師范專業(yè)物理實驗教具設(shè)計與制作能力培養(yǎng)的研究

劉傳東 劉國慶 劉芳

（白城師范學(xué)院物理與電子信息學(xué)院，吉林 白城 137000）

隨著教學(xué)制度的不斷改革，要求在教學(xué)的過程中，將學(xué)生作為教學(xué)的主體，一改往日通過教師語言向?qū)W生傳授知識的教學(xué)模式。現(xiàn)如今的教學(xué)模式要求教師不斷的引導(dǎo)學(xué)生，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使學(xué)生積極主動的參加到學(xué)習(xí)活動中來，這樣才能使教學(xué)的效果達到最佳。因此這就對教師的個人能力提出了更高的要求。

一、實驗教具設(shè)計與制作能力的重要性

在物理知識的教學(xué)過程中，若想使學(xué)生能夠更好地學(xué)習(xí)抽象的物理知識，那么首先需要教師在課前做好充足的準備，為即將的教學(xué)任務(wù)做好準備。對于物理學(xué)科而言，即便教師在課前做了充足的準備，僅憑借語言表達能力，也未必能得到良好的教學(xué)效果。因此物理知識的教學(xué)過程，往往需要進行實驗操作配合，才能將物理知識直觀的展現(xiàn)給學(xué)生。因此教師需要在課前設(shè)計好實驗教具，只有在教學(xué)過程中配合以優(yōu)秀的實驗教具，才能將教學(xué)效果發(fā)揮到最好。因此這就需要教師具有優(yōu)秀的實驗教具制作能力。所以為了能夠滿足當(dāng)前教學(xué)制度對教師個人能力的要求，所以師范專業(yè)的學(xué)生也不能忽視這項能力。該要求就體現(xiàn)了師范專業(yè)的學(xué)生在物理實驗教具設(shè)計與制作能力的重要性。

二、物理實驗教具在教學(xué)過程中的應(yīng)用實例

由于物理學(xué)知識抽象且難以理解，學(xué)生在理解過程中極易走進誤區(qū)，因此在教學(xué)過程中，搭配實驗教具進行教學(xué)，能夠幫助學(xué)生直觀的理解物理知識，對于提高教學(xué)效率有著重要的作用。下面就舉出幾個使用物理實驗教具配合教學(xué)的實例，來體現(xiàn)物理實驗教具在教學(xué)過程中的應(yīng)用。

（一）壓強的實驗教具設(shè)計

在學(xué)習(xí)壓強的知識時，液體壓強、密度以及深度之間的關(guān)系作為教學(xué)中的重點知識，其在理解上有著一定的難度。因為液體壓強與液體的質(zhì)量之間不存在聯(lián)系。而學(xué)生往往會產(chǎn)生當(dāng)容器底部所受到的壓強會隨著容器內(nèi)液體質(zhì)量的增加而變大這樣的認知。為了能夠?qū)⒃撝R點明確的向?qū)W生詮釋，那么就需要利用一定的實驗教具。為了講解該知識點，教師可以制作這樣的教具，首先教師可以選取兩只合適的飲料瓶，隨后在瓶底都打好與瓶口大小一致的洞，隨后在洞口加上氣球膜，并用橡皮筋進行密封。接下來將大小不同的兩只試管插入事先準備好的橡膠塞中，然后將這個部件密封進飲料瓶中。緊接著將下端玻璃管與U形管的橡膠管相連接，最后在U形管中滴入墨水。在上述步驟結(jié)束后，將該教具固定在鐵架臺上，隨后調(diào)整高度。在對學(xué)生進行液體壓強的教學(xué)時，首先使用膠頭滴管向兩個大小不同的試管中滴入同等質(zhì)量的墨水，隨后記錄好U形管中液面的高度變化。通過該實驗，我們可以明確的看到小試管中液面高于大試管，并且小試管中U形管液面差更大，那么就證明小試管中液體壓強要大于大試管。由于該實驗是在控制墨水質(zhì)量相同的情況下進行操作的，因此學(xué)生可以明確的了解到液體對于容器底部的壓強僅與液體深度相關(guān)，而與液體的質(zhì)量無關(guān)。

（二）慣性的實驗教具設(shè)計

慣性知識是最適合結(jié)合實驗教具進行教學(xué)的一個物理知識點。因為慣性作為物體抗拒其運動狀態(tài)被改變的性質(zhì)，是很難通過書本中的語言描述進行理解的。并且慣性在使用實驗教具配合的情況下，能夠?qū)T性這種性質(zhì)最直觀的展現(xiàn)給學(xué)生，因此慣性教學(xué)是萬萬離不開實驗教具的。制作慣性的實驗教具，不需要很高的成本，只需要準備一個小型的玩具遙控小車、電池、鐵球、磁鐵以及有機玻璃板、若干導(dǎo)線和電工膠帶就能夠制作。在制作過程中，首先將玩具遙控小車的外殼去除，隨后將一根圓柱形小鐵桿置于線圈中，制成電磁鐵。然后將準備好的兩塊有機玻璃板用膠水對稱的固定在小車底座兩邊。在使用有機玻璃板制成一個架子，并在架子上方預(yù)留一個能夠放置電磁鐵的位置，使鐵球能夠放置在磁鐵下方。然后制作三個用來接鐵球的等大容器，制作完畢后將這三個容器固定在薄有機玻璃板中，用于接受慣性掉落下的鐵球。然后改接遙控小車的電路板，將控制前輪轉(zhuǎn)彎的電路全部切斷，保留后方電動機電路正常運轉(zhuǎn)。最后一步便是為小車制作運行軌道，該軌道主要目的是為了使小車做勻速直線運動，另外軌道終點需要安裝一個緩沖物來保證小車的安全。到此為止，這個慣性的實驗教具就制作完畢了。該教具能夠模仿公交車在緊急剎車時，車內(nèi)乘客所產(chǎn)生的慣性現(xiàn)象。通過實際操作和小球的運動狀態(tài)向?qū)W生直觀的表明慣性的性質(zhì)，使學(xué)生能夠明確的認識慣性的概念，并糾正學(xué)生對于慣性的錯誤認知。

另外，在教學(xué)過程中，結(jié)合上述實用且有趣味的教具，能夠吸引學(xué)生的注意力，使學(xué)生能夠?qū)ξ锢碇R充滿好奇。當(dāng)學(xué)生對物理知識產(chǎn)生好奇時，他們就會對物理知識產(chǎn)生興趣，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使學(xué)生能夠積極主動的去學(xué)習(xí)物理知識。所以現(xiàn)如今的物理知識教學(xué)中，需要教師為學(xué)生準備科學(xué)合理的教具，幫助教師完成教學(xué)目標。除此之外，教學(xué)的過程中更是要時刻注意引導(dǎo)學(xué)生，激發(fā)學(xué)生的求知欲。這些均與教具的使用有著密切的關(guān)系。

結(jié)語

總而言之，在當(dāng)前教育不斷改革的背景下，為了滿足教學(xué)制度對于教師提出的要求，在教師進行物理知識的教學(xué)過程中，教具的使用和制作是不可缺少的一個環(huán)節(jié)。教具的使用既能夠幫助教師完成教學(xué)任務(wù)，還能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，提高課堂的教學(xué)質(zhì)量和效率。因此物理實驗教具的設(shè)計和制作就逐漸成為了物理教師的必備技能。為了能滿足這樣的要求，師范專業(yè)就應(yīng)該重視起物理實驗教具設(shè)計和制作能力，加強對于該方面的培養(yǎng)，從而為社會培養(yǎng)更多符合要求的師范人才。