淺談自制教具在物理實驗教學中的作用

張小敏

物理學是一門以觀察和實驗為主的學科，實驗教學則是物理教學的一種重要手段.在新課標下，教師要注重培養學生敏銳的觀察力、實事求是的科學態度，激發他們學習物理的興趣，增強他們的實驗能力，因此在物理教學中要大力加強實驗教學.現在的教材中也安排了大量的實驗，有學生分組實驗、教師演示實驗，還有課后習題小實驗等.

然而很多學校并沒有成套的標準化的物理實驗器材，因此物理實驗教學就會受到影響.若能自制一些儀器或選用生活中常見的物品做實驗，則可以起到很好的教學效果.自制教具（包括學具）是指師生利用身邊的廢舊材料，通過簡單易行的方法，研制的物理實驗教學用具. 而且麥克斯韋也曾說過：“實驗的教育價值常常與儀器的復雜性成反比，學生用自制儀器，即使老是出錯，也常常比人們用細心調整的儀器易于學到更多的東西”.所以在初中物理實驗教學中，用自制教具做物理實驗，更能凸顯實驗所蘊涵的“過程與方法”教育教學功能.

根據學校和學生的實際情況，筆者在教學中可以增加或改進一些教師或學生親自制作的小實驗，用上師生自制的一些教具.以自制教具做物理實驗是課堂教學的延伸和補充，在中學物理實驗教學中起著重要的作用.

1自制教具，激發學生的興趣，提高課堂教學效率

興趣是產生動機的首要條件. 如果由于實驗器材的原因不做實驗，只是老師講實驗，在黑板上畫實驗，學生沒有觀察實驗現象，沒有動手操作，學生對學習物理就會沒有興趣，那么課堂教學效率是很低的.如果學生對物理學產生了興趣，那么他們就會積極主動地學習，教學就能達到事半功倍的效果.當我們把瓶瓶罐罐制成的教具擺到物理課堂時，學生會感到既熟悉又陌生：這些生活中看到用到的物品里面也能研究物理問題嗎？能有什么現象產生呢？一種好奇心就會油然而生.如果這些東西拼拼湊湊能產生新奇的實驗現象，那么學生就會產生自己尋找材料制作實驗器材的念頭和嘗試實驗的沖動，從而激發出他們強烈的求知欲和學習興趣.學生就會在課堂上非常專注，這樣就可以提高教學效率.

在初中的第一節物理課，教師就可以讓學生觀察老師如何利用生活中的一些物品當教具，動手操作簡單的儀器，在學生眼前揭開一個嶄新的物理世界.例如把兩個吸盤壓緊，即使班上兩個力氣最大的學生也拉不開它們，這是為什么？用硬紙片蓋住裝滿水的杯子，然后把杯子倒過來，水怎么不流出來？摩擦過頭發的氣球為什么能吸住碎紙片或易拉罐？把一根筷子放入剪掉了上半部分的透明礦泉水瓶中，筷子怎么在水面處看起來像似折斷了呢？諸如此類等等.在以后的物理教學中，教師如果能經常運用生活中的物品制作教具來做一些實驗，并能因勢利導，就會使學生一時的好奇心逐漸轉化為探求科學知識的持久興趣和飽滿熱情，從而提高課堂教學效率.

2自制教具，提高學生的綜合能力

自制教具做實驗的過程實際上是對學生進行動手動腦的訓練過程，是培養學生創新思維的有效途徑，因此積極鼓勵與支持學生參加自制教具做實驗的活動，對增強學生的綜合實踐能力具有十分重大的意義.

學生在自己找材料制作實驗儀器的過程中，必須先要理解實驗原理，然后還要對實驗用具進行反復改進、操作實驗儀器、觀察實驗現象和分析實驗結果等活動，使自己的操作能力、觀察能力、思維能力都得到鍛煉與加強.在這個過程中，為了得到理想的實驗結果，學生必須認真地觀察，又必須有合乎邏輯的思維指導.同樣，為了合理地動手操作，也必須有這種思維的指導，而在思維指導下的熟練的操作往往是創造能力得以產生的基礎.

例如為了讓學生自己去做 “小孔成像實驗 ”，老師可以先簡單介紹一下如何制作小孔成像實驗器和“小孔成像實驗”原理，然后讓學生自己回家找材料制作實驗器材.有的學生就將一小燈泡正放在一封閉的鞋盒內，在鞋盒另一側扎一小孔，當給燈泡通電后，就將小孔對著墻壁，墻壁上會出現燈泡鎢絲的清晰倒像； 有的學生在易拉罐的底部扎個小孔，頂部用半透明塑料薄膜覆蓋好，用小孔正對點燃的蠟燭，薄膜上會出現蠟燭火焰的倒立像；有的學生用一個完整的牙膏盒，在封口的一端扎一個小孔，未封口的一端用半透明薄膜蒙好，用小孔正對點燃的蠟燭，可以觀察到薄膜上的像等等.在老師的指導下，他們自己會找生活中的常見物品來制作實驗儀器，然后做實驗，觀察現象，分析原理，得出結論.

當學生用自己制作的儀器能成功地演示實驗過程，得出正確的實驗結論，他們會有一種成就感和自豪感，學生也體驗了“玩中學”、“做中學”的樂趣.同時使得許多小實驗有充裕的時間能順利完成，也讓學生在合作交流中有更多的發現新問題的機會，這有利于學生創新思維的培養和綜合能力的提高.

3自制教具，提升教師自身的專業素養

教師在教育中起著關鍵的作用，教師的專業素養是決定學生學習能力的一個重要因素.教師自身的專業素養高，學生的學習成績會相對好些.

初中物理的整個教學階段中，基本上所有的物理知識是由物理實驗得出，教師如果用好實驗，那么在實驗的基礎上可以很快得出結論.但是有些實驗卻沒有現成的實驗儀器，有些實驗現象不明顯或者不穩定，有些實驗由于技術所限難以完成等問題.針對這些問題，教師可以通過自制教具做實驗，改進教學中的舊儀器或改良教學效果，使實驗現象更加明顯或實驗結論更加準確.這就要求我們教師在平時的生活、教學中做一個有心人，要多學習、多觀察、多思考、多花時間精力去設計一些實驗，注意搜集實驗素材.例如一些常見的礦泉水瓶、易拉罐、硬紙片、沙發海綿、木塊木條、廢棄的玻璃杯、眼藥水瓶等等.自制教具做物理實驗，可以提升教師的實驗設計、教學設計、動手操作等各方面的專業素養.

但教師在設計制作教具時，應該注意以下幾個方面：（1）教育性.教具的制作體現一定的教育教學目標；（2）科學性.教具的制作須以一定的理論為基礎；（3）簡易性.教具需結構合理、制作方法簡單，其演示操作簡單.當然，有些要求精準的儀器不適合自制，有些危險的實驗也不宜自制教具.

在自制物理教具做實驗的過程中，教師只有不斷學習，不斷實踐，不斷反思，才可以彌補自身某些方面的不足（如動手操作能力不強），增強自身的教學能力等專業素養，從而達到提高教學成績的目的.

4自制教具，補充、豐富實驗室的儀器

隨著新課程標準的全面貫徹實施，有些傳統的實驗教具已跟不上教材的變化以及時代的要求，因而很多儀器已不適合在教材中使用，急需補充新的實驗教學儀器，這是教學改革的需要，是教育發展和學生能力培養的需要.但是與新教材配套的教具的開發、研制、定型、生產還需要一個漫長的過程，這就導致出現儀器與課本不配套的局面，而自制教具填補了這一缺陷.自制教具是物理實驗教學儀器的必要補充.

教師在教學過程中多制作自己需要的教具來做實驗，多激勵、多幫助、多提倡學生做課外小制作小實驗.經過師生自己動手制作，日積月累，就可以研制出一系列的簡單儀器，就可以解決器材不足的問題. 各學校實驗室通常會有一批用生活中的物品自制的教具.例如微小形變演示器、水火箭、小孔成像演示器、光的反射實驗器、平面鏡成像實驗器、焦耳定律實驗器、聲音的波形演示器等等，這些自制的教具補充和豐富了實驗儀器.

總之，利用生活中的常見物品自制教具做物理實驗，材料易得、廢物利用、準備簡單、操作方便、現象明顯、富有吸引力.它可以培養學生的學習興趣和提高學生的各方面的能力、提升教師的專業素養、補充和豐富實驗室的器材.最重要的是師生在此過程中不僅獲得了知識，還會感受到樂趣.