自制教具，激發(fā)學生物理學習興趣

王巧玲 吳學利 喻景燦

自制教具以其材料來源廣泛易得、造價低廉等特點，為教師課堂教學提供了有效的支撐。一些簡單教具的自制，經(jīng)過設(shè)計可以成為學生學習知識的一種方式，制作過程或最終作品亦可作為學生學習過程的評價內(nèi)容，是落實物理學科核心素養(yǎng)、激發(fā)學生學習興趣、培養(yǎng)學生動手能力的良好載體。

一、學生自制教具活動的設(shè)計原則

實用性原則。學生自制教具活動是指學生在教師的組織或指導下利用生活中易得材料制作滿足教學或?qū)W習目標的實驗器材。因此，學生自制教具的材料要容易獲得，如采用生活中的廢舊塑料瓶、橡皮筋、一次性吸管、筆芯等。自制教具的結(jié)構(gòu)和工藝要簡單，便于學生制作。在學生制作活動的設(shè)計中，鼓勵學生最好能夠直接利用廢舊物品自制教具，樹立環(huán)保意識和可持續(xù)發(fā)展觀念。

學習性原則。學生自制教具活動是以完成學習目標為目的，因此自制教具的設(shè)計制作要有一定的要求，如明確制作目的、制作思路、制作要求、驗收指標等，利于學生更好地完成自制教具。通過活動，學生學習科學知識，掌握科學方法和實驗操作技能，培養(yǎng)科學態(tài)度、科學思想和科學精神。

科學性原則。學生自制教具的活動內(nèi)容應(yīng)符合學生的認知規(guī)律，體現(xiàn)學生現(xiàn)有的學習水平和學習能力，體現(xiàn)初中物理學科內(nèi)容和物理學習認知過程。教師不能設(shè)計違背科學原理的活動，不能設(shè)計與國家現(xiàn)行法律、法規(guī)、道德規(guī)范有抵觸的活動，不能設(shè)計危害人身安全、破壞環(huán)境衛(wèi)生的活動。

二、學生自制教具活動的應(yīng)用舉例

（一）學生自制教具在課堂活動中的應(yīng)用

在課堂教學過程中，學生自制教具可用于教學過程的引入環(huán)節(jié)。在引入環(huán)節(jié)，學生以比賽或微實驗的形式進行自制教具活動。通過制作和體驗，可以快速地營造課堂學習氛圍，提高學生的學習興趣和求知欲望，也可創(chuàng)設(shè)物理學習情境，以此激發(fā)學生的學習熱情。

例如，在人教版《物理》九年級“焦耳定律”的教學中，教師便可設(shè)計學生自制教具活動，進而創(chuàng)設(shè)教學情境，通過學生的感知和體驗，結(jié)合問題引入新課。

師：同學們，寒冷的冬季，環(huán)衛(wèi)工人凌晨就已經(jīng)開始清掃街道，你是否能夠根據(jù)我們學習的電學知識，利用1副手套、5Ω和25Ω的電阻各1個、導線若干、開關(guān)1個、電源1個，設(shè)計一副電熱手套呢？請以小組為單位開始電路設(shè)計。

教師到各個學習小組觀察、指導，直至電路設(shè)計完畢。

師：哪位同學愿意分享你們小組設(shè)計的電路？

生：各位同學，這是我們小組設(shè)計的電路，將電源、開關(guān)和兩個發(fā)熱電阻用導線串聯(lián)在一起，再將發(fā)熱電阻鑲嵌在手套上。

師：下面就根據(jù)所給器材，依據(jù)設(shè)計的電路，進行電熱手套的制作，并思考電熱手套通電后越來越熱還是恒溫不變，在通電時間相同的情況下，5Ω和25Ω的電阻哪個更熱。

制作體驗結(jié)束后，學生回答問題。

生：電熱手套通電后越來越熱。在通電時間相同的情況下，25Ω的電阻更熱。

以此結(jié)合生活經(jīng)驗引入本節(jié)課的實驗探究：電流通過導體時產(chǎn)生的熱量大小與哪些因素有關(guān)？

此類教學活動的設(shè)計，消耗時間不宜過長，所用器材應(yīng)少而精。根據(jù)學習目標，教師可準備統(tǒng)一規(guī)格的器材或由學生根據(jù)要求準備生活中簡單易得的器材。自制教具的工藝應(yīng)簡單，注重實驗現(xiàn)象和突出實驗體驗，以達到良好的教學效果。

（二）學生自制教具在課后作業(yè)中的應(yīng)用

作品評價是一種體現(xiàn)學生綜合應(yīng)用知識和技能解決實際問題能力的綜合評價，其中包括學生的小發(fā)明和小制作。在設(shè)計學生自制教具作業(yè)時，應(yīng)根據(jù)《義務(wù)教育物理課程標準（2011年版）》明確自制教具的學習目標，并圍繞學習目標制定自制教具的制作要求（如下表），可對應(yīng)提出問題，注重對相關(guān)物理原理的考查，引導學生進行深度思考和探究學習。關(guān)于自制教具作品的評價，可結(jié)合自評、互評、師評等環(huán)節(jié)，以“實物作品+”的形式，采用實物作品結(jié)合作品說明書、研究報告、反思總結(jié)、現(xiàn)場展示評比等方法，提升學生的綜合能力。

在設(shè)計學生自制教具作業(yè)時，應(yīng)充分了解學生的制作水平和制作能力，明確制作要求，不應(yīng)布置工藝復(fù)雜、操作危險的自制教具作業(yè)。簡單的自制教具作業(yè)布置可不限制材料，給學生發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力的空間。稍有難度的自制教具作業(yè)，教師可根據(jù)實際情況，給定材料選擇范圍、制作步驟及工藝，也可鼓勵學生進行小組合作制作，或根據(jù)學生的學習和制作能力進行分層布置自制教具作業(yè)。

綜上所述，在自制教具的過程中，學生通過制作過程學習物理知識，既提高了學習物理知識的興趣，也有助于增強物理觀念。通過合理的設(shè)計，引導學生動手制作，提高思維能力，倡導交流，對學生學習物理興趣和綜合能力的提升都會起到促進作用。

[本文系2020年度河南省基礎(chǔ)教育教學研究項目“初中物理實驗創(chuàng)新的實踐研究”的研究成果（課題編號：JCJYB20060130）及2020年度鄭州市教育科學研究教育裝備和實驗教學專項課題“初中物理微實驗教學實踐研究”的研究成果（課題編號：2020-ZBZX-015）]

（王巧玲系鄭州市第四十二中學教師，吳學利、喻景燦系鄭州市第八中學教師）

（責編 馬孟賢）