自制教具在物理教學中的應用研究

[摘 要]物理以實驗為基礎，實驗對培養學生觀察分析能力、學習興趣以及科學探究精神有著不可替代的重要意義。全國實行物理新課程改革， 落實新課改需要豐富的課程資源來保障，以實驗為基礎的物理教學更是離不開大量實用的實驗資源的支持。利用身邊的生活物品，開發和設計“低成本”的物理實驗，可以使學生對實驗有親切感，也可以幫助學生更容易理解和掌握所學知識的難點和重點，同時這樣的物理課堂更能夠引起學生的注意，激發學生學習物理的興趣，體驗生活物理的樂趣，對教學起到很好的輔助作用。

[關鍵詞]物理實驗 自制教具 激發興趣 探究教學

[中圖分類號] G642.423 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2013）23-0114-02

一、引言

物理實驗是人類認識世界的一項重要活動，是進行科學研究的基礎。物理實驗及其教學是物理課程和教學的一個重要組成部分。因此，教師在重視課堂演示實驗的同時還應充分利用身邊的生活物品自制教具來演示各種物理實驗， 這樣可以拉近物理與生活的距離，讓學生深切體會到科學的真實性，感受到科學與社會、科學與日常生活的密切聯系。可見，自制教具進行物理實驗對學生的學習是有很大幫助的。

二、以自制教具棉花糖機實驗為例——離心現象

棉花糖是我們所熟悉的一種軟性糖果，它可以做成白白的一大串一也可以做成紅、黃、藍、橙等多種色彩的，不僅健康而且環保。你知道棉花糖是怎么做出來的嗎？它的原理是什么？這些疑問的解決需要用到我們高一物理離心運動現象的相關知識，本章的重點是物體做離心運動所滿足的條件，難點是對離心運動的理解及其應用。為了讓學生從操作中理解離心運動，加深印象，我們可以通過自制教具——棉花糖機的實驗為例設計一堂動手操作教學課。在制作過程中，讓學生思考如何讓棉花糖機運轉得更平穩，如何讓棉花糖機出絲更細，而且讓糖不被燒焦。

（一）實驗目的

（1）體會離心現象的奧秘和應用；

（2）掌握物體做離心運動的條件；

（3）探索影響糖絲顏色、粗細、均勻等因素；

（4）了解棉花糖機中各個部件連接的方法以及基本電路的連接。

（二）實驗材料

直流小電機一個，帶開關的5號電池盒，不銹鋼杯一個，酒精燈一個或者蠟燭一打；打火機一個；干凈塑料桶一個；白砂糖一袋；竹簽若干；5號電池若干；導線若干。

■

（三）實驗步驟

（1）把酒精燈或蠟燭固定在水桶底部中央；

（2）把適量白砂糖放在機器中間的易拉罐里；

（3）點燃酒精燈或蠟燭加熱幾分鐘（用蠟燭加熱時間會久些），等待白砂糖熔化；

（4）白砂糖熔化后，打開電源開關，使不銹鋼杯轉動起來，糖絲就從不銹鋼杯上的小孔中出來；

（5）用竹簽在水桶內壁纏繞，不一會兒一個大大的棉花糖就出來啦。

（四）實驗原理

在內桶里面加入白砂糖，加熱使白砂糖熔化成糖汁，內筒高速運轉，黏稠的糖汁做離心運動從內筒壁上的小孔飛散出去被拉成絲狀，到達溫度較低的外筒凝結成固體，轉成纖細雪白就像一團團棉花（同樣方法添加點顏色就可以做成彩色）。

（五）實驗注意事項

（1）實驗后注意清洗棉花糖機，以免不銹鋼杯的小孔被糖粘住；

（2）加熱的溫度不能太低，溫度低了棉花糖抽不成絲；

（3）馬達的轉速不能太低，太低了糖汁甩不出來；

（4）不要碰灑酒精燈，以免發生火災。

（六）探究問題

（1）棉花糖是從哪里出來的？

（2）為什么要給不銹鋼杯加熱？

（3）為什么不銹鋼杯一直不停地轉動？

（4）內筒轉速與生產效率的關系如何？

（5）轉筒半徑的大小與生產效率的關系如何？

學生通過觀察、操作來討論研究，提高分析應用能力的同時，也很好地分析和掌握了離心運動產生的原因以及物體做離心運動所滿足的條件。

三、自制教具在物理課堂教學中的作用

（一）自制教具可以充分調動學生的學習熱情

只要將學生的興趣充分激發起來，學生就會非常積極地參與到物理學習中去，而物理課堂也會變得更為開放，教學氣氛也會非常活躍，從而取得良好的教學效果。自制教具所選用的材料大部分都是常見的，生活中大部分廢舊材料都可以用來自制教具，這些材料學生也很容易獲取，學生比較容易接受和感興趣。

實踐證明，自制教具進行物理實驗的過程中表現出的新奇物理現象，都可以引發學生濃厚的興趣，從而激發學生的好奇心。實驗只要獲得成功，并且有一定的創新，就能保持學生穩定的趣味性，學生則會繼續研究，最后喜歡上物理這門學科。

（二）自制教具可以培養學生創造精神和科技意識

隨著知識經濟的飛速發展，創新精神和素質教育在促進國民經濟發展和增強國際競爭力中的重要作用日益凸顯。對于技能教育而言，師生的創新精神和創新能力既是教育教學質量的成果，又是教育教學質量的重要保證，因而自制教具完全可以在其中扮演重要的角色。開展自制教具的核心是創新，自制教具的發展也是創新。發動師生自行設計、自行組裝，開展探究性學習，形成一種開放的探究氛圍，可以培養師生實事求是的科學態度、一絲不茍的工作精神、不怕困難與挫折的意志。

自制教具的設計是應用科技知識與教學經驗進行創造性的活動。任何一件教具的設計者都是經過一番思考，然后出現創意、構思和設計的。只要不是單純模仿，必然會有所創新。這種創新的實踐過程包含制作者的創造精神。由于教具的創作和使用過程必然涉及科學知識與生產技術，在創造性思維物化的過程中，對人的科技意識會起到強化作用。教具的制作不見得都是大手筆，它有時可能很小，很微不足道，但只要能起到好的輔助作用就行。

（三）自制教具可以彌補現有儀器設備的不足

通常學校都會準備好一些必需的儀器設施，然而與實際需求相比，仍然存在許多不足。比如，一些設備不僅數量過少，同時品種也不齊全，無法滿足物理實踐教學的需求。所以，這就需要教師與學生與時俱進，有所發明、有所發現、有所創新，采用自制教具的方式來彌補當前設施儀器的不足。最近幾年來，通過教師制作的電動機原理演示器、機械能守恒定律演示器以及十字路口紅綠燈自動控制裝置演示器等一些自制教具已經在物理課堂中投入使用，并取得了良好的效果。

四、結語

自制教具在課堂教學中發揮了極大作用，其涉及的多方面知識是當代學生極其需要的。正如諾貝爾物理學獎獲得者楊振寧教授說：“自制的儀器永遠比買來的好。”我們用瓶瓶罐罐當儀器，拼拼湊湊做實驗，這樣的儀器，這樣的實驗，學生對它極其感興趣，這在很大程度上激發了學生的好奇心，也激起了學生的學習熱情。不管是教師還是學生，自制教具永遠是一個永恒的教學話題，是富有生命力的，自制教具從設想開始到動手設計、 制作、試用，最后定型，都要經過深入思考和反復論證。 發現問題、解決問題到創造設計出新教具，師生能力和思維都得到極大的發展， 從中可體驗到創造的無窮樂趣。

總之，自制教具可以激發學生的學習熱情，使課堂活起來，能有效培養學生學習的主動性，培養學生的科技意識和創造精神，培養學生的科學態度和勤儉意識，培養學生尊重科學技術的素養和積極上進的學習態度，有利于提高教師的整體素質，使學生的能力多方面、多層次得到培養，體現了新課改下物理教學的特點和要求。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 潘學軍.物理實驗方法與演示教具制作[M].北京：科學技術出版社，2012.10.

[2] 婁進，劉敏.開發奇妙的物理實驗資源[M].北京：北京師范大學出版社，2005.6.

[3] 何風國，王愛生.挖掘生活資源改進物理實驗和教具制作[J].物理教師，2007（11）：28.

[4] 王久海，石春勝.堅持自制教具促進物理教學改革[J].學科教育，2000（3）.

[5] 張立娜.自制教具在高中物理教學中的作用[J].實驗教學，2012（10）.

[6] 劉既明.課改下自制教具在物理有效教學中的獨特功能[J].物理教學探討，2012（7）.

[責任編輯：黃春香]