教師自制教具與學生課后實踐作業融合策略研究

陳坤波　魏歡歡

［摘 要］實驗教學一直是物理學科教學的重點，同時也是物理學科教學的難點。為了解決實驗教學關于實驗裝備貴、實驗效果不顯著及受場地限制等問題，越來越多的教師把注意力放在了自制教具上，的確有很多自制教具能夠提升課堂教學效率，但多數自制教具仍是滿足以教為中心的教學。“雙減”背景下，將教師自制教具與學生課后實踐作業相融合，讓自制教具成為學生課后實踐作業的載體，讓學生在實踐中提升核心素養，在實踐中突破學習難點，使得物理教學更多地向學生傾斜。

［關鍵詞］自制教具；實踐作業；融合；投影儀

［中圖分類號］? ? G633.7? ? ? ? ? ? ［文獻標識碼］? ? A? ? ? ? ? ［文章編號］? ? 1674-6058（2023）30-0074-04

一、實踐背景

《義務教育物理課程標準（2022年版）》（以下簡稱《課標》）中明確指出，義務教育物理課程是一門以實驗為基礎的自然科學課程，與化學、生物學等課程相關聯，具有基礎性、實踐性等特點。《課標》明確提出，物理課程要培養的核心素養主要包括物理觀念、科學思維、科學探究、科學態度與責任；需要通過實驗探究、跨學科實踐等來促進學生的全面發展。《中共中央國務院關于深化教育教學改革全面提高義務教育質量的意見》中也明確指出，要不斷提高教師課堂教學、作業設計、實驗操作和家庭教育指導等能力；要建設高素質專業化教師隊伍；要開展研究型、項目化、合作式學習；要統籌不同年級、不同學科作業數量和作業時間，強化實踐性作業，探索彈性作業和跨學科作業；要促進信息技術與教育教學融合應用。《關于進一步減輕義務教育階段學生作業負擔和校外培訓負擔的意見》中明確要求要科學利用課余時間、減輕學生作業負擔和提高課后服務水平等。手工制作和實踐探究類課后服務，可以就地取材開展趣味性實驗活動，從而激發學生的學習興趣，提高學生的動手操作能力和科學素養。上述文件都倡導學生勇于動手實踐，更鼓勵教師開展實踐教學活動，這也為教師自制教具與學生課后實踐作業的融合實踐創造了條件。

通過張海龍2022年度中學物理教育教學研究綜述、萬方數據關鍵詞分析和中國知網論文關鍵詞檢索分析發現，初中物理課程標準研究、物理大概念教學研究是當下物理教育教學領域的研究重點和熱點，課程與教材研究、物理教學研究、實驗研究占據了半壁江山，但是學生研究和教師發展研究依然較為薄弱。從論文數據和現實實踐中不難看出，教師往往更多關注課堂教學環節、課內知識點和考試能力，這可以讓教師的教學能力能夠快速提升、學科素養快速提高，但不利于教師的專業化發展。如果只注重課內知識與實驗的研究，教師的學科素養很難提升，也難以要求教師在教學過程中培養學生的核心素養。有沒有好的突破方法呢？隨著越來越多的教師對教具自制開展研究和探究，漸漸發現自制教具的過程能夠充分調動教師的學科綜合知識，能夠提升教師的動手操作能力，能夠讓教師積累實踐經驗、提升教研能力，能夠有效地促進教師的專業化發展。例如，北師大版教材八年級下冊“生活中的透鏡”的教學中，在講到幻燈片和投影儀時，教師往往通過展示數字資源，讓學生掌握幻燈片和投影儀的工作原理。教師帶著實物進入課堂往往能夠吸引學生的注意力。教師若善于利用身邊的器材自制一個投影儀并將其帶進課堂，學生一定會更有興趣。自制教具不僅能讓教師展示個人的素養與能力，還能激發學生對物理的學習興趣和對科學的熱愛。除新課中可以進行自制教具外，在習題課中也可以將習題內容轉化為實踐探究活動，利用自制教具輔助學生認知與學習。

在學習“生活中的透鏡”之前，學生已經掌握了凸透鏡的成像規律，熟悉凸透鏡成像的原理，但在判斷物體、凸透鏡、光屏的位置變化時，學生不能準確地掌握物距、像距和像的變化等情況。經調查發現，學生在學習凸透鏡的成像規律時存在以下問題：（1）課上探究次數太少，未能重點探究動態變化過程；（2）不易理解用實驗數據、光路圖推導出的動態變化規律；（3）習慣于記憶結論，不善于實驗探究。在傳統教學中，為了讓學生掌握凸透鏡成像的動態變化規律，教師讓學生再做實驗、繪制多種情況下的光路圖進行探究以及采用動畫的形式讓學生直觀認識。本研究改變傳統教學模式，將凸透鏡成像的動態變化規律融入實踐運用，借助教師自制的投影儀教具吸引學生的注意力，并幫助學生理解投影儀的原理和感知凸透鏡成像規律的應用。課后布置自制投影儀的實踐作業，讓學生在實踐中突破學習難點，感知物理與生活、物理與科技的密切聯系，提升探究能力。

在物理實驗演示課中，為了提高教學效率，教師有時會把教學困難歸咎于教具體形不夠大或者不夠精致，由此進入了“死胡同”。為了突破傳統觀念，研究設計的學生實踐作業采用簡易項目化的形式，讓學生用實驗講解短視頻的方式提交作業。本研究探索教師自制教具與學生課后實踐作業相融合的教學模式，助力師生的發展。

二、教師自制教具的實踐與思考

物理課堂教學中可自制的教具很多，可通過自制教具對實驗設備進行改進與創新。本文結合教學需要，展示在“生活中的透鏡”中投影儀的制作與應用。

（一）教具自制

1.教具名稱：自制簡易投影儀。

2.制作原理：當物體（手機畫面或F光源）位于凸透鏡一倍焦距和兩倍焦距之間時，會在凸透鏡另一側兩倍焦距外的位置成倒立、放大的實像（如圖1）。

3.制作材料：小刀、放大鏡、紙箱、透明膠、手機（或F光源）。

4.制作過程：提前測出放大鏡（凸透鏡）的焦距，確定焦距后選擇一個長度在此放大鏡一倍焦距到兩倍焦距之間的紙盒，紙盒寬度大于凸透鏡直徑的兩倍，高度大于手機長度。在紙盒底部選取與手機中心等高的位置，在紙盒側面用小刀鉆出一個和放大鏡一樣大的孔，孔上固定放大鏡，在與放大鏡中心等高的紙盒側面用刻度尺標記一倍焦距、兩倍焦距的位置。手機亮度調到最大（或F光源），放進盒子里面，位置在標記的一倍焦距到兩倍焦距之間。在兩倍焦距外的白墻上找到清晰的像。

自制的簡易投影儀如圖2所示。

（二）教具展示

在“生活中的透鏡”一課中，教師在講完投影儀與幻燈機的結構之后，拿出自制簡易投影儀供學生輪流觀看，并讓學生猜想簡易投影儀能否投出放大的手機畫面，并討論投影儀的成像原理。待學生討論結束后，統計學生猜想的結果。教師現場將手機放進簡易投影儀中，并調出相應的畫面。將小孔對著白墻調節到合適的距離，讓學生觀看投影效果，引導學生講解投影儀的成像原理。讓學生改變手機位置或者小孔離白墻的距離，并觀察成像情況。學生可以看到物距、像距的變化會使像變模糊。“清晰的像跑哪里去了呢？”筆者將這一問題留作課后實踐作業讓學生思考解決。

（三）實踐反思

通過展示自制簡易投影儀的成像效果，充分激發了學生的求知欲，學生都想自己動手嘗試制作簡易投影儀。“清晰的像跑哪里去了呢？”這個問題為突破學生對凸透鏡成像的動態變化規律的學習難點做了鋪墊。但自制的簡易投影儀還存在一些不足：（1）放大鏡的焦距太小物距小，不利于大范圍地改變物距；（2）手機的亮度不夠，成像不夠清晰；（3）裝置較小。

三、學生實踐作業的完成與評價

（一）作業完成流程

為了達到通過課后實踐作業幫助學生突破學習難點和提升學生綜合素養的目的，課后實踐遵循實驗探究步驟，也結合項目式學習的流程要點，設計了項目式紙質探究報告和實驗短視頻講解競賽，并從促進學生全面發展的角度設置評價體系。“生活中的透鏡”課后實踐作業設計如表1所示。

（二）作業展示與評價

學生完成作業之后將實踐作業視頻私發給老師，由老師逐一打分，并從知識層面、表達層面、操作層面、制作技巧（信息技術）層面、完成特色和改進這六個角度對作業進行書面評價，且分類進行線上專業展示，評出最佳實踐作業獎和實踐作業創意獎，將小科學實驗器材作為獎品獎勵給學生。

四、總結

（一）精心籌劃，目標明確

實踐作業是精準策劃的綜合育人的教學活動。實踐作業的頻率不能太高，否則會成為學生學習的負擔，也不能太低，否則達不到引導學生實踐的目的。實踐作業適宜兩周進行一次。實踐作業除應和常規作業一樣具有鞏固基礎知識點、輔助重難點突破及強化基礎知識應用等基礎屬性外，還應具有訓練科學思維、加強實驗操作、應用跨學科知識及引領價值觀等素養屬性。

（二）做前評估，趣味引領

在確定實踐作業的主題前，一定要先對實踐作業進行評估，確定好實踐作業的趣味點。興趣是最好的老師，教師設計的實踐作業應能激發學生的學習興趣，滿足學生的好奇心。對于實踐作業，不一定要在現象上體現趣味性，探究展示過程也可以進行趣味化設計。為了讓學生充滿興趣地完成實踐作業，教師在布置作業前一定要自己完成一次實踐作業，只有這樣才能更好地設置趣味點，才能掌握學生完成實踐作業的困難之處和所用的時間。

（三）隨手取材，貼近生活

教師設計的實踐作業要貼近生活，其中的原理應用要在生活中真實見到，這樣才能更好地培養學生的知識遷移能力。實踐作業中涉及的材料要隨手可取，更貼近生活，這樣才能體現物理源于生活用于生活。實踐作業能夠隨手取材保證了作業難度，也降低了學生的試錯成本。

物理的學習應該是源自對生活的熱愛，將教師自制教具與學生實踐作業相融合，旨在通過教具自制過程展現教師對物理的熱愛，以及通過學生實踐提升學生對物理、生活的熱愛。教材中還有很多實驗可以轉化為學生實踐小實驗，不一定用巨型教具進行展示講解，可有效利用自制教具。教師應轉換思維，積極開展以學生為中心的探究式教學，讓學生愛上物理。

［? ?參? ?考? ?文? ?獻? ?］

［1］? 中華人民共和國教育部.義務教育物理課程標準：2022年版［M］.北京：北京師范大學出版社，2022.

［2］? 黃清輝，張賢金，吳新建.基于項目式學習促進學生化學深度學習的實踐與探索［J］.中小學實驗與裝備，2021（6）：10-12.

［3］? 吳釩，魏萌，羅海軍.“雙減”政策下物理課后服務路徑探索：以簡易趣味化實驗為例［J］.中小學實驗與裝備，2022（1）：43-45.

［4］? 張海龍，馬亞鵬.2022年度中學物理教育教學研究綜述：基于《中學物理教與學》論文轉載情況分析［J］.物理教師，2023（2）：2-6，12.

［5］? 王輝，董銳.市域中小學實驗教學微視頻制作的應用與實踐探析：以孝感市中小學實驗教學微視頻制作線上評審情況為例［J］.中小學實驗與裝備，2022（1）：4-6.

［6］? 王建籌.初中物理“隨手取材”實驗的意義與實踐［J］.福建教育學院學報，2020（12）：47-48.

［7］? 丁云峰.利用自制實驗教具? ?突破光學知識難點［J］.中國教育技術裝備，2019（11）：123-125.

［8］? 伏萍萍.新課改下初中物理實驗教學的改進與創新［J］.教育界，2022（4）：122-124.

［9］? 高暢.不一樣的項目學習：家庭實驗室項目［J］.當代教育家，2020（11）：68-69.

［10］? 周榮娟.建立“家庭實驗室”拓展物理課堂［J］.好家長，2022（39）：40-42.

［11］? 陳耀.家庭實驗室大有可為［J］.科教導刊， 2021（18）：15-17.

（責任編輯? ? 黃春香）

［基金項目］湖北省教育科學規劃課題“雙減背景下初中物理實踐作業設計與實踐”（課題編號：2022JB435）；咸寧市咸安區2021年基礎教育課題“基于物理課題教學中教具自制的思考與實踐”（項目編號：XAJCJYKT201910）的研究成果之一。