新課改理念下自主研發(fā)教具拓展物理實(shí)驗(yàn)資源的探索實(shí)踐

文 付金喜

教具是重要的教育資源，《中國(guó)大百科全書(shū)》對(duì)教具的定義是：“教學(xué)中為學(xué)生提供感知材料的實(shí)物、模型、圖表等，是使學(xué)生能直觀形象地理解教學(xué)內(nèi)容所使用的各類(lèi)教學(xué)用具。”清華大學(xué)老校長(zhǎng)蔣南翔就曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：“教材、教師、教具是教育的三大基石。”對(duì)于物理學(xué)科而言，實(shí)驗(yàn)儀器是最重要的課程資源，自制教具又是開(kāi)發(fā)物理實(shí)驗(yàn)資源的重要途徑和抓手，它是教師立足于本校學(xué)生的基礎(chǔ)，借助常見(jiàn)的生活用品和廢棄物重新加工制作成的突破教學(xué)重難點(diǎn)的彌足珍貴的實(shí)驗(yàn)資源。

一、兩件自制教具作品簡(jiǎn)述

1.電流做功演示器

(1)簡(jiǎn)介

該教具是將相關(guān)器材固定在木板上，規(guī)范整齊，成為一件整體的物理教具(如圖1所示)。通電后電流表、電壓表示數(shù)明顯，鉤碼被緩緩升起，之后改變滑動(dòng)變阻器阻值，電壓表、電流表示數(shù)和鉤碼升起速度都發(fā)生明顯變化(如圖2和圖3所示)，以此說(shuō)明電流可以做功、電能可以轉(zhuǎn)化為機(jī)械能和電功與電壓、電流、通電時(shí)間成正比的物理規(guī)律。

圖1

圖2

圖3

(2)主要用途

該自制教具在八年級(jí)第二學(xué)期物理第八章《電功率》第一節(jié)《電功》中做教學(xué)使用。

(3)科學(xué)原理

①電流可以做功；②電能可以轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；③電流所做的功和電流、電壓以及通電時(shí)間成正比；④電功公式W=UIt。

(4)使用的主要器材

小玩具電機(jī)、木棍、滑輪、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)、鉤碼木板(50 cm×36 cm)、導(dǎo)線(xiàn)。

(5)制作過(guò)程

將以上器材固定在方木板上，用導(dǎo)線(xiàn)按照實(shí)驗(yàn)演示操作的電路圖連接好，繩子端系上鉤碼。

(6)演示操作步驟

①將以上器材固定在木板上，按照順序排好，電流表測(cè)量電路中的電流，滑動(dòng)變阻器起到調(diào)節(jié)作用，改變電壓和電流，連好電路。②給小電機(jī)通電，轉(zhuǎn)起并將鉤碼提起，說(shuō)明電流可以做功，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。③演示中，鉤碼被提起得越高，表示電流做的功越多。保持相同的通電時(shí)間，用變阻器改變電壓和電流，電壓和電流越大，那么鉤碼被提起得越高，表示電流做的功越多。④通過(guò)以上操作演示得出結(jié)論：電流可以做功，電能可以轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。

電流所做的功和電流、電壓以及通電時(shí)間成正比，進(jìn)而總結(jié)出電功公式W＝UIt。

(7)創(chuàng)新點(diǎn)和改進(jìn)點(diǎn)

這件教具是將器材整齊規(guī)范地固定在一塊方木板上，成為一個(gè)整體的儀器，簡(jiǎn)潔美觀，操作方便，收到了良好的教學(xué)效果。

2.家庭電路常用元件示教板

(1)簡(jiǎn)介

該自制教具在八年級(jí)第二學(xué)期講授家庭電路各種元器件時(shí)，作為方便、直觀、簡(jiǎn)潔的示教板(如圖4所示)，用于向?qū)W生介紹各種家庭電路常用器件。

(2)制作背景

在人教社舊版的初中物理教材第十章《生活用電》第一節(jié)《家庭電路》中介紹了各種常用的家庭電路元件，在新課改教材第八章《電功率》第六節(jié)《生活用電常識(shí)》中也介紹了各種常用家庭電路元件。為方便教學(xué)，搜集身邊的各種元器件，將其固定在木板上，貼上名稱(chēng)，作為演示教具使用。

圖4

(3)使用的器材

木板1塊(60 cm×45 cm)、保險(xiǎn)(380 V 5 A)、保險(xiǎn)(380 V 10 A)、螺絲扣燈座2個(gè)、卡口燈座1個(gè)、三孔插座及三孔插頭1個(gè)、拉線(xiàn)開(kāi)關(guān)1個(gè)、按鈕開(kāi)關(guān)1個(gè)、空氣開(kāi)關(guān)1個(gè)。

(4)用途

作為八年級(jí)第二學(xué)期家庭電路各種常用元器件介紹的演示教具使用。

(5)應(yīng)用的科學(xué)方法

通過(guò)固定各種元器件進(jìn)行直觀展示的方法。

(6)操作步驟

教師通過(guò)演示法，將其作為示教板逐一介紹該教具上的各種元件。

(7)創(chuàng)新點(diǎn)和改進(jìn)點(diǎn)

將各種常用元件固定在木板上，貼好名稱(chēng)，作為一個(gè)整體教具，取用方便，方便識(shí)別，演示直觀形象，取得了較好的教學(xué)效果。

二、兩件自制教具作品的視頻截圖

1.奧斯特演示器演示操作視頻

圖5 講解教具所用器材

圖6 通電后小磁針偏轉(zhuǎn)

2.聲控、光控開(kāi)關(guān)演示器演示操作視頻

圖7 光控開(kāi)關(guān)工作，燈泡亮

圖8 聲控開(kāi)關(guān)工作，燈泡亮

三、開(kāi)展自制教具活動(dòng)給物理教學(xué)帶來(lái)的變化

1.激發(fā)了學(xué)生們學(xué)習(xí)物理的濃厚興趣

趣味性是吸引學(xué)生注意力的極好手段，它對(duì)增強(qiáng)學(xué)生的好奇心，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，都起著重要的推動(dòng)作用。自制教具正好在這方面有著巨大的優(yōu)勢(shì)，它不像正規(guī)教具那樣“正規(guī)”，它是教師和學(xué)生們自己的創(chuàng)意作品，是自己的勞動(dòng)果實(shí)。當(dāng)課堂上師生們利用它來(lái)完成教學(xué)或是課后對(duì)它“品頭論足”時(shí)，激發(fā)了學(xué)生們對(duì)物理的濃厚興趣，有時(shí)一件成功的物理教具的演示，會(huì)給學(xué)生留下終生難忘的記憶。

2.加深對(duì)教材內(nèi)容的理解，易于突破重難點(diǎn)

物理教材中概念、規(guī)律繁多，而且比較抽象，學(xué)生一時(shí)難以理解，就容易產(chǎn)生厭學(xué)心理，這就需要教師用多種教學(xué)方法組織教學(xué)，其中就包括由教師和學(xué)生動(dòng)手制作一些簡(jiǎn)單的教具和學(xué)具，直觀、明顯地顯示物理規(guī)律，達(dá)到強(qiáng)化重點(diǎn)、突破難點(diǎn)的目的。

3.讓學(xué)生感受到物理學(xué)與生活的密切聯(lián)系

朱正元教授提出的“瓶瓶罐罐當(dāng)儀器，拼拼湊湊做實(shí)驗(yàn)”的名言一直是我們積極進(jìn)行自制教具活動(dòng)遵循的理念。就地取材，隨時(shí)實(shí)驗(yàn)，可以使學(xué)生感到物理學(xué)就在自己身邊，研究物理學(xué)并不神秘，從而減少對(duì)物理學(xué)習(xí)的恐懼心理，增強(qiáng)學(xué)好物理的信心。讓學(xué)生們認(rèn)識(shí)到生活和物理的緊密聯(lián)系，生活和科技的進(jìn)步離不開(kāi)物理知識(shí)的支撐，實(shí)踐了“從生活走向物理，從物理走向社會(huì)”的教育理念。

4.制作過(guò)程有利于學(xué)生自主掌握知識(shí)，增強(qiáng)學(xué)習(xí)更多物理知識(shí)的信心

學(xué)生在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行自制教具時(shí)，肯定會(huì)用到一些沒(méi)有學(xué)到的物理知識(shí)，需要詢(xún)問(wèn)教師或查閱資料，這本身就是一個(gè)自主探索學(xué)習(xí)的過(guò)程，是一個(gè)研究性學(xué)習(xí)的過(guò)程。盡管這些知識(shí)暫時(shí)還沒(méi)有學(xué)到，但通過(guò)在自制教具中的前期了解和學(xué)習(xí)，會(huì)對(duì)學(xué)生的自學(xué)能力和今后的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。這種學(xué)習(xí)過(guò)程和動(dòng)手實(shí)踐的過(guò)程對(duì)學(xué)生一生的發(fā)展都有益處。

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