興趣力學(xué)實(shí)驗(yàn)及制造：興趣講堂上的教導(dǎo)“試驗(yàn)”

2015-05-21 17:09 來(lái)源：http://m.elinglong.com/ 閱讀：次

本文推薦相關(guān)文章：

“興趣力學(xué)試驗(yàn)及制作”：“趣味”教室上的教導(dǎo)“實(shí)驗(yàn)”

●練習(xí)記者王力可

　　清華大學(xué)航天航空學(xué)院副教學(xué)高云峰的 “趣味力學(xué)試驗(yàn)及制作”課堂上，正演出著一場(chǎng)“鋼針穿玻璃”的對(duì)決：60名來(lái)自不同專業(yè)的學(xué)生被分紅10組，力圖在5節(jié)課的刻日內(nèi)，根據(jù)已學(xué)知識(shí)計(jì)劃制作一個(gè)東西，實(shí)現(xiàn)發(fā)射鋼針穿透玻璃的目的。結(jié)課時(shí)，10個(gè)小組都要展現(xiàn)各自的結(jié)果，停止比賽。

　　第一節(jié)課，高云峰請(qǐng)來(lái)一名持久習(xí)武的“高人”，徒手打穿了玻璃。合法同學(xué)們震動(dòng)于武功的力氣時(shí)，高云峰不失機(jī)機(jī)“預(yù)言”了迷信才是真正的不堪設(shè)想：“你們雖然沒(méi)有練過(guò)武功，但是只有充分運(yùn)用現(xiàn)有的知識(shí)和能力，多少天以內(nèi)就能跨越他。”

圖為高云峰和師生克己的均衡安裝。

　　同學(xué)們半信半疑，但5節(jié)課后的現(xiàn)實(shí)令他們高興———經(jīng)過(guò)努力，有兩組同學(xué)實(shí)現(xiàn)了這個(gè)看似不成能完成的任務(wù)，成功運(yùn)用自己設(shè)計(jì)制作的東西穿透了玻璃。挑戰(zhàn)成功！

　　“立異來(lái)自實(shí)踐，而不克不及只是幻想。有趣的實(shí)驗(yàn)可以激起學(xué)生的求知欲和創(chuàng)造力，我盼望他們能在興趣的引領(lǐng)下，經(jīng)由過(guò)程實(shí)踐研討和錘煉控制自立剖析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。”高云峰說(shuō)。

　　用有趣的任務(wù)化解道理的干燥，用著手處理成績(jī)?nèi)〈淇淦湔劊@也恰是挑戰(zhàn)性學(xué)習(xí)課程的題中之義。

公式也能夠如斯有趣

　　高云峰從2011年春季學(xué)期開(kāi)始面向全校本科生開(kāi)設(shè)“趣味力學(xué)實(shí)驗(yàn)”選修課。這門(mén)課程厥后改名為 “趣味力學(xué)試驗(yàn)及制作”，并在2012年景為全校首批4門(mén)挑戰(zhàn)性學(xué)習(xí)樹(shù)模課程之一。

　　與很多慣例課程分歧，這門(mén)課沒(méi)有合座的知識(shí)點(diǎn)，不通俗的理論，也沒(méi)有有板有眼的實(shí)驗(yàn)室操縱，而是代之以豐盛有趣的實(shí)驗(yàn)任務(wù)。每學(xué)期約18個(gè)課時(shí)的課程，每節(jié)課都邑部署學(xué)生做一些小實(shí)驗(yàn)，每5節(jié)課再把這些小實(shí)驗(yàn)整合起來(lái)，完成一個(gè)較年夜且較有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。

　　“這些實(shí)驗(yàn)本身是風(fēng)趣味的。實(shí)踐知識(shí)自身略顯單調(diào)，然而假如我們能在玩具、游戲、競(jìng)賽等情勢(shì)中融入知識(shí)和挑釁，讓學(xué)生在人不知鬼不覺(jué)中迎難而上，完成常識(shí)的進(jìn)修和應(yīng)用，興許就可以產(chǎn)生更好的后果，留下更深入的印象。”高云峰如許說(shuō)明課程稱號(hào)的由來(lái)。

圖為學(xué)生制作的“月球車”。

　　以制作“木制投石器”為例。許多學(xué)生在中學(xué)時(shí)就曾經(jīng)把彈性變形公式背得倒背如流，但是除在測(cè)驗(yàn)頂用到這一公式外，基礎(chǔ)不會(huì)在其余場(chǎng)所用到它，也談不上有甚么興致。而在制作木制投石器這項(xiàng)課程任務(wù)中，學(xué)生不得應(yīng)用彈簧、橡皮筋等所有能產(chǎn)生彈性變形的資料，只能利用木材本身的變形到達(dá)反彈的目標(biāo)，這就請(qǐng)求他們必需努力去嘗試如何使木料產(chǎn)生形變、怎么才干盡可能使形變的彈力最大，耳熟能詳?shù)墓皆谶@樣的實(shí)踐中，一會(huì)兒就“活”了起來(lái)。

　　2013年選修該課程的錢(qián)學(xué)森力學(xué)班先生楊柳至今難忘這類活生生的創(chuàng)造的興趣：“當(dāng)真實(shí)的機(jī)器在我們手上出生，那種高興跟驕傲感相對(duì)超出了推演公式———公式是后人演算發(fā)現(xiàn)的，明天的推演不外是復(fù)制后人的腳印。而這些機(jī)械，是咱們應(yīng)用公式發(fā)生的實(shí)切實(shí)在的發(fā)明物！”

有趣的不僅是休會(huì)更是產(chǎn)出

　　作為中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)科普任務(wù)委員會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)、青少年科普教育專家和神舟十號(hào)“太空講課”的幕后謀劃者之一，高云峰在深入淺出展示科學(xué)利用的趣味性方面，可謂經(jīng)驗(yàn)豐碩。但在設(shè)計(jì)“趣味力學(xué)試驗(yàn)及制作”這門(mén)課程時(shí)，高云峰卻更多地“盯”住了趣味性背地真正的學(xué)業(yè)產(chǎn)出。

　　“最后之以是開(kāi)設(shè)這門(mén)課程，就是因?yàn)榭吹讲簧俅髮W(xué)生 ‘眼妙手低’，談起理論知識(shí)來(lái)口若懸河,清華大學(xué)總裁研修班，但比及運(yùn)用這些知識(shí)處置實(shí)際問(wèn)題時(shí)就都傻了眼。他們太缺少知識(shí)轉(zhuǎn)化的能力！”高云峰說(shuō)。

　　這固然不單單是學(xué)生的問(wèn)題。這些學(xué)生有著同齡人中最優(yōu)良的大腦，和絕對(duì)踏實(shí)的知識(shí)貯備，他們需要的只是 “真刀真槍”歡迎挑戰(zhàn)的機(jī)遇。

　　在這門(mén)課上，學(xué)生接收了實(shí)真實(shí) 未審在的任務(wù)挑戰(zhàn)。與現(xiàn)實(shí)生涯親密相關(guān)的任務(wù)設(shè)置激起了他們的獵奇心和探索精力，恰當(dāng)?shù)碾y度把持使他們?cè)诮K極完成任務(wù)時(shí)取得非統(tǒng)一般的成績(jī)感；課時(shí)限度和小組競(jìng)爭(zhēng)的形式促使他們充分調(diào)動(dòng)起自己直面挑戰(zhàn)的勇氣、創(chuàng)新實(shí)踐的能力；團(tuán)隊(duì)“攻關(guān)”的過(guò)程則鍛煉了他們的相同能力、配合能力———一切這一切，都為他們不斷開(kāi)展畢生學(xué)習(xí)的能力打下了精良基本。

　　2013級(jí)錢(qián)學(xué)森力學(xué)班學(xué)生何長(zhǎng)耕固然才大二，卻已經(jīng)是國(guó)際空中機(jī)器人大賽冠軍團(tuán)隊(duì)成員。對(duì)自己動(dòng)手處理實(shí)踐問(wèn)題的主要性，他在這門(mén)課上有了深切的領(lǐng)會(huì)。從中學(xué)時(shí)代的“墨客”走進(jìn)大學(xué)課堂，他面對(duì)的挑戰(zhàn)性任務(wù)是要構(gòu)造小組同學(xué)制作電動(dòng)爬升器，一開(kāi)始“幾乎不曉得從何動(dòng)手”。經(jīng)由一番“奮戰(zhàn)”，他和同窗們搜索枯腸完成設(shè)計(jì)，卻由于疏忽了事實(shí)磨擦力和彼此煩擾的身分而“停頓”。這時(shí)候，高云峰的一句鼓勵(lì)———“每種設(shè)計(jì)都會(huì)遇到良多問(wèn)題”給了他們修改過(guò)錯(cuò)、持續(xù)前行的勇氣。最后，在組員的共同努力下，電動(dòng)爬升器終究從他們手中誕生了！

　　最后的高興匆匆積淀，何長(zhǎng)耕深有體會(huì)地說(shuō)：“這個(gè)過(guò)程為我們未來(lái)面臨工程問(wèn)題供給了很多教訓(xùn)聰明的積聚。在高教員的課堂上，我們真正開(kāi)始學(xué)習(xí)如何分化問(wèn)題、明白分工、事后考慮失敗彌補(bǔ)辦法等一系列十分有效的辦法和能力。”

　　而在高云峰看來(lái)，這門(mén)課程的“趣味”絕對(duì)不但僅來(lái)自于實(shí)驗(yàn)標(biāo)題的機(jī)動(dòng)新鮮，更在于學(xué)生利用現(xiàn)有知識(shí)奇妙攻堅(jiān)、創(chuàng)造性地實(shí)現(xiàn)自己設(shè)法的進(jìn)程。從方式到結(jié)果，師生都無(wú)奈預(yù)設(shè)，卻常常有不測(cè)欣喜。

教學(xué)摸索永遠(yuǎn)“未完成”

　　便宜諸葛連弩、能持續(xù)打出20多個(gè)水漂的“水漂機(jī)”、手機(jī)吊冰箱、本人爬坡的“小鴨子”……短短兩年來(lái)，“興趣力學(xué)實(shí)驗(yàn)及制造”講堂發(fā)展的風(fēng)趣試驗(yàn)已不可計(jì)數(shù)。它們一頭連著童年時(shí)期天馬行空的空想，另外一頭卻鋪設(shè)著率領(lǐng)先生充斥自負(fù)走向?qū)?lái)的橋梁。每次開(kāi)放選課時(shí)，這門(mén)課期期爆滿，堪稱“一課難求”。

木材與無(wú)機(jī)玻璃制“馬踏飛燕”不倒翁。

　　杰出的教學(xué)效果，離不開(kāi)授課老師的全情投入和經(jīng)心設(shè)計(jì)。每次課上，高云峰會(huì)起首講解相干知識(shí)點(diǎn)，而后拿出許多相關(guān)什物，啟示學(xué)生運(yùn)用之前學(xué)到的知識(shí)解釋原理，由此再提出新的問(wèn)題，要肄業(yè)生自己解決完成。比方在“逆行風(fēng)車”這節(jié)課上，高云峰先講授了風(fēng)車的原理，再讓學(xué)生思考逆行的原理，并拿出一些雷同或類似原理的器物拓展思惟，最后提出新的問(wèn)題：“如何讓逆行風(fēng)車拐彎？”學(xué)生們帶著這個(gè)問(wèn)題，分組探討制作，幾周以后現(xiàn)場(chǎng)比賽，從拐彎速率、拐彎半徑等方面一決高低。全部教學(xué)過(guò)程環(huán)環(huán)相扣，按部就班，啟發(fā)思想。

　　學(xué)生在課堂中永久是配角。高云峰從不“鵲巢鳩占”，熱忱勉勵(lì)學(xué)生在課堂上自力自在地創(chuàng)造。“一開(kāi)端我城市讓學(xué)生自己來(lái)做，只要當(dāng)他們碰到繞不開(kāi)的成績(jī)時(shí)，我才會(huì)給他們少量提醒。”學(xué)生們覺(jué)得在他的課堂上能夠“放膽測(cè)驗(yàn)考試”、“自由實(shí)現(xiàn)自己的主意”。高云峰還激勵(lì)學(xué)生們不要懼怕失敗，“但是必定要盡力向勝利湊近。成果完成了，解釋你每一個(gè)環(huán)節(jié)都做得很好；一旦掉敗，則闡明有些處所斟酌得欠周密，可以再改良。這也算是走上現(xiàn)實(shí)任務(wù)崗?fù)で暗囊淮涡【毩?xí)訓(xùn)練。”

　　高云峰其實(shí)不滿意于今朝的教養(yǎng)效果：“對(duì)我來(lái)講，最難的依然是若何充分變更每一個(gè)學(xué)生的踴躍性，充足發(fā)掘每小我的潛力。”他始終把這門(mén)課設(shè)定在“未完成”的成長(zhǎng)狀況———每學(xué)期的課堂實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，要依據(jù)學(xué)生的學(xué)情不斷變更；實(shí)驗(yàn)的難易水平，也須要根據(jù)每次義務(wù)學(xué)生的實(shí)現(xiàn)度停止評(píng)價(jià)調(diào)劑；這學(xué)期，高云峰還把60人的課堂范圍精減為30人，以利于更深入的領(lǐng)導(dǎo)。

　　站在培育翻新人材與學(xué)生實(shí)際才能的高度，“趣味”課堂中這場(chǎng)教育的“實(shí)驗(yàn)”還將一直深刻前行。

起源：新清華 2014-5-16