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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  來源:http://m.sustainablelifeonearth.com/  閱讀:

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“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“鋼針穿玻璃”的對決:60名來自不同專業(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)知識計(jì)劃制作一個東西,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,高云峰請來一名持久習(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:“你們雖然沒有練過武功,但是只有充分運(yùn)用現(xiàn)有的知識和能力,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)過努力,有兩組同學(xué)實(shí)現(xiàn)了這個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)由過程實(shí)踐研討和錘煉控制自立剖析問題、解決問題的能力。”高云峰說。

  用有趣的任務(wù)化解道理的干燥,用著手處理成績?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)期開始面向全校本科生開設(shè)“趣味力學(xué)實(shí)驗(yàn)”選修課。這門課程厥后改名為 “趣味力學(xué)試驗(yàn)及制作”,并在2012年景為全校首批4門挑戰(zhàn)性學(xué)習(xí)樹模課程之一。

  與很多慣例課程分歧,這門課沒有合座的知識點(diǎn),不通俗的理論,也沒有有板有眼的實(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,完成一個較年夜且較有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。

  “這些實(shí)驗(yàn)本身是風(fēng)趣味的。實(shí)踐知識自身略顯單調(diào),然而假如我們能在玩具、游戲、競賽等情勢中融入知識和挑釁,讓學(xué)生在人不知鬼不覺中迎難而上,完成常識的進(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。”高云峰如許說明課程稱號的由來。

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,但是除在測驗(yàn)頂用到這一公式外,基礎(chǔ)不會在其余場所用到它,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,一會兒就“活”了起來。

  2013年選修該課程的錢學(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!”

有趣的不僅是休會更是產(chǎn)出

  作為中國力學(xué)學(xué)會科普任務(wù)委員會秘書長、青少年科普教育專家和神舟十號“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。

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

  這固然不單單是學(xué)生的問題。這些學(xué)生有著同齡人中最優(yōu)良的大腦,和絕對踏實(shí)的知識貯備,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度把持使他們在終極完成任務(wù)時(shí)取得非統(tǒng)一般的成績感;課時(shí)限度和小組競爭的形式促使他們充分調(diào)動起自己直面挑戰(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,都為他們不斷開展畢生學(xué)習(xí)的能力打下了精良基本。

  2013級錢學(xué)森力學(xué)班學(xué)生何長耕固然才大二,卻已經(jīng)是國際空中機(jī)器人大賽冠軍團(tuán)隊(duì)成員。對自己動手處理實(shí)踐問題的主要性,他在這門課上有了深切的領(lǐng)會。從中學(xué)時(shí)代的“墨客”走進(jìn)大學(xué)課堂,他面對的挑戰(zhàn)性任務(wù)是要構(gòu)造小組同學(xué)制作電動爬升器,一開始“幾乎不曉得從何動手”。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———“每種設(shè)計(jì)都會遇到良多問題”給了他們修改過錯、持續(xù)前行的勇氣。最后,在組員的共同努力下,電動爬升器終究從他們手中誕生了!

  最后的高興匆匆積淀,何長耕深有體會地說:“這個過程為我們未來面臨工程問題供給了很多教訓(xùn)聰明的積聚。在高教員的課堂上,我們真正開始學(xué)習(xí)如何分化問題、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,這門課程的“趣味”絕對不但僅來自于實(shí)驗(yàn)標(biāo)題的機(jī)動新鮮,更在于學(xué)生利用現(xiàn)有知識奇妙攻堅(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,師生都無奈預(yù)設(shè),卻常常有不測欣喜。

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,“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)淼臉蛄。每次開放選課時(shí),這門課期期爆滿,堪稱“一課難求”。

木材與無機(jī)玻璃制“馬踏飛燕”不倒翁。

  杰出的教學(xué)效果,離不開授課老師的全情投入和經(jīng)心設(shè)計(jì)。每次課上,高云峰會起首講解相干知識點(diǎn),而后拿出許多相關(guān)什物,啟示學(xué)生運(yùn)用之前學(xué)到的知識解釋原理,由此再提出新的問題,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,最后提出新的問題:“如何讓逆行風(fēng)車拐彎?”學(xué)生們帶著這個問題,分組探討制作,幾周以后現(xiàn)場比賽,從拐彎速率、拐彎半徑等方面一決高低。全部教學(xué)過程環(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”,熱忱勉勵學(xué)生在課堂上自力自在地創(chuàng)造。“一開端我城市讓學(xué)生自己來做,只要當(dāng)他們碰到繞不開的成績時(shí),我才會給他們少量提醒。”學(xué)生們覺得在他的課堂上能夠“放膽測驗(yàn)考試”、“自由實(shí)現(xiàn)自己的主意”。高云峰還激勵學(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:“對我來講,最難的依然是若何充分變更每一個學(xué)生的踴躍性,充足發(fā)掘每小我的潛力。”他始終把這門課設(shè)定在“未完成”的成長狀況———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”課堂中這場教育的“實(shí)驗(yàn)”還將一直深刻前行。

起源:新清華 2014-5-16


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