物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)延伸之學(xué)生自制教具的思考

（福安第一中學(xué)，福建福安355000）

物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)延伸之學(xué)生自制教具的思考

張曉斌

（福安第一中學(xué)，福建福安355000）

隨著五環(huán)教學(xué)模式的推進(jìn)，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)遇到困難。而自制教具作為一種課堂的延伸則很好地提升了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。本文就福安一中首屆“高中物理教具自制大賽”的一系列流程加以思考分析，以探索高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)之路。

物理實(shí)驗(yàn)；自制教具

筆者所在的學(xué)校正在進(jìn)行五環(huán)模式教學(xué)。經(jīng)過六年的課堂教學(xué)改革后，取得了一定的成果，但同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了不少問題。其中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施就存在困難，其表現(xiàn)在于教學(xué)效果上并沒有多大的提升。眾所周知，物理是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中的地位不言而喻。而長期以來的實(shí)驗(yàn)教學(xué)已然演變成實(shí)驗(yàn)理論教學(xué)，實(shí)驗(yàn)動(dòng)手操作對(duì)于學(xué)生來說存在非常大的困難，這也間接降低了學(xué)生學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)的興趣。那么該如何提升學(xué)生動(dòng)手操作能力呢？經(jīng)過課堂教學(xué)探索后，我們發(fā)現(xiàn)在課堂上提升學(xué)生動(dòng)手能力是比較困難的。一方面課堂時(shí)間有限，學(xué)生無法真正完整的完成實(shí)驗(yàn)的探索；另一方面學(xué)生處于被動(dòng)完成實(shí)驗(yàn)狀態(tài)，積極性不高，多有應(yīng)付了事的心態(tài)。鑒于這種情況，筆者與福安一中物理組的教師進(jìn)行深入的討論后，結(jié)合本校校本課程研究性學(xué)習(xí)，一致認(rèn)為可以從課外培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)的能力。于是筆者所在的學(xué)校舉辦了首屆“福安一中高中物理教具制作大賽”，并就該比賽進(jìn)行了一定的反思，以期在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)上尋找到一個(gè)適合五環(huán)模式教學(xué)的教學(xué)方式。

一、造聲勢(shì)引興趣

首屆“福安一中高中物理教具制作大賽”比賽期初，筆者便集中高一高二宣傳委員召開了關(guān)于海報(bào)制作比賽的相關(guān)會(huì)議，由各班宣傳委員向班級(jí)解釋海報(bào)制作比賽相關(guān)事項(xiàng)。在接下來的兩周中，學(xué)生表現(xiàn)出極大的興趣，開始收集各種和物理相關(guān)的材料，并于規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成了海報(bào)的制作。而在海報(bào)展示期間，學(xué)校則于微信公眾平臺(tái)對(duì)本次比賽進(jìn)行報(bào)導(dǎo)，對(duì)教具制作的討論再次引發(fā)更多學(xué)生的關(guān)注。愛因斯坦曾經(jīng)說過，“興趣是最好的老師”，一旦學(xué)生開始對(duì)物理感興趣，那么學(xué)好它是遲早的事情。這是一個(gè)媒體網(wǎng)絡(luò)發(fā)達(dá)的時(shí)代，海報(bào)宣傳和公眾號(hào)的報(bào)導(dǎo)則從側(cè)面引發(fā)學(xué)生對(duì)物理的興趣。

二、理材料明方向

在高中物理教學(xué)中，涉及很多實(shí)驗(yàn)，其中包括演示實(shí)驗(yàn)和分組實(shí)驗(yàn)。由于學(xué)生在考試過程中多涉及分組實(shí)驗(yàn)，因此很多演示實(shí)驗(yàn)都被忽略。演示實(shí)驗(yàn)很難像分組實(shí)驗(yàn)?zāi)菢幼寣W(xué)生對(duì)其原理步驟做進(jìn)一步的了解，這時(shí)學(xué)生就需要花很大的精力才能整理和總結(jié)出這些原理，而多數(shù)學(xué)生面對(duì)如此繁多的實(shí)驗(yàn)，就會(huì)望而生畏，不會(huì)去整理和歸納。倘若教師不加以指導(dǎo)整合，學(xué)生可能就會(huì)直接忽略這些實(shí)驗(yàn)。那么實(shí)驗(yàn)的整合是不是都要教師獨(dú)自完成呢？其實(shí)不然，可以讓學(xué)生參與到實(shí)驗(yàn)器材的整合過程中。筆者所在的學(xué)校就分批次安排了學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)器材的整合。在整合過程中，學(xué)生負(fù)責(zé)器材的編輯，教師負(fù)責(zé)器材解說理論部分，然后將其一一整合好，打上標(biāo)記。學(xué)生在整理過程中，就獲得了對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)的了解。而后將整合好的實(shí)驗(yàn)以共享資源的形式分享給所有參賽學(xué)生，讓學(xué)生明確了物理教具制作的方向。

三、解問題重生活

學(xué)習(xí)物理的最終目的是用物理的知識(shí)解決生活生產(chǎn)中的問題。因此學(xué)生不僅要掌握物理知識(shí)，還應(yīng)該結(jié)合物理知識(shí)解決生活中的問題。而教具制作就是一個(gè)很好的利用物理知識(shí)解決生活問題的一個(gè)方式。物理學(xué)家麥克斯韋曾經(jīng)說過“實(shí)驗(yàn)的教育價(jià)值往往與儀器的復(fù)雜性成反比”。因此，教具制作不在于教具的理論之高，而在于簡單明了又能解決實(shí)際問題，促進(jìn)學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的理解。

自制的儀器可以是原理的巧妙應(yīng)用，用于解決生活中的實(shí)際問題。比如，在魯科版物理必修一第四章第一節(jié)《重力與重心》的教學(xué)中，涉及到一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)——傾角儀。這個(gè)實(shí)驗(yàn)簡單而又有意義。利用重力的方向來檢測(cè)平面是否水平。如圖1所示為傾角儀，該儀器的制作過程如下：在一塊矩形木板上貼上圓形白紙（暫時(shí)不要粘牢），將圓周劃分為360°并標(biāo)上刻度，在圓心處釘一個(gè)小鐵釘做軸。用鐵皮剪成指針，另用鐵皮做成一小鐵管，將小鐵管焊在指針的中間部位，將小鋼珠焊在指針的尾端。將小鐵管套在小鐵釘上，使鋼珠可以帶著指針轉(zhuǎn)動(dòng)。將做好的傾角儀放在標(biāo)準(zhǔn)的水平臺(tái)上，指針在鋼珠的作用下尖端朝上。轉(zhuǎn)動(dòng)白紙刻度，使指針示數(shù)為零，把紙粘牢。至此，傾角儀制作完畢。

自制的儀器也可以是抽象概念形象化的展示。比如魯科版物理選修3-1第五章第三節(jié)《磁感應(yīng)強(qiáng)度磁通量》，在本節(jié)中涉及磁通量的概念，而磁通量的概念是抽象的，于是學(xué)生設(shè)計(jì)了一個(gè)儀器來將抽象概念形象化。圖2中演示儀用鐵線來表示磁感線，用貼紙來表示磁極N、S以及磁感線的方向。該演示儀可以直接讀取穿過線圈的磁感線條數(shù)來反映磁通量的大小，將一個(gè)抽象的概念形象化了。

四、養(yǎng)習(xí)慣立理念

自制教具是通過學(xué)生深入理解教材，探究實(shí)驗(yàn)原理，精心設(shè)計(jì)儀器構(gòu)造，發(fā)揮團(tuán)隊(duì)協(xié)作的具體實(shí)物。在這個(gè)過程中，學(xué)生運(yùn)用不同的實(shí)驗(yàn)器材可以演示相同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并且得出一致的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。學(xué)生在制作過程中，觀察到了豐富的物理現(xiàn)象，嘗試了不同的制作方案，既加強(qiáng)了物理知識(shí)的理解，也提高了團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，更培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。在這次比賽中，學(xué)生養(yǎng)成了良好的思考習(xí)慣，樹立了創(chuàng)新理念，而這種潛移默化的變化更是讓學(xué)生產(chǎn)生對(duì)物理學(xué)習(xí)的興趣。

隨著教學(xué)改革的不斷推進(jìn)，社會(huì)對(duì)教師的要求也不斷提升，教師要善于結(jié)合學(xué)科特點(diǎn)采取相應(yīng)的策略，與時(shí)俱進(jìn)。對(duì)于物理這門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，就要充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中的應(yīng)用。而引導(dǎo)學(xué)生自制教具，則培養(yǎng)了學(xué)生熱愛科學(xué)的思想，樹立了創(chuàng)新意識(shí)，開拓了學(xué)生的眼界，體會(huì)了物理知識(shí)在生活中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了課堂教學(xué)的延伸，對(duì)學(xué)生提高物理學(xué)習(xí)的興趣有很大的幫助，從而也實(shí)現(xiàn)了物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的提升。

［1］廖伯琴.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書·物理1（必修）［M］.濟(jì)南:山東科技出版社，2011.

［2］廖伯琴.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書·物理（選修3-1）［M］.濟(jì)南:山東科技出版社，2011.

［3］莊運(yùn)武.論開發(fā)低成本物理實(shí)驗(yàn)的原則［J］.重慶:物理教學(xué)探討,2014（6）.

［4］郭衛(wèi)東.低成本物理實(shí)驗(yàn)的巧妙設(shè)計(jì)與應(yīng)用［J］.重慶:物理教學(xué)探討,2012（7）.

［5］嚴(yán)涵.讓實(shí)驗(yàn)貼近生活，讓探索照亮科學(xué)［J］.重慶:物理教學(xué)探討,2014（2）.

（責(zé)任編輯：詹國榮）

本文系福建省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃2015年度課題“運(yùn)用高中物理疑難實(shí)驗(yàn)促進(jìn)學(xué)生研究性學(xué)習(xí)能力提升的實(shí)踐研究”（項(xiàng)目編號(hào)：FJKYJD15-08）研究成果。