【正文】  摘 要：“创客”是指把具备相当的技术挑战的创意转变为现实的人，本文阐述了如何把物理教学和创客教育深度融合、相互促进，并列举具体案例。本文还介绍了创客社团的宣传和开展活动。
　　关键词：创客教育；物理教学；融合；社团
　　一、关于创客
　　“创客”一词来源于英文单词“Maker”，是指把具备相当的技术挑战的创意转变为现实的人，应具备一定的知识基础和创新、实践、共享、交流的能力与意识。
　　2015年3月，李克强总理在《政府工作报告》提出“大众创业，万众创新”的号召。2016年6月，教育部印发《教育信息化“十三五”规划》，提出有条件的地区要积极探索创客教育等新的教育模式应用，着力提升学生的信息素养、创新意识和创新能力。
　　1 创客素养和创客教育：
　　（1）创客素养：创造性的运用各种技术和非技术手段，通过团队协作发现问题，寻找解决方案，并通过不断的实验形成创造性的制品的能力。
　　（2）创客教育：是一种以培养学习者，特别是青少年学习者的创客素养为导向的教育模式。它包含正式学习，也包含贯穿学习者一生的非正式学习。
　　2 创客教育开展存在的问题：
　　（1）虽然媒体和学校火热的宣传，学生感到新奇炫酷，但没有与现有科目有机融合，导致多数学生认为创客太高端，自己跳起来也摸不到。导致学生失去进一步了解和深入学习乃至动手实践的兴趣。
　　（2）进入创客教育的活动中，往往急功近利。不遵循教育规律，急切让学生学习开源硬件、3D打印、机器人等。导致学生快速学会了拼装硬件、写入程序控制，能做出一些作品，但是以后的作品还基本原地踏步。根本原因在物理和数学等基础知识的欠缺、不同学科的知识缺乏融合。
　　二、物理教学与创客教育的高度有效融合
　　1 物理知识是创客的基础
　　物理课里面的力学知识是创客制品的机械运动和动力传输基础知识，物理的电子电路知识则是设计创客制品的大脑和神经，物理的传感器知识是创客制品的感觉器官。
　　2 从物理课引入创客教育，以创客教育提升学生学习物理的兴趣
　　（1）运用创客思想设计新的物理实验，引领学生走进创客
　　物理学是一门以观察、实验为基础的自然科学，在物理教学中有大量的实验。这些物理实验如果用创客的思路重新设计会给学生惊艳的效果，让学生感受到创客和物理的魅力，增加学习的兴趣。
　　在高中物理新人教版选择性必修二第五章《传感器》这一章的实验课中，可以运用开源硬件Arduino入门套件+图形编程软件Mixly实现。一套开源硬件Arduino入门套件的价格在100元左右，既可以做演示实验，在条件较好的学校可以开展分组实验。
　　硬件和电路如图1：
　　□1Arduino UNO主板
　　□2温度湿度传感器DHT11
　　□3超声波传感器 HC-SR04
　　□4扬声器
　　□5发光二极管














图1 Arduino传感器实验电路图

　　软件：Mixly。Mixly是北师大教育学部创客教育实验室开发的Arduino图形化编程软件，是开源硬件Arduino最好的入门编程软件之一。









图2  Arduino传感器实验1的Mixly编程模块
　　实验1：超声波传感器 HC-SR04读取距离，温度湿度传感器DHT11读取温度和湿度。
　　在Mixly软件输入如图中所示的图形程序，点击下方的“上传”按钮，程序上传成功到电脑后，点击右下角的“串口监视器”按钮，就能在“串口监视器”显示当前的温度（wendu）、湿度（shidu）、超声波传感器到前面障碍物的距离（juli），以上物理量每3000毫秒刷新一次。










　　实验2：控制发光二极管和扬声器。
　　程序如图3，控制发光二极管亮一秒，暗一秒；扬声器响一秒，停一秒。
　　引导学生思考：如何改变发光和发声的频率？
　　图3实验2的Mixly编程模块
　　实验3：利用上述设备运用条件判断语句设计超声波倒车雷达和高温报警器。


　　                                    →  图象化条件判断语句

　　拓展实验：（a）Arduino+人体感应传感器+发光二极管→感应灯；（b）Arduino+超声波传感器+扬声器→音乐计算存钱罐（c）Arduino+超声波传感器+舵机→感应招财猫.
　　（2）引导创客学生设计新的实验方案和制作新的实验仪器
　　传统的物理实验方式大多由教师上课时统一详细讲解，学生则按教师的要求或者按照固定实验步骤，按部就班的完成实验操作。这使得学生不用思考实验的设计思路和方案的拟定，只是被动地接受教育，不利于学生创新精神和实践能力的培养。因此，提供充必要的指导和良好的实践环境必然成为物理实验教学改革的重要内容。
　　打点计时器精确地每间隔0.02秒在纸带上打一个点，是高中力学实验里最常见也最重要的实验仪器，通过测量纸带的间距，可以计算瞬时速度和加速度。但是，纸带的逐差法计算加速度的运算量很大，很多同学在一节实验课下课前都没能计算出一条纸带的加速度，更不要说多组数据取平均值了。于是，我在课堂上提出能否用创客的思想设计快捷准确测量物体速度和加速度的实验方案。
　　学生反应很热烈，很快就有学生团队运用开源硬件+超声波传感器制作出测量超声波测距装置，能快速的在电脑显示物体到超声波传感器的距离，效果比较好。美中不足的是超声波传感器的测量精度不高，只有厘米级的精确度。我热情的表扬了学生团队并提出更高的要求：提高测量精度到毫米级。
　　该学生团队以高涨的热情查资料、设计新方案、调试测量，制定了开源硬件+激光测距传感器的测距实验装置，可以每间隔0.02秒测量物体与传感器的距离，精度到达毫米级，从而能快捷准确地测量物体瞬时速度和加速度。








图4超声波传感器










图5 激光测距传感器














图6 EXCEL处理数据绘图

　　经过物理课里面的创客活动，学生既体验了创新、创造的快乐，也深刻领悟到物理知识的实用性，增加了学习物理的兴趣，对学生的未来成长很有好处。
　　总结
　　在物理教学中，教师角色更多的是教学设计者、知识讲授者。在创客教育中，教师则扮演活动组织者、学习引导者和支持者，引导学生完成某个具体的项目，不需要针对考试预设太多具体的问题和讲授固定的知识体系。
　　通过物理教学，给创客、创新更好的基础，通过创客，用物理知识制作崭新的作品。两者高度融合，相互促进！