自制教具做實驗讓物理課堂綻放精彩

陳孝姜

摘 要：物理學是一門以實驗為基礎的科學，其理論的確立也是通過實驗予以驗證與完善，實驗教學在中學物理教學中占著不可替代地位，也是課堂教學的基礎。本文介紹在農村中學的物理教學中，改進實驗教具，自制實驗教具，活用自制教具的經驗。

關鍵詞：課堂教學；實驗教學；自制教具

引言：我校屬于農村中學，為了解決以上存在的問題，近年來我發動老師和同學們在課余時間自制教具，日積月累，逐漸增加了一系列獨立屬于學校的自制實驗器材，既可解決我校某些器材不足的問題，又有利于培養學生的動手動腦習慣和實驗技能，成為我校物理教學的一大亮點。以下是本人在自制教具過程中的一點體會，意在拋磚引玉，與同行們切磋。

1 由易到難，由簡到繁，逐步培養學生自制簡單的教具

蘇霍姆林斯基說過：“在人的心里深處，都有一種需要，那就是希望自己是一個發現者、研究者、探索者，而在兒童世界里這種需要特別強烈”。一般來說，初中階段主要是“做中學”，八年級學生初次接觸物理實驗，面對實驗儀器有的還不知所措，但實驗積極性較高對實驗的效果比預期的可能會更驚險刺激！例如《光的反射》實驗是初中物理一個很小很簡單的實驗，從教17年來，往年都是我做演示實驗，學生觀察，總結反射規律記下筆記就可以了，今年進入課改年段后，我改變成以組為單位，讓組員們分工帶鏡子、紙板（紙板上要畫好光的路線）、鐳射筆等，再合作觀察光的反射規律，這樣既可以增強同學們動手動腦、發現問題的機會，又可以享受實驗過程！當他們努力調整紙片的垂直度，費了九牛二虎之力才看到光從鏡子反射出來，在紙板上留下紅色路徑時，一個個竟然像發現了真理一樣大喊“看到了！看到了！光反射出來了，我們組成功啦！” ，興奮得難以名狀，激動地和其他組的組員們分享他們的經驗。這個情景深深震驚了我：在我眼中這只是一個極普通極容易做的實驗，但對同學們來說用自己做的器材，通過小組合作努力探究得到的，情感體驗是多么大不相同??！從此以后，我秉承一個原則，就是讓學生多動手做實驗。實驗難度大的，改作演示實驗，并且更加“不遺余力”地讓同學們自己帶（做）大大小小的儀器來課堂，哪怕是為了能說明壓強這個知識點的一個小小的購物袋提手！

2 注重物理創新性實驗設計，改進實驗教具

自制教具，不追求結構的復雜，不需要高深的專業知識，只需要新穎的創意、教學經驗和體會，是實驗創新的一個方面的應用。引導學生利用身邊的器材自制教具，既可以拉近物理與生活的距離，讓學生深切感受到科學的真實性，消除科學的神秘感，又為培養學生的創新意識和創新能力提供了很好的條件和場所。近年來，我校物理老師在教學中注重引導學生根據教學內容和學生的興趣積極開展小發明和小制作活動，激發學生發明創造的積極性和主動性，使學生能積極從生活中挖掘素材、激發靈感，大膽創新。例如：在講解《壓力與壓強》時，按照課本的圖片圖1作演示實驗時，往往由于小桌子的腳很細而看不清凹陷處。當把桌子倒過來圖1丙放在海綿上時，由于壓強太小海綿根本凹陷不下去，只能靠同學們想象，影響了同學們對壓強這個概念的理解，我和同學們討論后，一起制作了圖2“壓強演示儀”，把一個氣球放在乙圖的多個鐵釘上，再壓上一個重鐵圓柱體，氣球安然無恙；當把氣球放在甲鐵釘上，再壓上同一個重鐵圓柱體時，只聽“嘭”的一聲巨響，氣球破了；同學們在被驚嚇之余，很容易理解：為什么相同壓力，受力面積越小，壓力的作用效果越明顯？即壓強越大這個知識點了。但當在圖乙中的氣球上繼續加重物時，氣球也會在期待和緊張的氣氛中破裂，看來受力面積相同時，壓力越大，壓力的作用效果越明顯；這比圖1的實驗效果要好幾十倍，自制教具的效果明顯性被體現得淋漓盡致！

3 自制教具使學生角色變換，挖掘教材內容的探究性

學生親自用自己或同學做的教具做實驗，比由教師演示、學生觀察留下的印象要更深刻的多！學生由觀察者變成實驗者、操作者，其態度之積極、心情之激動、思考問題之主動都是顯而易見的，學生不僅鞏固了課本中的理論知識，逐漸學會了觀察、分析、歸納、總結以及反思，同時實驗的技巧與技能也得到提高。一個很簡單的實驗，學生既要動腦，又要動手，不但開闊了學生的視野，還激發了學生的創新意識，鍛煉了學生的動手能力。每年的“紅五月”是我校的科技文化藝術節，我往往抓住這個機會，指導學生制作孔明燈和電動機或望遠鏡，它們涉及的力學、電學、光學方面的知識是物理學的三大支柱，對深刻理解知識在實際生活中的應用有著不可忽視的作用！圖3是同學們做的孔明燈，一年一度放飛孔明燈是同學們最期盼的節目。以前我在紫華中學時，對浮力這部分知識的教學感到最棘手，當時我還沒有自制教具想法和行動，調動到晉江二中以后，借助科技文化藝術節，我開始嘗試和指導學生自制科技小發明，自然過渡到制作自制教具，以幫助學生理解：決定物體浮沉的因素是由物體的密度與被排開的液體密度的大小決定的，由實驗還可以讓學生理解許多關于液體浮力的知識。圖4是學生制作的望遠鏡，我鼓勵學生，說不定未來的天文學家就產生于小小的制作望遠鏡的過程呢！

四、自制教具要選擇節能、環保的材料，且確保操作安全

自制教具有的側重于設計、有的側重于操作、有的側重于對物理知識的理解和應用，是對課堂教學的延伸和補充，是做好物理實驗教學不可忽視的重要組成部分。教師在這個過程中多激勵、幫助、啟發，學生經過自己動手制作、實驗，既有利于鞏固知識，提高能力、激發學生的興趣，又有利于進一步挖掘學生的創造潛力、培養學生的分析問題和解決問題的能力、有利于培養學生的科學創新能力，讓學生體驗“做中學”和“玩中學”的樂趣，也讓學生有更多的發現新問題的機會，同時還有利于培養學生合作交流的意識 [1 ]。如在做平面鏡成像實驗時，我注意到分組實驗中24組同學同時點燃蠟燭20多分鐘，嚴重污染了教室的空氣！那么有沒有更好的實驗器材代替蠟燭呢？一個同學突然想到家里弟弟的玩具彩虹塔，鮮艷的色彩、大小不同的結構既可以給同學們帶來視覺沖擊，愉悅做實驗的心情，又可以很快找到像，并且比較出像與物的大小關系，一舉兩得（圖5），最重要的是學生在本節課還感受到了快樂，快樂地學習比獲得知識更重要！打靶時（圖6）“三點一線”是利用光沿直線傳播的知識，但由于初二學生都沒有經過軍訓，對槍械中的準星根本沒概念，因此我制作了如下的自制教具：為什么通過左邊的孔只能看到右邊的靶心而看不到左邊的靶心呢？因為光不能拐彎（即曲線傳播），同學們很快就理解了光沿直線傳播這個知識點在現實生活中的應用了，所用的紙片也是廢物利用，成本又低，提倡“壇壇罐罐制教具，拼拼湊湊做實驗”的理念是吻合的。

5 自制教具可以模擬不可觸摸的實驗情景，增強實驗的可視性

flash動畫課件可以將圖像、音樂、聲效融合在一起，畫質清晰，圖文并茂，并且嵌入交互式功能，具有形象性、趣味性、新穎性、直觀性、豐富性等特點，能夠有效配合課堂教學，渲染課堂教學氛圍，促進教學情境的發展，使課堂容量大大增大，達到課堂“增值”的目的。特別是可以模擬不可觸摸的危險的電學方面的實驗，因與實際操作是有一定的距離更應自行制造教具增強可視性。如《家庭電路》是初中物理非常重要的章節，用flash課件演示實驗過程始終只有一種紙上談兵的感覺。而現實生活中的家庭電路又往往電路線被埋在墻里而看不見來龍去脈，若讓學生近距離觀察保險絲、電能表還會伴隨危險性，從而影響對這部分知識的理解，因此，自制教具“家庭電路”（圖7）起到了橋梁的作用。介于flash動畫與實際電路效果之間，由于教具中接入了降壓器，電燈使用額定電壓只有20V的戶外電燈，所以危險性大大降低，且可以近距離觀察電能表的表盤轉動，只要按一下開關，燈就亮了，同學們從實際操作中體會到無窮的樂趣！圖8是模擬并列行駛的船會由于內側水流速度變大壓強變小而造成輪船相撞事故，使同學們深刻理解流體壓強與流速的關系！

當然，我們使用自制教具要特別強調“活用”，要突破課堂、教材的限制，盡一切可能開展實驗創新活動，從“教實驗”轉變為“用實驗教”，充分發揮自制教具的教育功能，讓課堂綻放精彩。

參考文獻：

[1]包亮.中學物理教具設計與制作[J]，新課程學習（社會綜合），2009（8）：2.