巧用自制教具 服務新課程物理教學

劉英芹

摘要：物理是一門以實驗為基礎的自然科學，物理實驗在培養學生動手能力、分析問題、解決問題的能力，培養學生的探索精神、科學研究的基本素養等方面占有重要的作用。然而在實際教學中，學校的實驗器材配備有時候不能滿足教學的需要，使得教學中多是學生親自動手的機會很少。想要改變這一現狀，就需要自制教具。自制教具的使用能夠較大程度地調動學生的積極性，激發學生的探索欲望，培養他們的實踐能力和創新精神。

關鍵詞：自制教具;形象化;求知欲;創新意識

中圖分類號：G633.7 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2015）46-0238-02

物理是一門以實驗為基礎的自然科學，物理實驗在培養學生動手能力、分析問題、解決問題的能力，培養學生的探索精神、科學研究的基本素養等方面占有重要的作用。然而在實際教學中，學校的實驗器材配備有時候不能滿足教學的需要，使得教學中多是學生親自動手的機會很少。想要改變這一現狀，就需要自制教具。自制教具的使用能夠較大程度地調動學生的積極性，激發學生的探索欲望，培養他們的實踐能力和創新精神。物理學家麥克斯韋曾說：“實驗的教育價值往往與儀器的復雜性成反比，學生用自制的儀器，雖然經常出毛病，但它卻比仔細調好的儀器能學到更多的東西。”下面我來談談自制教具應用中的一些體會。

一、巧用自制教具，可以把抽象的知識形象化有效地突破教學難點

在物理教學中，很多重點和難點知識的生成有時依賴多媒體課件才能順利完成，如果能自制教具，設計演示實驗，不僅能順利突破重點難點，而且能極大地增強教學效果。

在學習《浮力》一課時，用我自制的教具《浮力產生的原因演示器》很好地展示了浸沒在水中的正方體六個側面都受到壓力，并且前后、左右相等，實驗效果非常明顯，順利突破了教學難點。在研究“力的作用效果跟什么因素有關”時，課本上利用的器材是泡沫塑料、砝碼、壓力小桌，通過泡沫塑料的壓下的深淺顯示壓力的作用效果。我在組織實驗時，準備了充足的實驗器材，有：橡皮泥、裝水的礦泉水瓶、圖釘、海綿、沙子、鉛筆、氣球等。充足的實驗器材，調動了學生探索的積極性，打破了課本中現有的實驗器材的局限，培養了學生創造性設計實驗的能力，開拓了學生思維。特別是學生根據不同的實驗器材得出相同的實驗結論，更具有說服力，學生印象深刻。

二、巧用自制教具，激發學生的好奇心和求知欲

愛因斯坦說：“興趣是最好的老師。”中學生富有好奇心和求知欲，是創新的內在動力。巧妙地安排學生動手操作，可以喚起求知的欲望，激發他們參與學習的興趣，點燃創造的火花。有些小實驗不受時間和地點的限制，可以在課堂上、課外活動甚至家中開展。利用日常生活中常用物品和工具，自制各種各樣簡單的器材。在親力親為中學生觀察操作都比較自由，容易觸發其創新潛能，帶來意想不到的效果。

在初中物理新課的學習中，我是這樣安排的：首先把班里的學生分成四人小組，根據課程的需要，提前讓每一組同學利用身邊的物品（如：一根電線、一個杯子、一只雞蛋、一個瓶子等都可以作為自制教具的材料）自制一件小教具，課堂上由學生展示其作品，并評選出最好作品。這樣一來，學生為了完成一件教具，他們必須要認真討論教材內容，明白原理才可以動手去做，無形中激發了學生的學習熱情。在學習《聲現象》時，布置了課前自制教具的任務：利用你身邊的材料，制作一個可供研究聲音產生和傳播的教具。課堂上有的帶來了自制吉他，有的制作了水瓶琴，還有笛子，這節課就是要讓學生利用熟悉的器材探索物理規律，讓學生從“知”的環境中發現“未知”，學生會感到很親切，產生強烈的探究欲望，覺得真理的發現就是他們，學習物理的真正主人就是自己，從而覺得物理不再是空中樓閣。這樣，學習物理的興趣有了，也樹立了學好物理的信心，課堂上不再拘謹、膽怯，開始踴躍發言，課堂氣氛逐漸活躍起來。特別是后進生，體驗到學習物理的興趣，也就變得好學、愛學。某些同學成功新奇的教具，必然會激發其他同學濃厚的興趣，整個班級呈現一派學物理的良好氛圍。

再如在學習《物態變化》時，做人工制霜小實驗，對霜的形成有了清楚的認識，空氣中的水蒸氣遇冷凝華而成。在學習《流體壓強與流速關系》時，利用洗衣機的排水管、瓶子、碎紙屑、可樂瓶演示“天女散花”、“火山噴發，翻江倒海”現象。“天女散花”：一些泡沫塑料打碎成小顆粒放在桌面上，一只手握住管的下部，用洗衣機排水管的一端斜著對準桌面上的碎顆粒，保持下半部分不動，另一只手抓住上半部分，使其上半部分快速轉動，將發現下管口附近的泡沫塑料被吸進管中，并從上管口飛了出去，形成“天女散花”的現象。“火山噴發，翻江倒海”：用洗衣機排水管的一端裝到可樂瓶的瓶口，注意要密封好，可樂瓶的底部用針扎些小孔，瓶子里裝些彩色碎紙屑和一些泡沫塑料顆粒，然后用一只手握住瓶口，另一只手握住管子的上半部分，使其在空中快速轉動，將發現瓶中的碎紙屑上下翻滾，像火山噴發，像翻江倒海。這些有趣的小實驗，把學生帶入物理知識的海洋，便會明顯淡化“物理難學”這一畏難情緒。

三、巧用自制教具，培養學生的自學能力

教師利用生活中容易得到的材料自制教具進行實驗，在學校實驗器材不足時創造了許多讓學生科學探究的機會。在教師的指導下，讓學生領悟科學方法。由于生活中有大量可以用來進行自制教具的材料，課下，學生也能學著老師利用一些易得的材料實驗，享受科學探究的樂趣。

學生想做好學具，必須有準備有目的，弄清原理和實驗操作要注意的事項，這樣學生就應在課前預習教材內容，為做好實驗作好準備，有利于培養了學生的自學能力。如學生要自制潛水艇模型，使它達到沉浮自如的目的，必須搞清物體沉浮的條件以及怎樣來滿足這些條件，學生抱著好奇心，在不知不覺中吃透了教材，自學能力就會相應地得以提高。學生自制的教具，雖然有時出毛病，但卻會比用仔細調節好的儀器能學到更多的東西。自制教具制作簡單，取材容易，損壞了可以再制作，自然就減輕了學生制作時的心理負擔，就會使學習變得自然、輕松、高效。再如用乒乓球結合家中的其他常見物品可以進行許多探究實驗：用乒乓球研究聲音的振動、測量平均速度、研究物體的熱脹冷縮、研究慣性實驗、演示日食月食成因、研究動能和勢能的相互轉化實驗等等。同時在科學探究中，從材料選擇、設計實驗、分析歸納的過程中，學生也會嘗試用科學方法分析、解決問題。教師要充分重視自制教具的有效利用，號召和發動學生參與到教具自制活動中來，讓學生通過創造性思維和動手制作，轉化為實物成果。

四、巧用自制教具，優化物理實驗課堂

運用自制教具可以彌補教學儀器的不足，獲得直觀效果，優化課堂教學。教學中可以通過對實驗器材進行改進，這樣實驗操作更方便，方法更簡單，效果更明顯，說服力更強。

例如為了說明電源短路會損壞電源，嚴重時會引起火災，教材設計的實驗是：用導線將一節干電池直接連起來，用手摸導線會不會發熱。這個實驗存在幾個不足：（1）導線發熱不明顯。（2）導線發熱眼睛觀察不到，只能用手摸，不能讓每一個學生參與實驗。（3）電池報廢，從而造成浪費。我這樣改進：首先將兩個學生電源串聯起來，使電源電壓達到24ⅴ，用家庭洗滌用的鐵絲球做導線，外面纏繞硝化棉助燃，先開通一個電源，可看到棉花燃燒起來，再開通另一個電源，可看到鐵絲瞬間熔斷。該實驗給學生留下了深刻的印象，提高課堂效率。

五、巧用自制教具，激發學生的創新精神

自制教具體現了物理來源于生活，拉近了實際生活和物理實驗的距離。盡可能選用學生常見的、熟悉的材料做物理實驗，能使學生富有熟知感、新奇感、親切感。重視學生的小發明、小制作，贊賞他們的創新的方法和思路，可以最大限度地激發他們的創新精神。初中學生天生好動、好奇，有強烈的創新意識和求知欲，教師時常對他們的小發明小制作多表揚鼓勵，是激發他們學習物理興趣和創新精神的一種好方式。教師應結合教材內容，引導學生自己或者和其他學生合作設計、動手制作課外小實驗。課外小實驗伸縮度大，學生可以依照自己的意志改變條件，控制實驗的進程，深刻領悟實驗現象。通過課外小實驗還能培養學生良好的觀察習慣，提高觀察能力，培養他們的創新精神。如：在農村許多家庭都在院子外面安裝一個門燈，但是開關的設計卻是問題，因為一個開關控制一盞燈，人走燈滅，晚上經常是摸黑進院摸黑開燈，很不方便，在電學學習的過程中，了解到這種電路的原理，學習了“樓道燈”電路，對于農村的門燈很適用。鼓勵學生在家長的幫助下改裝家庭門燈。這樣理論學習與實踐相結合并且取得了一定的效果，得到了好評。

在現代教學設備日益發展的今天，雖然有許多設計漂亮、制作精巧的現存教具，還有豐富的教學軟件可供教學選擇，它們確實豐富了教學方法，開闊了學生的視野，但是在實現新課標下學生動手、對知識的一步步深入探究方面自制教具有它不可磨滅的作用。它取材容易，制作簡單，損壞了可以再做，加深了學生對教學內容的理解，鍛煉了學生的動手能力，這是商品教具無法比擬的，而且還能與教材內容相匹配，與教法有機結合，所有的學生都能參與進來，有效地調動學生學習的主動性和積極性，培養師生的創新精神和探究能力，從而推動教學向更高、更深層次發展。總之，教師根據教材內容的需要，通過利用生活中易得的材料自制教具進行物理實驗，不斷充實實驗教具，并把優秀教具和實驗設計研究成果加以推廣，實現教師資源共享，我們的新課程教學才不會因教具和器材的欠缺而停滯不前，讓自制教具發揮出應有的潛能，迎來新課程教學的春天。