中學(xué)、中職物理教學(xué)中自制教具研究

陳松

關(guān)鍵詞：課程改革;物理實(shí)驗(yàn);物理教學(xué);自制教具

從自然科學(xué)的發(fā)展史可以清楚地看出，人們總是從實(shí)踐中總結(jié)出規(guī)律和理論，然后又通過新的實(shí)踐來檢驗(yàn)這些規(guī)律和理論的正確性，借以進(jìn)一步發(fā)展理論。物理學(xué)的理論和實(shí)驗(yàn)的關(guān)系非常密切，它們的所有成果是來自定量的實(shí)驗(yàn)，或經(jīng)定量實(shí)驗(yàn)證明，隨后還將依靠實(shí)驗(yàn)而發(fā)展。因此，從某種意義上來說，實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律，還可以檢驗(yàn)理論是否正確，開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)和教具研究，與學(xué)生共同成長，是一個(gè)永恒的課題。運(yùn)用物理實(shí)驗(yàn)開展教學(xué)，獲取知識和技能，培養(yǎng)興趣和科學(xué)成才等，尤為重要。而怎樣選擇和應(yīng)用實(shí)驗(yàn)教具，不只是為了上好實(shí)驗(yàn)課，而是更深刻理解和運(yùn)用知識點(diǎn)。時(shí)代變化，教學(xué)儀器也不斷更新與改進(jìn)，但由于配置的實(shí)驗(yàn)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(gè)較長的過程，物理教學(xué)中自制教具研究和改進(jìn)成為一個(gè)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(xué)的神秘感

取材簡單，自制教具也容易制作，但需要?jiǎng)邮秩ニ伎己屠斫?、觀察物理過程的變化，讓學(xué)生更好地認(rèn)識和理解物理現(xiàn)象。

例如，在學(xué)習(xí)“保險(xiǎn)絲怎樣起到保險(xiǎn)作用”時(shí)，很多同學(xué)感覺保險(xiǎn)絲的熔斷過程比較神秘。自制“保險(xiǎn)絲演示儀”可以加強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識：取長約18cm的保險(xiǎn)絲，兩端用陶支架水平固定，加上最大36V可調(diào)電壓。當(dāng)逐漸增大電流時(shí)，保險(xiǎn)絲中間逐漸下垂，直至垂得很厲害（4-5cm）時(shí)才突然熔斷，發(fā)出火花和響聲，歷時(shí)幾秒鐘。在上述演示中若故意反復(fù)增加（但不使保險(xiǎn)絲熔斷）和減小電流，則可看到保險(xiǎn)絲魔術(shù)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(fù)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(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)、自制教學(xué)儀器進(jìn)行教學(xué)和實(shí)驗(yàn)，改變了“滿堂灌”的現(xiàn)象;創(chuàng)新了教學(xué)方案;讓學(xué)生動(dòng)手進(jìn)行自制教具，共同學(xué)習(xí)和探索教學(xué)改革的思路。自制教具還豐富了課外活動(dòng)，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(zhì)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(jié)晶，是教師的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)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(yàn)了，素質(zhì)得到培養(yǎng)和提高。改進(jìn)或創(chuàng)新教具，根構(gòu)思設(shè)計(jì)，反復(fù)研究實(shí)驗(yàn)，一定能成功。

二、自制教具在物理教學(xué)中的應(yīng)用

自制教具儀器是古往今來歷代科學(xué)家的優(yōu)良傳統(tǒng)。物理學(xué)很多成就，是伴隨著儀器的成功設(shè)計(jì)而誕生。目前中學(xué)中職物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀有點(diǎn)擔(dān)憂，實(shí)驗(yàn)實(shí)踐因?yàn)椴粎⒓涌荚?，被弱化。自制教具不但培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)造能力，開闊了思維，還能解決當(dāng)前教學(xué)儀器不足。

（一）自制教具可以彌補(bǔ)原有教具的不足

自制和改進(jìn)教具將現(xiàn)代科技溶于其中，彌補(bǔ)現(xiàn)有教具之不足。例如：在物理課的“摩擦起電”實(shí)驗(yàn)中，通過實(shí)驗(yàn)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(kuò)展一些？靜電還有別的用處？為此，我們可以制作一個(gè)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(jī)產(chǎn)生靜電，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)后。加深了對靜電理論知識點(diǎn)的理解，開闊視野，而且還進(jìn)行了環(huán)境保護(hù)知識及現(xiàn)代科技知識的教育。

（二）自制教具趣味性實(shí)驗(yàn)的質(zhì)量提升

吸引學(xué)生注意力，就是趣味性教學(xué)的好手段，增強(qiáng)好奇，激發(fā)興趣，推動(dòng)改革。課堂教學(xué)中增加一兩個(gè)趣味性實(shí)驗(yàn)的穿入，可讓整個(gè)課題質(zhì)量提升不少。

例如，在講解壓強(qiáng)概念之前教師可設(shè)計(jì)這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)：在一個(gè)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(xué)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(chǔ)，自然地教師引導(dǎo)認(rèn)識了壓強(qiáng)的概念，并對壓力和壓強(qiáng)的概念有了較清楚的認(rèn)識。

又如，在給學(xué)生演示慣性時(shí)，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(xué)生感覺很熟悉，也很有興趣。在水杯中放半杯水，當(dāng)老師迅速彈掉硬紙片，學(xué)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(jié)合起來，可以有新的應(yīng)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(shí)驗(yàn)，如在學(xué)習(xí)光的傳播和折射時(shí)，在一個(gè)可樂瓶中放半瓶水，滴入幾滴墨水，再把一只燃著的香插進(jìn)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(jìn)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(xué)們更直觀的認(rèn)識光的傳播和折射。

三、自制教具時(shí)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(yīng)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(yīng)有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力，反對無法展現(xiàn)的物理知識，在學(xué)生面前，無所獲。提倡讓學(xué)生理解所演示的物理道理。

2.經(jīng)濟(jì)。自制的教具少花錢，成本低，能達(dá)到效果就行

3.可靠。我們要求自制的教育能堅(jiān)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(shí)驗(yàn)就不要了，也不只求偶爾成功一次，教具應(yīng)該重復(fù)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(yīng)盡量避免出現(xiàn)高溫、高壓的危險(xiǎn)因素，實(shí)在無法避免時(shí)一定要注意師生安全。

（二）教具設(shè)計(jì)時(shí)注意的問題

1.不脫離教材。脫離物理教材，任何深?yuàn)W物理原理的儀器，都會失去光輝和意義。

2.不放棄改進(jìn)。之前有了許多研究，資料都有介紹，我們抓住某點(diǎn)某方面進(jìn)行改進(jìn)，也可得到收獲。例如：在趣味性方面著手，可以增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，刺激學(xué)生的興奮神經(jīng)，產(chǎn)生深刻印象，提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性。又例如：在制作材料上下功夫，如果能使學(xué)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?qū)W生揭示物理想象發(fā)生的步驟。

3.不超出范圍。實(shí)際和量力同時(shí)并進(jìn)，超綱內(nèi)容不涉及。

（三）自制教具應(yīng)該取材于生活中的常見物質(zhì)。

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(xué)教具;質(zhì)輕、絕緣、易加工的包裝泡沫多用于靜電學(xué)和其他學(xué)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(dá)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(xué)習(xí)電動(dòng)機(jī)原理時(shí)，我們可自制一個(gè)簡單的電動(dòng)機(jī)：用導(dǎo)線做兩只叉形支架，分別焊接在一節(jié)干電池的正負(fù)極，再用漆包線折成一個(gè)三匝方環(huán)形線圈，漆包線的兩端引出來，三匝線圈和兩個(gè)端點(diǎn)都在一個(gè)平面內(nèi)，將兩個(gè)端頭同一側(cè)面的漆刮去。平放干電池，在上面固定一塊磁鐵，當(dāng)把線圈放在叉形支架上時(shí)，通電線圈由于洛倫茲力的作用便轉(zhuǎn)動(dòng)起來。該教具制作簡單，使用方便，很好地模擬了電動(dòng)機(jī)原理，學(xué)生目睹電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，會積極地思考其中的科學(xué)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(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生熱愛物理、熱愛科學(xué)，有研究的情節(jié)。

四、結(jié)語

綜上所述，自制教具在物理教學(xué)中的應(yīng)用具有非常重要的意義，不僅有助于活躍物理教學(xué)的氛圍，同時(shí)還有助于學(xué)生觀察能力的提高，并且還有助于學(xué)生創(chuàng)新能力的提高，物理教學(xué)的效果也會明顯提高。因此，物理教師應(yīng)該在正式開展教學(xué)活動(dòng)前，與學(xué)生們共同對這一課時(shí)的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)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(xué)生通過各種途徑找到這些材料后，便可以在正式教學(xué)活動(dòng)中完成教具的制作。在開展自制教具活動(dòng)的過程中，任課教師必須充分體現(xiàn)學(xué)生的主體位置，這也是自制較具重要價(jià)值充分發(fā)揮的重要前提和基礎(chǔ)作為物理教師，不斷學(xué)習(xí)新知識新科技，與實(shí)踐結(jié)合，創(chuàng)新自制教具，讓學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐，提升自身素質(zhì)和創(chuàng)新能力，讓孩子們做個(gè)“小發(fā)明家”。

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