左右兩個箭頭。其中向上的分力使紙竹蜻蜓的下降速度變慢，另一個分力與“翅膀”左右兩邊的方向相反，使得紙竹蜻蜓旋轉(zhuǎn)。

課程預(yù)定的效果：學(xué)生能了解直升機飛行的原理，同時設(shè)計不同的螺旋槳飛行器。

四、小結(jié)

環(huán)顧世界各國，莫不重視科學(xué)教育，雖然我國每年都會舉辦青少年科技創(chuàng)新大賽，民間也有大量的科技創(chuàng)新類比賽鼓勵青少年動手實踐、科學(xué)探究，但學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提高，根本上還要依靠學(xué)校教師在教學(xué)上引入新的方式。

通過設(shè)計制作科學(xué)玩具將創(chuàng)客教育課程的“動手做”理念融入科學(xué)課程，可增強學(xué)生的動手操作能力，讓學(xué)生喜愛科學(xué)、熱衷科技創(chuàng)新。endprint