在物理教學中做一個有心人——談談教具的制作

林瑞漢

（廣東省東莞市第一中學，廣東 東莞 523000）

很多時候，為了更加形象地說明物理問題，物理課堂教學的開展需要教具的輔助.然而，由于時間、條件等因素的限制，在多數的中學課堂，教具的使用頻率很低，教師結合實際教學需要自制教具就更是少之又少.不過，只要教師用心去觀察，還是可以發現在很多小的細節上，動手做教具并應用到課堂，可以大大提高教學效果和效率.

做一個有心人，用心去發現教學中的難點.自制教具要花費教師很多的時間和精力，課堂演示也會花費一些時間，因而教具的制作不應當是隨意的，而需要教師用心去觀察.從學生的課堂反映和課后對問題解決的情況去分析并發現教材中的難點所在，這樣才能把有限的時間和精力用在最需要的地方，即教學難點處，從而提高效率.比如高中物理必修2“圓周運動”這一章，難點有兩個：一個是向心力大小的影響因素，另一個是向心力的應用中涉及的豎直平面內圓周運動最高點和傾斜路面的汽車轉彎的受力分析.針對以上兩點，筆者完成了3個教具的的制作.

圖1

1 向心力大小影響因素

如圖1所示，制作材料和工序都很簡單，只要一個礦泉水瓶、一根彈簧、一個小球和一些紗線.演示時，分別比較轉動快慢不同和換用不同質量的小球時彈簧的伸長情況，即做圓周運動物體的質量和速度對于向心力大小的影響.當然這個教具沒有很全面的描繪所有的問題，但它的優點在于形象的說明和直觀的了解.順著這個思路，筆者做了一個更為簡單而又具有很好的操作性的教具，如圖2所示.只要紗線，小球和一個去了筆心的筆筒就可以完成.課堂可以讓所有學生都動手試一試，親自感受一下不同情況下所需向心力的大小，學生的體會也就更深了.

圖2

2 豎直平面內圓周運動的最高點

過山車是這一知識點的最典型例子，但不是每一個學生都親自坐過過山車，就算是體驗過，要想從自身的感受轉換到對另一物體的受力情況分析，也不是一件容易的事.如圖3所示，利用力矩盤可以做一個小小的過山車.演示時，在小紙盒里放上一小塊粉筆，先緩慢轉動，等轉到或接近最高點，小紙盒口朝下時，粉筆掉落.怎么樣才能使粉筆順利通過最高點而不掉落呢，快速轉動力矩盤，粉筆順利完成圓周運動而不掉落，等速度慢慢變小，粉筆又掉下來了.這樣，就把這一問題的關鍵所在——速度完美的展示出來了.

圖3

3 傾斜路面的汽車轉彎

轉彎的路面往往會設計成內低外高，分析其原理也是“向心力”這一知識點的一個重要的應用.然而，不少學生在分析受力時總出現如圖4所示的錯誤，原因在于，課堂教學往往只給出了這個物理過程的一個局部，即轉彎處的路面，而沒有完整的展現全體.針對這個問題，我用硬紙板做一個簡單的模型，如圖5所示，展示了彎道的整體和連接的一部分直道.這樣，可以清晰的讓學生看到，汽車轉彎所需的向心力方向在水平面內，也就避免了錯誤的分析.

圖4

圖5

圖6

做一個有心人，用心去發現學生的興趣所在.教具除了輔助說明知識點外，展現精彩的小實驗、提升學生學習興趣是它的另一重要作用.很多時候，學生的興趣來自于意外，其實，意外的原因就在于實驗現象與自己生活經驗的推理之間的沖突.比如說，向心力的應用里，簡單的制作一個水流星并演示一下，就可以激發學生對學習該知識點的興趣.另外，完全失重現象這一知識點也有不少讓學生驚喜的小實驗，如圖6兩木塊夾著一條細長的紙巾，如果平放在桌面上，拉動紙巾，則紙巾會斷裂，那么，如何取出紙巾而不斷呢？紙巾斷的原因在于兩木塊間的壓力，而在完全失重狀態下則可以做到壓力為零.這樣，當在課堂上演示并取出完整的紙巾條時，學生對完全失重現象的理解也更加的深刻了.

做一個有心人，用心去挖掘現有教具的其它功能.教師畢竟不是工廠里的師傅，動手制作的能力有限，時間、工具也有限，所以，很多時候需要教師用心去觀察和利用現有教具的多種用途，動手改造現有教具以適用實際情況的需要.如前面提到的過山車模型，其實是對一個力矩盤做了小小的修整便完成了.另外，力矩盤和一塊橡皮，便可以用于演示水平面內圓周運動中，摩擦力提供向心力的情況.在講解自行車前后輪與地面間的摩擦力方向問題時，力矩盤也是一個很好的輔助教具.只要教師用心去觀察，便可以發現很多可利用的功能，讓教學工作更加富有創造性.

教學工作總是在細節中體現成功的，許許多多瑣碎的事，用心去完成，就成就教學中的成功.教具本意就是輔助教師展示物理知識原理，但課堂是真實的，學生是變化的，每個學生群體的具體情況不相同，想要課堂成功，就必須根據學生的實際情況去調整教學方式，因而教具的制作、改造都是不可缺少的環節.

1 劉炳升.《中學物理實驗教學與自制教具》學習建議（一）.大學物理，2001（2）.