高中物理自制教具的創新策略

朱海榕

【摘要】在新時代的教學背景下面，眾多教育學校和專家都要求學科的教學從自身的特點出發。教師有把握到了學科的特點，才有利于自身教學技能的提升，很多教師在教學的過程當中，不注重學科的特點和特性，采取一種傳統的教學模式，這樣是不利于學生接受的！高中物理是一門以實驗為基礎的學科，因此在實際的教學過程當中，教師通過自主創新的教學模具來實現教學目標是非常必要的。眾所周知，高中物理研究的是物體的運動狀態，過程，以及物體在運動過程當中的變化規律。在實際的學習過程當中，會運用到大量物理學家總結出來的運動規律。然而對于這些規律要讓學生產生比較感性的認知，就必須通過實驗論證的方式，讓學生深入理解，達到教學目標。

【關鍵詞】高中物理；自制教具；科學創新

【中圖分類號】G633.7 【文獻標識碼】B 【文章編號】2095-3089（2017）19-0207-02

受到我國應試教育的影響，在進行實際的授課過程當中，絕大多數教師都是采取；“記憶物理學科的實驗原理和對一些書上給出的物理公式進行推論”模式的教學。或許這樣的教學模式能夠讓學生在短期內將物理學科的成績提高，但是卻不利于學生思維能力的構造。其實物理學中大多數規律以及公式都是眾多的物理學家在經過大量的實驗和數據分析之后得出來的。因此我認為在高中的物理學的教學過程當中不應該脫離實驗教具進行教學，作為新時代的教師，我們有必要自主創新的設計一些貼合于教學實際的教學模具。下面我將從利用自制的教具進行教學的原因以及我自己設計的一套教具裝置進行實際說明，希望能夠促進我國物理學科教育的發展。

一、自制教具教學的原因

其實利用教具教學的原因有很多，上文中提到的物理學不應該脫離實驗教學就是一個最主要的原因。當然除此之外，我還認為新時代的教學應該是具備創新意義的，我們不能總是拿課本上一些相對老套的實驗進行傳統反復的教學。如果作為教師的我們能夠自主的研發出一些有利于教學目標實現的教學工具，那么對于實際教學效率的提高是非常有幫助的！眾所周知，在當今高考教育改革的過程當中，非常注重學生對于實驗的自主創新能力的培養。簡單的來說，就是要求學生改裝以往學過的實驗裝置，達到某種實際目的。因此在教學的過程當中，作為教師的我們能夠首先做出一些示范，相信對于學生這種素養的提高是很有幫助的！

二、自制教具教學的實例

在進行實際的教學過程當中，我發現有許多實驗都是可以通過我們自己設計出來的裝置進行論證的。其實無論是從《高中物理必修一（人教版）》所學的小車的加速度的探究實驗還是到《高中物理必修二（人教版）》所學的物體平拋運動的規律，我們都可以通過改裝傳統教學模具的方法，對以往我們教科書上提到的公式和定理進行論證。讓學生在感受嚴謹的實驗過程當中，體會科學的奧妙，達到我們的教學要求。下面我拿出一套我自己設計的教具來進行論證，希望對于廣大教師的實驗教學有所幫助。

1.教具簡述

這套教具主要是我為《高中物理必修二（人教版）》所學的“驗證機械能守恒”和復習《高中物理必修一（人教版）》所學的“物體由摩擦力產生的加速度與動摩擦因素之間關系”而設計了一套實驗裝置。對于這套實驗簡單來說可以是《高中物理必修一（人教版）》所學的“斜面實驗”的創新利用。主要目的是讓學生通過《高中物理必修一（人教版）》所學的知識，求出實驗裝置當中所運用到的材料的動摩擦因素，然后再利用學習機械能守恒定律之前所學的求力的做功模型，探究“物體的重力勢能，動能以及摩擦力做功之間的關系”。通過這三種能量的研究，達到我們“機械能守恒”這一章節的教學目標。

2.教具器材

本套教具主要是運用了《高中物理必修一（人教版）》所學的探究物體勻加速運動的實驗器材當中的斜坡和光電門。不同的是《高中物理必修一（人教版）》所學實驗的斜坡表面的研究材料是固定的，而這套實驗裝置當中我們將在斜坡上面安裝不同的材料。除此之外，這套教具還需要運用到物理學實驗經常用到的小車（有遮光片），刻度尺，天平等。

3.實驗說明

因為機械能守恒實驗本身就是一個探究性實驗，為了使學生清楚的理解機械能守恒定律這個較為經典的概念。因此客觀來說我們將機械能分為物體的動能以及重力勢能。由此這里主要驗證的公式就是：

f摩L+mv2=mgh

在實驗之前，我們可以讓學生求出小車相對于不同斜面材料的動摩擦因素，由于這主要是《高中物理必修一（人教版）》所學的知識，這里不重復贅余地講解。在學生求出小車對于不同斜面材料的動摩擦因素之后就可以讓學生通過三角函數的知識，求出物體在斜面上所受的摩擦力，最后得到的公式就變成了：

L+mv2=mgh

其中表示斜面傾角的正切。當然，上述公式當中表示質量的m可以約掉。

4.實驗步驟

（1）首先學生需要做的工作就是對于上述公式當中提及相關物理量的測量，由于在中學階段不考慮不確定度引起的誤差，因此只需要將實驗當中得到的數據精確到小數點后兩位。

（2）其次學生要對上文中提到的動摩擦因素進行相對準確的測量。這里必須說明的一點就是物體對于不同材料的動摩擦因素都是不同的，因此學生需要分組測量。

（3）按要求正確的擺放實驗教具裝置，實驗原理圖可以參照研究物體加速度的斜面實驗。不同的一點就是在兩個斜面的底端將安裝一個具有測時間作用的光電門，除此之外，小車的尾部還應該裝有遮光片。

（4）通過光電門計算出小車到達斜面底部的速度，最終求出小車到達底部的動能。通過計算的方法，驗證上述提到的公式。通過觀察的方法，發現小車到達另一斜面的高度與安裝在斜面材料的關系。

很多教師在看到我設計的這個教學模式就是后或許都有一定的想法。或許很多教師認為這樣的教學或許過于簡單，很難闡述一種較為深刻的知識。確實護理學科的教學是為了拓寬學生的思考思維，但是我認為在授課的過程當中就是還應該注重對于學生計算能力的培養，如果真的是忽略了對于學生基礎知識的傳授，他們就會使得整個教學變得本末倒置。教師只有在教學的過程當中不斷用一些簡單的原理制造出一些相對有趣的教學教具，才能提供學生學習興趣，一方面對于自身教學效率的提升也是很有幫助的。

三、教具教學的意義

以上文當中提到的“驗證小車機械能守恒實驗”為例，在許多學生的心目當中，機械能是一個相對來說比較抽象的概念。就算作為教師的我們采取宏觀定義的方法，將機械能片面（轉下頁）（接上頁）的講解成動能和重力勢能，學生也仍然非常難以理解他們之間的關系。因此我們通過一些具有實驗代表性的教具，讓學生自主的探求出他們的關系，相信這樣的意義是遠大于讓學生通過死記硬背的方法來理解物理學科的公式定律的！因此作為高中物理教師的我們需要通過總結歸納的方法，發現物理課本當中相對比較經典的實驗，然后對于這些實驗的儀器進行有創造性的改造，最終驗證出下一階段教學的物理規律。