中學、中職物理教學中自制教具研究

陳松

關鍵詞：課程改革;物理實驗;物理教學;自制教具

從自然科學的發(fā)展史可以清楚地看出，人們總是從實踐中總結出規(guī)律和理論，然后又通過新的實踐來檢驗這些規(guī)律和理論的正確性，借以進一步發(fā)展理論。物理學的理論和實驗的關系非常密切，它們的所有成果是來自定量的實驗，或經(jīng)定量實驗證明，隨后還將依靠實驗而發(fā)展。因此，從某種意義上來說，實驗可以發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律，還可以檢驗理論是否正確，開展實驗教學和教具研究，與學生共同成長，是一個永恒的課題。運用物理實驗開展教學，獲取知識和技能，培養(yǎng)興趣和科學成才等，尤為重要。而怎樣選擇和應用實驗教具，不只是為了上好實驗課，而是更深刻理解和運用知識點。時代變化，教學儀器也不斷更新與改進，但由于配置的實驗儀器數(shù)量有限，并且不能十全十美，新教具的開發(fā)、研制、生產(chǎn)，需要一個較長的過程，物理教學中自制教具研究和改進成為一個永恒的課題。

一、自制物理教具的意義

（一）自制教具有利于消除物理學的神秘感

取材簡單，自制教具也容易制作，但需要動手去思考和理解、觀察物理過程的變化，讓學生更好地認識和理解物理現(xiàn)象。

例如，在學習“保險絲怎樣起到保險作用”時，很多同學感覺保險絲的熔斷過程比較神秘。自制“保險絲演示儀”可以加強學生的感性認識：取長約18cm的保險絲，兩端用陶支架水平固定，加上最大36V可調(diào)電壓。當逐漸增大電流時，保險絲中間逐漸下垂，直至垂得很厲害（4-5cm）時才突然熔斷，發(fā)出火花和響聲，歷時幾秒鐘。在上述演示中若故意反復增加（但不使保險絲熔斷）和減小電流，則可看到保險絲魔術般的逐漸變長，彎曲下垂，又逐漸收縮，慢慢拉直。在課堂演示的幾分鐘內(nèi)可反復多次，把物體的“熱脹冷縮”表現(xiàn)得淋漓盡致。

（二）自制教具有利于教改的后續(xù)之路

傳統(tǒng)課，教師設計教學環(huán)節(jié)、自制教學儀器進行教學和實驗，改變了“滿堂灌”的現(xiàn)象;創(chuàng)新了教學方案;讓學生動手進行自制教具，共同學習和探索教學改革的思路。自制教具還豐富了課外活動，自發(fā)成立了興趣小組。

（三）教具自制有利于提高教師自身素質及創(chuàng)新能力

一件成功的自制教具的誕生，是教師智慧和汗水的結晶，是教師的教學經(jīng)驗積累，在過程中，思想和意志磨煉了，知識也得到了升華，能力也得到檢驗了，素質得到培養(yǎng)和提高。改進或創(chuàng)新教具，根構思設計，反復研究實驗，一定能成功。

二、自制教具在物理教學中的應用

自制教具儀器是古往今來歷代科學家的優(yōu)良傳統(tǒng)。物理學很多成就，是伴隨著儀器的成功設計而誕生。目前中學中職物理實驗教學現(xiàn)狀有點擔憂，實驗實踐因為不參加考試，被弱化。自制教具不但培養(yǎng)了學生的創(chuàng)造能力，開闊了思維，還能解決當前教學儀器不足。

（一）自制教具可以彌補原有教具的不足

自制和改進教具將現(xiàn)代科技溶于其中，彌補現(xiàn)有教具之不足。例如：在物理課的“摩擦起電”實驗中，通過實驗懂得了摩擦可以帶上靜電，帶電體吸引輕小的東西。思維再擴展一些？靜電還有別的用處？為此，我們可以制作一個模擬裝置——消煙除塵：“煙囪式日光燈管”，蚊香煙從“煙囪”中冒，然用將煙塵除掉，起電機產(chǎn)生靜電，改進實驗后。加深了對靜電理論知識點的理解，開闊視野，而且還進行了環(huán)境保護知識及現(xiàn)代科技知識的教育。

（二）自制教具趣味性實驗的質量提升

吸引學生注意力，就是趣味性教學的好手段，增強好奇，激發(fā)興趣，推動改革。課堂教學中增加一兩個趣味性實驗的穿入，可讓整個課題質量提升不少。

例如，在講解壓強概念之前教師可設計這樣一個實驗：在一個無底蓋木箱上面蒙白紙，紙面張緊，將五塊磚輕輕地平放在白紙上，觀察紙面下凹沒破裂。一塊磚輕輕豎直放白紙上，聽到“叭”聲白紙破裂了。同學對手指一戳就破的白紙能放五塊磚感到吃驚，而對磚的平放和豎放產(chǎn)生的效果如此不一樣更不可思議。積極思維基礎，自然地教師引導認識了壓強的概念，并對壓力和壓強的概念有了較清楚的認識。

又如，在給學生演示慣性時，改變一下傳統(tǒng)的演示物，用雞蛋代替小球，用水杯代替支柱，雞蛋和水杯這些取自生活中的物體，學生感覺很熟悉，也很有興趣。在水杯中放半杯水，當老師迅速彈掉硬紙片，學生看到雞蛋落入杯中水花四濺，內(nèi)心多么興奮。

（三）自制教具和購買教具結合起來，可以有新的應用

把一部分自制教具器件和原購買教具搭配，可以做一些新實驗，如在學習光的傳播和折射時，在一個可樂瓶中放半瓶水，滴入幾滴墨水，再把一只燃著的香插進瓶口，讓煙充滿瓶子。用一只激光筆斜向下照射可樂瓶，可以清楚地看到光在有煙霧的空氣中傳播，然后經(jīng)折射進入水中。該教具可以將不容易看到的光線清楚地顯現(xiàn)出來，使同學們更直觀的認識光的傳播和折射。

三、自制教具時需要注意的問題

（一）教具制作要求

教具制作不是模仿工作，應該含有較多的創(chuàng)造性。過程中的具體要求如下：

1.啟發(fā)。自制教具應有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)造力，反對無法展現(xiàn)的物理知識，在學生面前，無所獲。提倡讓學生理解所演示的物理道理。

2.經(jīng)濟。自制的教具少花錢，成本低，能達到效果就行

3.可靠。我們要求自制的教育能堅固耐用、不易損壞、工作穩(wěn)定。我們做的教具并不只是做一次實驗就不要了，也不只求偶爾成功一次，教具應該重復性好。

4. 安全。安全第一，自制教具不能不能例外。在自制教具中應盡量避免出現(xiàn)高溫、高壓的危險因素，實在無法避免時一定要注意師生安全。

（二）教具設計時注意的問題

1.不脫離教材。脫離物理教材，任何深奧物理原理的儀器，都會失去光輝和意義。

2.不放棄改進。之前有了許多研究，資料都有介紹，我們抓住某點某方面進行改進，也可得到收獲。例如：在趣味性方面著手，可以增強學生學習興趣，刺激學生的興奮神經(jīng)，產(chǎn)生深刻印象，提高學生學習物理的積極性。又例如：在制作材料上下功夫，如果能使學生唾手可得，顯然更具有推廣意義。再例如：在啟發(fā)性方面著手，可以展示物理過程，向學生揭示物理想象發(fā)生的步驟。

3.不超出范圍。實際和量力同時并進，超綱內(nèi)容不涉及。

（三）自制教具應該取材于生活中的常見物質。

常用的廢物料有薄鐵片、厚紙片、玻璃邊角料、電話卡、包裝泡沫、塑料膜、罐頭盒、易拉罐、廢膠卷、膠卷桶、舊燈泡等等。玻璃片常用于光學教具;質輕、絕緣、易加工的包裝泡沫多用于靜電學和其他學科;厚紙片、電話卡則易于制作規(guī)則的狹縫和圖案。有些廢物利用已達到系列化，如易拉罐系列、紙教具系列、泡沫塑料系列等，都能完成許多有趣的演示。

例如，在學習電動機原理時，我們可自制一個簡單的電動機：用導線做兩只叉形支架，分別焊接在一節(jié)干電池的正負極，再用漆包線折成一個三匝方環(huán)形線圈，漆包線的兩端引出來，三匝線圈和兩個端點都在一個平面內(nèi)，將兩個端頭同一側面的漆刮去。平放干電池，在上面固定一塊磁鐵，當把線圈放在叉形支架上時，通電線圈由于洛倫茲力的作用便轉動起來。該教具制作簡單，使用方便，很好地模擬了電動機原理，學生目睹電動機的轉動，會積極地思考其中的科學道理，而且日后印象深刻。用生活中的物品與身邊的常見材料來做實驗，讓學生熱愛物理、熱愛科學，有研究的情節(jié)。

四、結語

綜上所述，自制教具在物理教學中的應用具有非常重要的意義，不僅有助于活躍物理教學的氛圍，同時還有助于學生觀察能力的提高，并且還有助于學生創(chuàng)新能力的提高，物理教學的效果也會明顯提高。因此，物理教師應該在正式開展教學活動前，與學生們共同對這一課時的教學內(nèi)容進行深入的研究和分析，以此確定需要制作的教具和需要使用的材料，學生通過各種途徑找到這些材料后，便可以在正式教學活動中完成教具的制作。在開展自制教具活動的過程中，任課教師必須充分體現(xiàn)學生的主體位置，這也是自制較具重要價值充分發(fā)揮的重要前提和基礎作為物理教師，不斷學習新知識新科技，與實踐結合，創(chuàng)新自制教具，讓學生動手實踐，提升自身素質和創(chuàng)新能力，讓孩子們做個“小發(fā)明家”。

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