自制特色教具 提升教學(xué)效能 ——“畫(huà)龍點(diǎn)睛”的自創(chuàng)物理教具學(xué)具

自制特色教具 提升教學(xué)效能
——“畫(huà)龍點(diǎn)睛”的自創(chuàng)物理教具學(xué)具

李 莉費(fèi)建良

(求真中學(xué)上海200431)

摘 要：物理學(xué)是一門(mén)實(shí)驗(yàn)科學(xué)，在初中物理教學(xué)中，自制教具應(yīng)該是中學(xué)物理教學(xué)的重要組成部分之一，它對(duì)促進(jìn)教師和學(xué)生的創(chuàng)新、情感、態(tài)度、價(jià)值觀的培養(yǎng)起著重要作用.本文借助我校物理實(shí)驗(yàn)室自制的部分教具，通過(guò)教學(xué)中的真實(shí)案例，對(duì)自制教具提升物理課堂教學(xué)效能一一加以闡明.

關(guān)鍵詞：自制教具提升教學(xué)效能

收稿日期：(2015-05-26)

記得一位老教師曾說(shuō)過(guò)，“物理物理，由物及理”.“物”指事物、物體、現(xiàn)象，“理”是道理、原理、規(guī)律，先有“物”才有“理”，先見(jiàn)“物”才明“理”，多么簡(jiǎn)潔又具有哲理的話啊！

物理課上，教師就應(yīng)該先讓學(xué)生見(jiàn)到“物”，而為了展現(xiàn)“物”一般需要準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)教具和學(xué)具.走進(jìn)每所學(xué)校的物理實(shí)驗(yàn)室，我們都能看到琳瑯滿目的實(shí)驗(yàn)教具和學(xué)具，當(dāng)然大多數(shù)都出自實(shí)驗(yàn)器材廠.這些器材幫助教師和學(xué)生還原生活景象，展示物理現(xiàn)象，完成各類(lèi)實(shí)驗(yàn)，理解所學(xué)知識(shí)，起到了非常重要的作用.但在實(shí)際的物理教學(xué)中，我們?cè)絹?lái)越發(fā)現(xiàn)僅僅利用學(xué)校配置的實(shí)驗(yàn)教具和學(xué)具還不能完全突破物理課堂中遇到的教學(xué)難點(diǎn)和重點(diǎn)，為了幫助學(xué)生解開(kāi)心中的疑惑，自創(chuàng)適合的實(shí)驗(yàn)教具和學(xué)具顯得愈發(fā)重要.

1提升效能之一 ——?jiǎng)?chuàng)新 滲透實(shí)驗(yàn)思想和方法教育

教具學(xué)具創(chuàng)新設(shè)計(jì)與制作是利用生活材料、物品和器具等潛在資源開(kāi)展的教學(xué)活動(dòng)，其新穎的設(shè)計(jì)、獨(dú)到的構(gòu)思，將啟發(fā)和激勵(lì)學(xué)生的創(chuàng)新性思維，另外教具、學(xué)具設(shè)計(jì)與改進(jìn)中蘊(yùn)含的 “等量代換”、“放大”、“借用”、“轉(zhuǎn)換”等豐富的創(chuàng)新思路，無(wú)不潛移默化地啟迪著學(xué)生.

自創(chuàng)器材雖然不容易，但是我們通過(guò)努力還是嘗試一二，收到了頗好的效果.

“平面鏡成像實(shí)驗(yàn)”是初中物理光學(xué)中的重要實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)器材有玻璃板和兩支一樣的蠟燭、刻度尺等，根據(jù)物理活動(dòng)卡的步驟，學(xué)生能比較容易地完成實(shí)驗(yàn)，并得到平面鏡成像的規(guī)律.在實(shí)驗(yàn)中，其他的器材比較容易理解，只是為什么需要兩支一樣大小的蠟燭，并且要求在實(shí)驗(yàn)中點(diǎn)燃玻璃板前的蠟燭，將未點(diǎn)燃的一樣的蠟燭放置在玻璃板的后方，通過(guò)移動(dòng)調(diào)節(jié)玻璃板后的蠟燭，使其從前面的不同方向看起來(lái)好像被點(diǎn)燃似的，就能找到平面鏡成的像的位置并能說(shuō)明像與物體等大了.怎樣讓學(xué)生理解像與物等大呢？如何突破和解決“平面鏡成像實(shí)驗(yàn)”這節(jié)課的難點(diǎn)呢？我們的秘密武器只是3個(gè)普通塑料三角形板,如圖1所示.

圖1　實(shí)驗(yàn)用3個(gè)三角形板

讓我們還原一下這堂課的情景.

(外景)“叮鈴鈴”課堂鈴聲響了，學(xué)生魚(yú)貫而入實(shí)驗(yàn)室，此時(shí)實(shí)驗(yàn)桌上有一面大鏡子在迎接他們，大家看到自己的笑臉格外興奮，竊竊私語(yǔ)著.

師：在大家進(jìn)入課堂時(shí)，都看到了鏡子中的自己和同學(xué)，鏡子里面真的有你和同學(xué)嗎？

生：沒(méi)有.

師：我們所看到的就是今天要和大家一起學(xué)習(xí)的“平面鏡成像”.(在平面鏡前點(diǎn)燃一支大蠟燭，觀察鏡子中蠟燭成的像)對(duì)“平面鏡成像”大家并不陌生，請(qǐng)大家想一想成的像與物體對(duì)比有什么特點(diǎn)？

生：正立的,等大的……

師：正立的大家都能理解，但是你如何向大家解釋你所看到的像和物體是等大的呢？

生：用尺子量鏡子中的像；將鏡子中的像用照相機(jī)拍下來(lái)，再進(jìn)行對(duì)比；將前面的蠟燭拿到后面與像比較(剛移動(dòng)，像也不見(jiàn)了，引來(lái)一片哄笑)……

師：這些方法都不可靠，還有其他方法嗎？出示兩個(gè)一紅一藍(lán)大小不同但相差不大的三角形板，請(qǐng)同學(xué)們仔細(xì)觀察兩個(gè)三角形板是否一樣大小呢？

生：一樣大小(不一樣大小)兩種不同的回答.

師：你怎樣才能確定兩個(gè)三角形板的大小是否一樣呢？

生：將兩個(gè)三角形板重疊，如果完全重疊，則大小一致，否則大小不同.

師：(教師按照學(xué)生所講演示)那如果將兩個(gè)三角形板分別放置在黑板的兩端，不能移動(dòng)，這時(shí)該如何比較兩個(gè)三角形板的大小呢？

生：(討論)再取一個(gè)與紅色(或藍(lán)色)三角板一樣大小的三角板，讓它與另一個(gè)三角板重疊，如果重合，則3個(gè)三角板一樣大，可見(jiàn)原來(lái)的兩個(gè)三角板一樣大小；如果不重合，則原來(lái)的兩個(gè)三角板大小不一致.

師：現(xiàn)在你能解決剛才的問(wèn)題了嗎？(可見(jiàn)要找一個(gè)第三者來(lái)進(jìn)行比較.)

生：是否可用一支和鏡前蠟燭一樣大小的蠟燭，放在鏡后與鏡前的像進(jìn)行比較.

師：(演示,取出一支同樣大小的蠟燭，可放在鏡子后面什么也看不到，無(wú)法比較了.這可怎么辦呢？)遇到了新的問(wèn)題，怎樣既能在實(shí)驗(yàn)中成像，又能看得到后面的蠟燭并進(jìn)行比較呢？

生：(思考)

師：請(qǐng)大家轉(zhuǎn)頭觀察實(shí)驗(yàn)室后排的櫥窗玻璃.

生：(在玻璃中既看到自己的笑臉又看到了里面的器材)用玻璃板換平面鏡！

師：(在學(xué)生的驚嘆中將木架子前的平面鏡取出，露出后面的茶色玻璃板.)請(qǐng)大家在此基礎(chǔ)上，按照活動(dòng)卡要求，完成平面鏡成像實(shí)驗(yàn),如圖2所示.

3個(gè)普通的塑料三角形板和實(shí)驗(yàn)室中的櫥窗玻璃以及裝有平面鏡和茶色玻璃的木架子就能巧妙地解決這節(jié)課的難點(diǎn).“借用”了3塊三角板利用“等量代換”巧妙地解決了物像大小是否相等這一難題.可見(jiàn)創(chuàng)新改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教具和學(xué)具并不一定需要高科技，關(guān)鍵要從學(xué)生學(xué)習(xí)角度出發(fā)，善于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，提出問(wèn)題并解決問(wèn)題.

圖2　平面鏡成像實(shí)驗(yàn)

2提高效能之二 ——適用 讓實(shí)驗(yàn)更方便實(shí)用有效

有些傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教具已跟不上新教材變化的需要，為積極配合、促進(jìn)和搞好課程教材改革，必須自制適合實(shí)驗(yàn)的教具.要開(kāi)動(dòng)腦筋，靈活機(jī)動(dòng)地利用生活中常用的一些簡(jiǎn)單材料，做好實(shí)驗(yàn)教具的自制自籌，通過(guò)自制教具，可以讓實(shí)驗(yàn)更方便、安全、實(shí)用和有效.

例如在“探究凸透鏡成像規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，通常我們用蠟燭完成實(shí)驗(yàn)，但是通過(guò)蠟燭所成實(shí)像只能正確地比較像與物的正、倒，而對(duì)于像的大小，左右互換卻不能更好地體現(xiàn)，怎樣才能更好地體現(xiàn)像的特點(diǎn)呢？這時(shí)我們想到了發(fā)光二極管.在總務(wù)處老師和大家的齊心協(xié)力下，將兩個(gè)發(fā)紅光的二極管和4個(gè)發(fā)白光的二極管以L字形固定在塑料外殼上，并且通過(guò)焊接內(nèi)部線路，讓這個(gè)裝置裝上電池后變成一個(gè)L形的發(fā)光物體，如圖3所示.這個(gè)裝置給我們的實(shí)驗(yàn)帶來(lái)的好處有很多.

(1)實(shí)驗(yàn)中需要蠟燭和火柴，對(duì)于現(xiàn)在的孩子火柴的使用都成問(wèn)題，何況在實(shí)驗(yàn)中還需要移動(dòng)蠟燭，蠟燭倒下或燭油滴到手上引起的躲閃與驚叫連連，那叫一個(gè)“亂”.

(2)蠟燭在實(shí)驗(yàn)中因?yàn)槿紵蜻^(guò)長(zhǎng)或過(guò)短，學(xué)生需要不斷地調(diào)節(jié)凸透鏡和光屏的高度，使三者的中心在同一高度，特別在蠟燭過(guò)短時(shí)，在調(diào)節(jié)凸透鏡和光屏的高度時(shí)會(huì)受到支撐桿和桌子間的相互阻礙，而利用這個(gè)裝置就不存在這樣的麻煩.

(3)利用發(fā)光二極管，可以通過(guò)顏色和字形比較，得到像的正倒、左右互換等信息，不僅如此，我們還在光屏上設(shè)置了測(cè)量像的高度測(cè)量紙，學(xué)生很容易通過(guò)光屏紙測(cè)量出像的具體高度值，便于與物體的高度進(jìn)行比較及進(jìn)一步的分析.該學(xué)具的創(chuàng)新增加了實(shí)驗(yàn)的安全性，有利于學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中通過(guò)比較發(fā)現(xiàn)凸透鏡成像規(guī)律.

圖3　用發(fā)光二極管制作的L形發(fā)光物體

自制教具一般都取材簡(jiǎn)便，制作容易，雖沒(méi)有華麗的外表，但適用，實(shí)驗(yàn)的全部物理過(guò)程都能明顯地觀察到，從而使學(xué)生能更好地認(rèn)識(shí)物理現(xiàn)象的本質(zhì).可見(jiàn)自制創(chuàng)新教具和學(xué)具都來(lái)源于我們對(duì)提高實(shí)驗(yàn)效果的不斷追求.

3提高效能之三 ——放大 讓課堂活起來(lái)

有些現(xiàn)象雖不能看見(jiàn)，但又確實(shí)存在，如果我們想辦法對(duì)一些現(xiàn)象用較明顯的實(shí)驗(yàn)加以說(shuō)明，則效果將會(huì)更好.

在大氣壓強(qiáng)的學(xué)習(xí)中，由于每個(gè)人生來(lái)就置身于大氣壓強(qiáng)中，且人體內(nèi)外大氣壓強(qiáng)相平衡，學(xué)生的身體對(duì)大氣壓的體驗(yàn)非常有限.如何讓學(xué)生感受到大氣壓的存在呢？在原有的一些實(shí)驗(yàn)中，我們也做了改進(jìn)，讓學(xué)生體會(huì)更深刻.例如：“瓶吞雞蛋”的實(shí)驗(yàn)可以反映大氣壓的存在，但雞蛋易碎，而且每班都要用掉一個(gè)雞蛋，浪費(fèi)也大.因此我們就用泡沫塑料磨出雞蛋的模樣，用它堵住錐形瓶口，為了增大氣密性，我們還在“泡沫雞蛋”表面涂一些凡士林，如圖4所示.

在實(shí)驗(yàn)時(shí)用抽氣筒將瓶?jī)?nèi)的空氣抽出，依靠外界大氣壓將“泡沫雞蛋”壓入瓶中，在實(shí)驗(yàn)中體現(xiàn)了大氣壓強(qiáng)的存在，通過(guò)抽氣的過(guò)程也體現(xiàn)了要利用大氣壓強(qiáng)必須要營(yíng)造一個(gè)低壓區(qū).不僅如此，該實(shí)驗(yàn)裝置還能給學(xué)生展示瓶子內(nèi)部壓強(qiáng)大于外部的效果，方法是：把“泡沫雞蛋”塞入瓶口中，將瓶口堵住，利用兩用氣筒往瓶子里打氣，增大瓶?jī)?nèi)氣體的壓強(qiáng)，當(dāng)瓶?jī)?nèi)氣體的壓強(qiáng)大于外界大氣壓強(qiáng)時(shí)，“泡沫雞蛋”就會(huì)沖出瓶子，沖向天花板，發(fā)出很大的聲響.學(xué)生對(duì)增大瓶?jī)?nèi)氣壓將雞蛋沖出的過(guò)程更加興趣盎然，課堂氣氛非常活躍，巨大的動(dòng)靜給學(xué)生留下了深刻的印象，從中可知利用氣壓的關(guān)鍵是營(yíng)造低壓區(qū)或高壓區(qū).這個(gè)實(shí)驗(yàn)通過(guò)創(chuàng)新改進(jìn)教具后“放大”了原來(lái)的實(shí)驗(yàn)效果，可以使學(xué)生思維更加活躍，有利于學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的接受和掌握.自制教具的運(yùn)用能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，增加他們對(duì)物理知識(shí)的直觀性認(rèn)識(shí)，有利于提高初中物理課堂效能.

圖4　改進(jìn)教具,感受大氣壓的變化

4提高效能之四 ——提升 自制教具有助于提升教師業(yè)務(wù)水平

教師自制教具是在深入理解教材，充分了解學(xué)生，精心備課的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)儀器的不足，從而萌發(fā)的一種教學(xué)方法的轉(zhuǎn)變.教師在自制教具的過(guò)程中需要考慮很多因素,比如設(shè)計(jì)、取材及教具結(jié)構(gòu)等等.制作、思考過(guò)程中可提高、完善教師的專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)，體現(xiàn)出教師的創(chuàng)造性和主動(dòng)性.

圖5的這個(gè)看似簡(jiǎn)陋的器材，它的作用是很大的.首先，在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，我們經(jīng)常會(huì)提到白熾燈，但由于時(shí)代的進(jìn)步，生活的改善，對(duì)于城市孩子見(jiàn)到白熾燈的機(jī)會(huì)真的很少，利用這個(gè)器材他們可以仔細(xì)觀察一番；同時(shí)在電功率的學(xué)習(xí)中，知道燈泡的亮暗與用電器的工作情況不僅僅與電壓或電流有關(guān)，而是取決于燈泡或用電器的實(shí)際電功率，利用這個(gè)裝置可以向?qū)W生展示同樣的白熾燈在不同的電路連接中，發(fā)光情況的不同.在教學(xué)中我們裝上兩個(gè)電功率相差很大的白熾燈，如25 W和100 W，當(dāng)燈泡并聯(lián)時(shí)，100 W的燈泡發(fā)出明亮的光，反映了電壓相同時(shí)，通過(guò)的電流越大，電功率越大，燈泡越亮；然后將兩個(gè)燈泡串聯(lián)，此時(shí)100 W的燈泡暗得幾乎看不出在發(fā)光，只能從燈絲處看到一點(diǎn)點(diǎn)紅色而已，可見(jiàn)當(dāng)電流相同時(shí)，燈泡兩端電壓越大，燈泡發(fā)光越亮；聯(lián)系這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，可見(jiàn)燈泡的發(fā)光與實(shí)際電流與實(shí)際電壓都有關(guān)系，取決于實(shí)際電功率的大小，即實(shí)際電流與實(shí)際電壓的乘積.這個(gè)教具有效解決了燈的亮暗不是由燈的電壓和電流決定，而是由它們的乘積決定.教師用自制的教具來(lái)授課，針對(duì)性強(qiáng)，能有效突破教學(xué)上的重難點(diǎn)，把知識(shí)點(diǎn)講透，學(xué)生也容易理解.所以教師經(jīng)常制作教具可提高自身業(yè)務(wù)水平，實(shí)現(xiàn)師生素質(zhì)和諧同步發(fā)展.

圖5

也許一些自制的器材還不夠成熟，外觀也不光鮮亮麗，但是如果它能幫助我們解決課堂中的難點(diǎn)，讓學(xué)生看了之后豁然開(kāi)朗，那它就是最為合適的實(shí)驗(yàn)教具和學(xué)具.而教具、學(xué)具的自創(chuàng)與改進(jìn)非常利于創(chuàng)新性思維的啟發(fā)和激勵(lì)，這不僅因?yàn)榻叹摺W(xué)具大部分有巧妙獨(dú)到的設(shè)計(jì)與構(gòu)思，而且其不完美、不理想之處又非常利于學(xué)生產(chǎn)生“如何才能做得更好”的創(chuàng)新動(dòng)機(jī)，所以中學(xué)物理教具與學(xué)具的自創(chuàng)和改進(jìn)是一塊非常有利于實(shí)施創(chuàng)新素養(yǎng)培養(yǎng)的載體，對(duì)提高物理教學(xué)效能起著十分顯著的作用.

參 考 文 獻(xiàn)

1如何利用自制教具進(jìn)行“創(chuàng)新教育”.上外附屬大境中學(xué)：方成亞