高中物理自制教具的創(chuàng)新策略

朱海榕

【摘要】在新時(shí)代的教學(xué)背景下面，眾多教育學(xué)校和專家都要求學(xué)科的教學(xué)從自身的特點(diǎn)出發(fā)。教師有把握到了學(xué)科的特點(diǎn)，才有利于自身教學(xué)技能的提升，很多教師在教學(xué)的過程當(dāng)中，不注重學(xué)科的特點(diǎn)和特性，采取一種傳統(tǒng)的教學(xué)模式，這樣是不利于學(xué)生接受的！高中物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，因此在實(shí)際的教學(xué)過程當(dāng)中，教師通過自主創(chuàng)新的教學(xué)模具來實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)是非常必要的。眾所周知，高中物理研究的是物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，過程，以及物體在運(yùn)動(dòng)過程當(dāng)中的變化規(guī)律。在實(shí)際的學(xué)習(xí)過程當(dāng)中，會(huì)運(yùn)用到大量物理學(xué)家總結(jié)出來的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。然而對于這些規(guī)律要讓學(xué)生產(chǎn)生比較感性的認(rèn)知，就必須通過實(shí)驗(yàn)論證的方式，讓學(xué)生深入理解，達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。

【關(guān)鍵詞】高中物理；自制教具；科學(xué)創(chuàng)新

【中圖分類號(hào)】G633.7 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B 【文章編號(hào)】2095-3089（2017）19-0207-02

受到我國應(yīng)試教育的影響，在進(jìn)行實(shí)際的授課過程當(dāng)中，絕大多數(shù)教師都是采取；“記憶物理學(xué)科的實(shí)驗(yàn)原理和對一些書上給出的物理公式進(jìn)行推論”模式的教學(xué)。或許這樣的教學(xué)模式能夠讓學(xué)生在短期內(nèi)將物理學(xué)科的成績提高，但是卻不利于學(xué)生思維能力的構(gòu)造。其實(shí)物理學(xué)中大多數(shù)規(guī)律以及公式都是眾多的物理學(xué)家在經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析之后得出來的。因此我認(rèn)為在高中的物理學(xué)的教學(xué)過程當(dāng)中不應(yīng)該脫離實(shí)驗(yàn)教具進(jìn)行教學(xué)，作為新時(shí)代的教師，我們有必要自主創(chuàng)新的設(shè)計(jì)一些貼合于教學(xué)實(shí)際的教學(xué)模具。下面我將從利用自制的教具進(jìn)行教學(xué)的原因以及我自己設(shè)計(jì)的一套教具裝置進(jìn)行實(shí)際說明，希望能夠促進(jìn)我國物理學(xué)科教育的發(fā)展。

一、自制教具教學(xué)的原因

其實(shí)利用教具教學(xué)的原因有很多，上文中提到的物理學(xué)不應(yīng)該脫離實(shí)驗(yàn)教學(xué)就是一個(gè)最主要的原因。當(dāng)然除此之外，我還認(rèn)為新時(shí)代的教學(xué)應(yīng)該是具備創(chuàng)新意義的，我們不能總是拿課本上一些相對老套的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行傳統(tǒng)反復(fù)的教學(xué)。如果作為教師的我們能夠自主的研發(fā)出一些有利于教學(xué)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的教學(xué)工具，那么對于實(shí)際教學(xué)效率的提高是非常有幫助的！眾所周知，在當(dāng)今高考教育改革的過程當(dāng)中，非常注重學(xué)生對于實(shí)驗(yàn)的自主創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。簡單的來說，就是要求學(xué)生改裝以往學(xué)過的實(shí)驗(yàn)裝置，達(dá)到某種實(shí)際目的。因此在教學(xué)的過程當(dāng)中，作為教師的我們能夠首先做出一些示范，相信對于學(xué)生這種素養(yǎng)的提高是很有幫助的！

二、自制教具教學(xué)的實(shí)例

在進(jìn)行實(shí)際的教學(xué)過程當(dāng)中，我發(fā)現(xiàn)有許多實(shí)驗(yàn)都是可以通過我們自己設(shè)計(jì)出來的裝置進(jìn)行論證的。其實(shí)無論是從《高中物理必修一（人教版）》所學(xué)的小車的加速度的探究實(shí)驗(yàn)還是到《高中物理必修二（人教版）》所學(xué)的物體平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，我們都可以通過改裝傳統(tǒng)教學(xué)模具的方法，對以往我們教科書上提到的公式和定理進(jìn)行論證。讓學(xué)生在感受嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)過程當(dāng)中，體會(huì)科學(xué)的奧妙，達(dá)到我們的教學(xué)要求。下面我拿出一套我自己設(shè)計(jì)的教具來進(jìn)行論證，希望對于廣大教師的實(shí)驗(yàn)教學(xué)有所幫助。

1.教具簡述

這套教具主要是我為《高中物理必修二（人教版）》所學(xué)的“驗(yàn)證機(jī)械能守恒”和復(fù)習(xí)《高中物理必修一（人教版）》所學(xué)的“物體由摩擦力產(chǎn)生的加速度與動(dòng)摩擦因素之間關(guān)系”而設(shè)計(jì)了一套實(shí)驗(yàn)裝置。對于這套實(shí)驗(yàn)簡單來說可以是《高中物理必修一（人教版）》所學(xué)的“斜面實(shí)驗(yàn)”的創(chuàng)新利用。主要目的是讓學(xué)生通過《高中物理必修一（人教版）》所學(xué)的知識(shí)，求出實(shí)驗(yàn)裝置當(dāng)中所運(yùn)用到的材料的動(dòng)摩擦因素，然后再利用學(xué)習(xí)機(jī)械能守恒定律之前所學(xué)的求力的做功模型，探究“物體的重力勢能，動(dòng)能以及摩擦力做功之間的關(guān)系”。通過這三種能量的研究，達(dá)到我們“機(jī)械能守恒”這一章節(jié)的教學(xué)目標(biāo)。

2.教具器材

本套教具主要是運(yùn)用了《高中物理必修一（人教版）》所學(xué)的探究物體勻加速運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)器材當(dāng)中的斜坡和光電門。不同的是《高中物理必修一（人教版）》所學(xué)實(shí)驗(yàn)的斜坡表面的研究材料是固定的，而這套實(shí)驗(yàn)裝置當(dāng)中我們將在斜坡上面安裝不同的材料。除此之外，這套教具還需要運(yùn)用到物理學(xué)實(shí)驗(yàn)經(jīng)常用到的小車（有遮光片），刻度尺，天平等。

3.實(shí)驗(yàn)說明

因?yàn)闄C(jī)械能守恒實(shí)驗(yàn)本身就是一個(gè)探究性實(shí)驗(yàn)，為了使學(xué)生清楚的理解機(jī)械能守恒定律這個(gè)較為經(jīng)典的概念。因此客觀來說我們將機(jī)械能分為物體的動(dòng)能以及重力勢能。由此這里主要驗(yàn)證的公式就是：

f摩L+mv2=mgh

在實(shí)驗(yàn)之前，我們可以讓學(xué)生求出小車相對于不同斜面材料的動(dòng)摩擦因素，由于這主要是《高中物理必修一（人教版）》所學(xué)的知識(shí)，這里不重復(fù)贅余地講解。在學(xué)生求出小車對于不同斜面材料的動(dòng)摩擦因素之后就可以讓學(xué)生通過三角函數(shù)的知識(shí)，求出物體在斜面上所受的摩擦力，最后得到的公式就變成了：

L+mv2=mgh

其中表示斜面傾角的正切。當(dāng)然，上述公式當(dāng)中表示質(zhì)量的m可以約掉。

4.實(shí)驗(yàn)步驟

（1）首先學(xué)生需要做的工作就是對于上述公式當(dāng)中提及相關(guān)物理量的測量，由于在中學(xué)階段不考慮不確定度引起的誤差，因此只需要將實(shí)驗(yàn)當(dāng)中得到的數(shù)據(jù)精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位。

（2）其次學(xué)生要對上文中提到的動(dòng)摩擦因素進(jìn)行相對準(zhǔn)確的測量。這里必須說明的一點(diǎn)就是物體對于不同材料的動(dòng)摩擦因素都是不同的，因此學(xué)生需要分組測量。

（3）按要求正確的擺放實(shí)驗(yàn)教具裝置，實(shí)驗(yàn)原理圖可以參照研究物體加速度的斜面實(shí)驗(yàn)。不同的一點(diǎn)就是在兩個(gè)斜面的底端將安裝一個(gè)具有測時(shí)間作用的光電門，除此之外，小車的尾部還應(yīng)該裝有遮光片。

（4）通過光電門計(jì)算出小車到達(dá)斜面底部的速度，最終求出小車到達(dá)底部的動(dòng)能。通過計(jì)算的方法，驗(yàn)證上述提到的公式。通過觀察的方法，發(fā)現(xiàn)小車到達(dá)另一斜面的高度與安裝在斜面材料的關(guān)系。

很多教師在看到我設(shè)計(jì)的這個(gè)教學(xué)模式就是后或許都有一定的想法。或許很多教師認(rèn)為這樣的教學(xué)或許過于簡單，很難闡述一種較為深刻的知識(shí)。確實(shí)護(hù)理學(xué)科的教學(xué)是為了拓寬學(xué)生的思考思維，但是我認(rèn)為在授課的過程當(dāng)中就是還應(yīng)該注重對于學(xué)生計(jì)算能力的培養(yǎng)，如果真的是忽略了對于學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)的傳授，他們就會(huì)使得整個(gè)教學(xué)變得本末倒置。教師只有在教學(xué)的過程當(dāng)中不斷用一些簡單的原理制造出一些相對有趣的教學(xué)教具，才能提供學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，一方面對于自身教學(xué)效率的提升也是很有幫助的。

三、教具教學(xué)的意義

以上文當(dāng)中提到的“驗(yàn)證小車機(jī)械能守恒實(shí)驗(yàn)”為例，在許多學(xué)生的心目當(dāng)中，機(jī)械能是一個(gè)相對來說比較抽象的概念。就算作為教師的我們采取宏觀定義的方法，將機(jī)械能片面（轉(zhuǎn)下頁）（接上頁）的講解成動(dòng)能和重力勢能，學(xué)生也仍然非常難以理解他們之間的關(guān)系。因此我們通過一些具有實(shí)驗(yàn)代表性的教具，讓學(xué)生自主的探求出他們的關(guān)系，相信這樣的意義是遠(yuǎn)大于讓學(xué)生通過死記硬背的方法來理解物理學(xué)科的公式定律的！因此作為高中物理教師的我們需要通過總結(jié)歸納的方法，發(fā)現(xiàn)物理課本當(dāng)中相對比較經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)，然后對于這些實(shí)驗(yàn)的儀器進(jìn)行有創(chuàng)造性的改造，最終驗(yàn)證出下一階段教學(xué)的物理規(guī)律。