自制教具在初中物理教學中的應用

李正華

【摘要】自制教具是一種重要的教學資源，具有低成本、易操作、實驗現象明顯等特點.在物理教學中，合理利用教具資源，可以激發學生的學習興趣，提高課堂教學效率.本文結合四個具體案例，闡述自制教具在初中物理教學中的應用.

【關鍵詞】初中物理；實驗教學；自制教具

自制教具既是一種重要的教學資源，又是一種行之有效的教學手段.自制教具體現了一名物理教師的教學智慧.合理利用自制教具，可以激發學生的學習興趣，提高課堂教學效率.筆者就自制教具的特點及自制教具在初中物理教學中的應用，談幾點粗淺的認識.

1自制教具的設計特點

1.1經濟實用，成本低

目前，一些學校的實驗器材和設備短缺，僅存的一些實驗器材也已經陳舊過時，這些陳舊的器材和設備不能有效發揮實驗的效果，難以激發學生學習物理的興趣，嚴重阻礙物理實驗教學的開展.而自制教具具備經濟實用，成本低廉的優勢，一直以來深受廣大師生的青睞.生活中的一些日常用品、廢舊物品、工業邊角料等都可以用來自制教具，變廢為寶，彌補學校實驗器材的緊缺.一些教師將自制教具應用到物理課堂教學中，獲得了較好的教學效果.

1.2操作方便，使用靈活

自制教具通常適用于簡單的物理實驗，所以操作較為簡單、容易上手.而且自制教具一般小巧輕便，方便攜帶，可以提高學生對物理實驗的興趣，增強實驗體驗和反饋.教師要善于結合實際教學的需要，有創造性地、靈活地自行設計教具，從設計構思到取材制作，都由教師獨立完成，這種個性化教具使用起來更加靈活、更加得心應手.另外，教師可以對教具進行小的改進或優化，以期達到理想的實驗效果.

1.3現象直觀，效果明顯

在初中物理教學中，有一部分自制教具是對前人的研究成果或現有的實驗器材進行改進和創新的.將自制教具應用于物理教學中，能夠讓學生更清晰、更直觀地看到實驗現象，以便對實驗結果進行準確分析.教師在使用自制教具時，可以把原本不明顯的實驗現象放大，便于學生觀察，在一定程度上降低了學生的學習難度.自制教具可以有效破解物理教學中的難題.

1.4設計科學，安全可靠

作為一種物理實驗輔助工具，自制教具并不是憑空臆造的，而是依據科學原理進行研發并經檢驗的.應用于實際教學中的自制教具都具備科學性.自制教具只要出現科學性錯誤，那它就不具有使用價值.除此之外，自制教具必須具備安全可靠的性能，安全是物理實驗的前提.自制教具所選用的材料應是無毒無味、環保安全的.在設計教具時，也盡量避免尖銳的形狀，排除安全隱患.

2自制教具在初中物理教學中的應用

2.1巧用自制教具，增加實驗的趣味性

興趣是推動學生主動學習的內在動力.在物理教學中若能增加一些趣味性實驗，既能豐富教學內容，又能激發學生學習興趣、活躍課堂氣氛.教師根據教學內容的需要，精心構思，自制一個極富特色的教具，將其應用于課堂教學，給課堂帶來不斷的驚喜.

例如在教授“物體浮沉條件的應用”一課時，有個“孔明燈”升空實驗.筆者自制了一個孔明燈，如圖1、圖2、圖3所示.在三個鐵架臺中間放置一個圓筒，將酒精燈放在圓筒上面，把塑料袋口朝下展開，套在三個鐵架臺上，用火柴點燃酒精燈.很快塑料袋膨脹起來，隨后學生觀察到塑料袋徐徐升空.教師進而引導學生思考孔明燈升空的原因.課堂上學生們興致勃勃、熱烈討論、踴躍發言.教師用自制教具再現學生熟悉的生活情境，促使學生產生強烈的求知欲望，讓整個物理課堂趣味盎然，充滿生機和活力.

2.2改進自制教具，提高演示實驗效果

物理教學中有很多演示實驗，這些實驗需要學生細心觀察物理現象，認真分析這些物理現象產生的原因，從而總結概括出物理規律.如果實驗現象或效果不明顯，會使學生陷入認知障礙，從而影響教學效果.實驗現象或效果不明顯時，教師就要想方設法改進實驗器材或操作方式，力求演示實驗的成功展示.

例如“走進分子世界”一課中有一個酒精和水混合的實驗.一些教師的做法如圖4、圖5所示，圖4采用膠頭滴管注入液體的方法，這種方法速度慢，所花時間較多；圖5雖然所用酒精和水較多，但100ml量筒的內徑較大，液面變化不明顯，可見度太小.

針對這些弊端，筆者對教具進行了改進，如圖6所示.圖6所示實驗所花時間少并且效果明顯.該實驗選用一根長約80cm，內徑約1cm，一端封閉的細玻璃管，在玻璃管中間位置做一個標記.先用注射器向管中注入一半體積的水，再用注射器向管中注入一半體積的染色酒精，然后用拇指堵住管口，反復顛倒數次，使酒精和水充分混合.正立玻璃管觀察，發現液面明顯降低了.此實驗直接采用注射器注入，不但能控制液體加入量還節約了時間.

2.3借助自制教具，有效突破教學難點

俗話說：“百聞不如一見”.教師的演示實驗能夠刺激學生的感官，吸引學生的注意力，活躍學生的思維.所以，教師要盡可能地圍繞教學難點設計實驗，幫助學生化解學習難點.

例如在“浮力”一課中，“浮力產生的原因”是教學中的一個難點.在以往的教學中，筆者通過圖示加上理論推導的方式探究浮力產生的原因.設想一個質地均勻的正方體物體浸沒在水中靜止，對此物體進行受力分析.它的前后、左右兩對側面受力平衡；上下兩表面由于深度不同，受到水的壓強不同，受到水的壓力也不同，因此浮力產生的原因是液體對物體上下表面的壓力差.這樣雖然也能得出結論，但太過抽象，學生聽得一知半解.針對這個難點，筆者自制了一個教具“浮力產生的原因演示器”，如圖7所示.將無蓋的塑料瓶底部剪掉，做成一個大“漏斗”，把一個乒乓球放到瓶口處，然后向瓶中注水，會看到有少量水不斷從瓶口流出，乒乓球不上浮.教學過程如下：

師：乒乓球受不受浮力？為什么？

生1：乒乓球不受浮力.因為水從瓶口向下流出，球下表面沒有受到水的壓力，而它的上表面受到水向下的壓力，此時球受到的合力方向向下，所以球不受浮力的作用，不能上浮.

師：如何讓乒乓球上浮？

生2：用手堵住瓶口.

生3：用瓶蓋堵住瓶口.

（教師讓學生上臺做實驗，學生用手堵住瓶口，乒乓球上浮.）

師：乒乓球為什么會上浮？

生4：用手堵住瓶口，水就不會從瓶口流出.乒乓球下表面有水，球下表面受到水向上的壓力，球受到水向上的壓力大于它受到水向下的壓力，就產生浮力，所以乒乓球能浮起來.

師：浮力產生的原因是什么？

生5：液體對物體上下表面的壓力差.

用此教具做演示實驗，操作簡單，實驗現象明顯，學生對浮力產生的原因印象深刻，輕松突破教學難點.

2.4利用自制教具，培養學生的思維能力

演示實驗不僅是把直觀生動的物理現象展現在學生眼前，更為重要的是通過實驗啟迪學生，培養學生的思維能力.想要實現這個目標，教師要巧妙設計“問題串”，深度挖掘學生的思維深度，充分發展學生的思維能力.

例如 在教授“氣體的壓強”一課時，由于大氣壓強具有較強的抽象性，學生在理解上存在一定的困難.為此，筆者用塑料瓶、乒乓球自制一個教具，用來演示大氣壓強的存在，如圖8所示.向塑料瓶中注滿水，將小球放在瓶口，手用力壓著球同時把塑料瓶倒置.教學過程如下：

師：如果松開壓著小球的手，小球會怎么樣？

生1：球會掉落，同時瓶里的水也會向下流.

生2：球會被瓶子吸住.

（教師松開壓著小球的手，學生觀察到小球沒有掉下來，而瓶里的水也沒有流出.接著，教師引導學生對小球進行受力分析.）

師：小球受到哪幾個力的作用？

生3：小球受到兩個力的作用，重力和一個向上的力.

師：小球會受到一個向上的力，有什么依據？

生3：小球靜止，它受到平衡力的作用.小球受到豎直向下的重力，根據二力平衡的條件可知，必然有一個向上的力來平衡這個重力.

師：這個向上的力的施力物體是什么？

生4：是瓶子.

生5：是大氣.

師：小球受到向上的力的施力物體究竟是瓶子還是大氣呢？請同學們設計一個實驗方案來驗證自己的猜想.

生6：把瓶中的水全部倒出，再重復一次實驗，看球是否掉下來.如果施力物體是瓶子，球就不會掉下來.

（教師讓學生上臺做實驗，學生觀察到小球掉落.）

師：為什么把水倒出，小球會掉下來.

生：這是大氣壓強的作用，原來瓶子里裝滿水，瓶內壓強比瓶外壓強低，于是大氣就把球壓在了瓶口.后來，將瓶中的水全部倒出，瓶子里充滿空氣，瓶內外壓強相等，小球在重力的作用下掉落.

通過這個實驗，讓學生對大氣壓強有了切身感受，同時利用學生對實驗現象產生的疑惑，放手讓學生自主設計實驗來解惑，教師適時點拔，提高學生的思維能力.

3結語

教師通過自制教具給學生起到示范作用，培養學生的創新意識.自制教具取材于生活，拉近物理與生活的距離，讓學生深刻感受到物理在生活中無處不在.將自制教具與物理教學有機結合，促進學生的思維由形象思維向邏輯思維轉變，使學生在潛移默化中體驗物理的精彩與魅力.

參考文獻：

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