物理實驗教學延伸之學生自制教具的思考

（福安第一中學，福建福安355000）

物理實驗教學延伸之學生自制教具的思考

張曉斌

（福安第一中學，福建福安355000）

隨著五環教學模式的推進，物理實驗教學遇到困難。而自制教具作為一種課堂的延伸則很好地提升了學生學習物理的興趣。本文就福安一中首屆“高中物理教具自制大賽”的一系列流程加以思考分析，以探索高中物理實驗教學之路。

物理實驗；自制教具

筆者所在的學校正在進行五環模式教學。經過六年的課堂教學改革后，取得了一定的成果，但同時也發現了不少問題。其中物理實驗教學的實施就存在困難，其表現在于教學效果上并沒有多大的提升。眾所周知，物理是一門實驗科學，實驗在物理教學中的地位不言而喻。而長期以來的實驗教學已然演變成實驗理論教學，實驗動手操作對于學生來說存在非常大的困難，這也間接降低了學生學習物理實驗的興趣。那么該如何提升學生動手操作能力呢？經過課堂教學探索后，我們發現在課堂上提升學生動手能力是比較困難的。一方面課堂時間有限，學生無法真正完整的完成實驗的探索；另一方面學生處于被動完成實驗狀態，積極性不高，多有應付了事的心態。鑒于這種情況，筆者與福安一中物理組的教師進行深入的討論后，結合本校校本課程研究性學習，一致認為可以從課外培養學生動手操作實驗的能力。于是筆者所在的學校舉辦了首屆“福安一中高中物理教具制作大賽”，并就該比賽進行了一定的反思，以期在物理實驗教學上尋找到一個適合五環模式教學的教學方式。

一、造聲勢引興趣

首屆“福安一中高中物理教具制作大賽”比賽期初，筆者便集中高一高二宣傳委員召開了關于海報制作比賽的相關會議，由各班宣傳委員向班級解釋海報制作比賽相關事項。在接下來的兩周中，學生表現出極大的興趣，開始收集各種和物理相關的材料，并于規定時間內完成了海報的制作。而在海報展示期間，學校則于微信公眾平臺對本次比賽進行報導，對教具制作的討論再次引發更多學生的關注。愛因斯坦曾經說過，“興趣是最好的老師”，一旦學生開始對物理感興趣，那么學好它是遲早的事情。這是一個媒體網絡發達的時代，海報宣傳和公眾號的報導則從側面引發學生對物理的興趣。

二、理材料明方向

在高中物理教學中，涉及很多實驗，其中包括演示實驗和分組實驗。由于學生在考試過程中多涉及分組實驗，因此很多演示實驗都被忽略。演示實驗很難像分組實驗那樣讓學生對其原理步驟做進一步的了解，這時學生就需要花很大的精力才能整理和總結出這些原理，而多數學生面對如此繁多的實驗，就會望而生畏，不會去整理和歸納。倘若教師不加以指導整合，學生可能就會直接忽略這些實驗。那么實驗的整合是不是都要教師獨自完成呢？其實不然，可以讓學生參與到實驗器材的整合過程中。筆者所在的學校就分批次安排了學生進行實驗器材的整合。在整合過程中，學生負責器材的編輯，教師負責器材解說理論部分，然后將其一一整合好，打上標記。學生在整理過程中，就獲得了對這個實驗的了解。而后將整合好的實驗以共享資源的形式分享給所有參賽學生，讓學生明確了物理教具制作的方向。

三、解問題重生活

學習物理的最終目的是用物理的知識解決生活生產中的問題。因此學生不僅要掌握物理知識，還應該結合物理知識解決生活中的問題。而教具制作就是一個很好的利用物理知識解決生活問題的一個方式。物理學家麥克斯韋曾經說過“實驗的教育價值往往與儀器的復雜性成反比”。因此，教具制作不在于教具的理論之高，而在于簡單明了又能解決實際問題，促進學生對物理知識的理解。

自制的儀器可以是原理的巧妙應用，用于解決生活中的實際問題。比如，在魯科版物理必修一第四章第一節《重力與重心》的教學中，涉及到一個演示實驗——傾角儀。這個實驗簡單而又有意義。利用重力的方向來檢測平面是否水平。如圖1所示為傾角儀，該儀器的制作過程如下：在一塊矩形木板上貼上圓形白紙（暫時不要粘牢），將圓周劃分為360°并標上刻度，在圓心處釘一個小鐵釘做軸。用鐵皮剪成指針，另用鐵皮做成一小鐵管，將小鐵管焊在指針的中間部位，將小鋼珠焊在指針的尾端。將小鐵管套在小鐵釘上，使鋼珠可以帶著指針轉動。將做好的傾角儀放在標準的水平臺上，指針在鋼珠的作用下尖端朝上。轉動白紙刻度，使指針示數為零，把紙粘牢。至此，傾角儀制作完畢。

自制的儀器也可以是抽象概念形象化的展示。比如魯科版物理選修3-1第五章第三節《磁感應強度磁通量》，在本節中涉及磁通量的概念，而磁通量的概念是抽象的，于是學生設計了一個儀器來將抽象概念形象化。圖2中演示儀用鐵線來表示磁感線，用貼紙來表示磁極N、S以及磁感線的方向。該演示儀可以直接讀取穿過線圈的磁感線條數來反映磁通量的大小，將一個抽象的概念形象化了。

四、養習慣立理念

自制教具是通過學生深入理解教材，探究實驗原理，精心設計儀器構造，發揮團隊協作的具體實物。在這個過程中，學生運用不同的實驗器材可以演示相同的實驗現象，并且得出一致的實驗結論。學生在制作過程中，觀察到了豐富的物理現象，嘗試了不同的制作方案，既加強了物理知識的理解，也提高了團隊協作能力，更培養了學生的創新意識。在這次比賽中，學生養成了良好的思考習慣，樹立了創新理念，而這種潛移默化的變化更是讓學生產生對物理學習的興趣。

隨著教學改革的不斷推進，社會對教師的要求也不斷提升，教師要善于結合學科特點采取相應的策略，與時俱進。對于物理這門實驗科學，就要充分發揮實驗在物理教學中的應用。而引導學生自制教具，則培養了學生熱愛科學的思想，樹立了創新意識，開拓了學生的眼界，體會了物理知識在生活中的應用，實現了課堂教學的延伸，對學生提高物理學習的興趣有很大的幫助，從而也實現了物理實驗教學的提升。

［1］廖伯琴.普通高中課程標準實驗教科書·物理1（必修）［M］.濟南:山東科技出版社，2011.

［2］廖伯琴.普通高中課程標準實驗教科書·物理（選修3-1）［M］.濟南:山東科技出版社，2011.

［3］莊運武.論開發低成本物理實驗的原則［J］.重慶:物理教學探討,2014（6）.

［4］郭衛東.低成本物理實驗的巧妙設計與應用［J］.重慶:物理教學探討,2012（7）.

［5］嚴涵.讓實驗貼近生活，讓探索照亮科學［J］.重慶:物理教學探討,2014（2）.

（責任編輯：詹國榮）

本文系福建省教育科學“十二五”規劃2015年度課題“運用高中物理疑難實驗促進學生研究性學習能力提升的實踐研究”（項目編號：FJKYJD15-08）研究成果。