自制初中物理生活化實驗器材的嘗試

周容銳

摘 要：實驗可以讓學生獲得一定感性認識，能加深理解物理概念和定律是在怎樣的基礎上建立起來的，有助于學生形成概念，掌握理論，領會物理知識。新編教材中增加了大量“綜合實踐活動”，旨在培養學生的創造能力。因此，開發與自制初中物理生活化實驗器材顯得尤為必要。

關鍵詞：物理;實驗器材;自制;生活化

中圖分類號：G633.7????????? 文獻標識碼：A???? 文章編號：1992-7711（2020）21-079-1

重視自制教具的作用也是物理教學中一條重要指導思想。自制教具既可以培養學生的創造能力，也是解決當前儀器不足的有效途徑。所以在任何條件下教師都應該帶領學生親自動手自制一些教具，不斷改進實驗條件。即使今后教學條件有了改善，這一傳統也絕不能丟。

一、自制教具的注意事項

一是不脫離教材。脫離了教材，任何具有深奧物理原理的儀器，都會在課堂上失去光輝、失去意義。

二是不放棄一點一滴的改進。雖然前人已經有了許多這方面的研究，各種資料也都有許多介紹，但是只要我們抓住某一點或某一個方面進行改進，也可以得到收獲。

二、自制教具的案例展示

【案例1】 開展實驗引領，促進學生深化理解

在《流體壓強與流速的關系》“飛機升力”的教學中，因為實驗室沒有配備相應器材，很多老師都是利用視頻或動畫講解，但學生對該知識點的認識總浮于表面。筆者在此知識點的教學中，利用自制教具取得了較好的教學效果。

制作方法是：首先在卡紙上畫出平面圖，裁剪粘貼，用棉線穿起來即可。課堂上學生們進行兩次對比實驗，凸面朝上時吹氣，機翼會上升，而凸面朝下時，無論如何吹氣都不能使之上升，效果顯著;通過前后兩次實驗對比，學生們能夠形成直觀強烈的認識。該器材取材簡單方便，制作快捷，操作簡單，是分組實驗不可多得的教學輔助器材。

【案例2】 利用教具創新，制造認知沖突

在《大氣壓強》的教學中，覆杯實驗幾乎為必做實驗，但觀察下來，在各級賽課、公開課及常態課堂中，大部分老師都做的戰戰兢兢，給學生傳遞的信息是信心不夠。筆者經多次嘗試，發現用集氣瓶裝水，用乒乓球代替紙片，實驗時完全不用擔心實驗失敗;且可讓班級力氣大的男生拿瓶子用力甩動，均不影響實驗效果。學生起初認為水會傾瀉而出，然而甩動時水卻仍然被托住，這種教具雖然簡單，但帶給學生心靈的震撼和思考卻是無限的。

三、用最簡單的工具整合實驗器材

【案例3】 實驗導思

在《壓強》的教學中，如何講透“壓力與重力的大小關系”，筆者在各級展評課中發現，最多的處理方法是教師讓學生畫圖然后討論，甚至直接提問，當有一個學生說出老師需要的答案后，老師隨即停止學生活動并大肆表揚。此類課堂雖表面熱鬧，但很多學生還處于并不知所以然之中，只是教師強制灌輸，機械記憶習得，教學效果不理想。為了幫助學生深度學習，筆者采用30cm塑料尺、大鉤碼和強磁片組成自制創新教具，教學過程如下：

畫三種情形的壓力示意圖：物體放置于水平面、斜面和按壓在豎直墻面。

用強磁片把鉤碼固定在塑料尺中央，模擬演示剛才作圖的三種情形;讓學生觀察對比塑料尺彎曲程度的變化。

再由學生討論分析得出結論。

通過自制教具的鋪墊，知識點的進階水到渠成。初中生的心理處于半幼稚、半成熟的狀態，思維活動既有具體的形象成分，又有抽象的邏輯思維。思維仍屬于經驗型，所以初中物理教學往往要從學生的具體經驗出發，當學生缺乏相關感性認識時，需要通過創設教學手段，提供具體感知，借助形象思維，使學生思維不斷向高水平轉化。

四、緊扣生活化

【案例4】 利用生活化教具深究本質

2018年徐州中考物理試卷中，有這么一道題：如圖1所示的希羅噴泉，用3根管子連接3個容器，容器a是敞口的，容器b和c是密閉的。容器中有一些水，管B有水噴出。管A中水流的方向是向??? ，容器b中氣體壓強的大小比外界大氣壓??? ，要增大噴泉的高度，應增加容器??? 的高度。

由于學生對于該題的場景比較陌生，故在理解過程中有一定的思維難度。為降低學生認識難度，筆者引導學生利用廢棄礦泉水瓶制作了希羅噴泉。（見圖2）

通過對該教具的制作，學生們對其原理比較通透。

五、結合數字化工具自制教具

課本上研究做功能否改變物體的內能，主要是通過三個實驗來演示：（1）反復彎折鐵絲;（2）空氣壓縮引火儀;（3）酒精炮。學生看得熱鬧，但不能透過現象認識到物體內能的變化，尤其是氣體對外做功內能減小不知所以然。為了讓學生清楚認識到同一物體由于溫度的改變導致內能的變化，特改進為如下教具：

首先，準備電子傳感溫度計、大號玻璃瓶、橡皮塞、橡膠管、氣嘴、打氣筒等材料;然后在塑料瓶蓋上分別開三個大小不同的孔，分別將橡皮塞、氣嘴、溫度傳感器固定到瓶蓋上，然后打膠固定，最后封膠增加氣密性。最后，開始演示實驗：一是用高壓氣筒對瓶內打氣，對瓶內氣體做功，發現瓶內氣體溫度逐漸升高，說明它的內能在增大。二是打開閥門，讓瓶內壓縮氣體對著外界風車做功，同時發現氣體溫度降低，說明其內能在減小。

該裝置將學生不易察覺的內能變化用數字傳感器顯示，便于學生分析、理解，體現數字化與可視化，將現代信息技術與物理學科融合，可以促進學生對重難點知識的建構與生成。

總之，利用開發和自制初中物理生活化實驗器材，能夠更好的達成物理教育思想與目標。只要教師心中有愛，自始至終的把學生放于心中，利用實驗創新和開發、自制教具，突破教學瓶頸，就能讓我們的學生的頭腦不再是要被填滿的容器，而是一支需要被點燃的火炬。

（作者單位：蘇州市吳江經濟技術開發區運西實驗初級中學，江蘇 蘇州215000）