自制教具在高中物理教學中的應用

摘要：隨著課改深入，教學更加關注培養學生的核心素養。傳統的物理教學法對學生而言，教學顯得抽象、復雜，而實驗演示教學則憑借著探究性、直觀性、趣味性特點受到學生的歡迎，有效彌補了傳統教學的缺陷。因此教師應積極創新，通過自制教具的過程與演示過程增強教學效果。

關鍵詞：自制教具；實驗；核心素養

1前言

物理實驗是物理的靈魂，體現著物理科學的特點。在高中物理教學中，實驗更是起著培養學生物理學科素養的關鍵所在。開展與課程相適宜的實驗，不僅能提升學生的理解能力、推理能力、綜合分析能力和動手實驗能力等，更能培養學生的物理學習興趣和科學品質，使學生具備科學精神。實驗教具作為實驗的載體，有著不可或缺的地位，然而現實中物理實驗器材缺少、更新速度慢以及實驗器材與知識不相適應等因素，導致課堂實驗達不到預期效果。教師通過對所教知識特性的理解和對課堂的設想，自制實驗器材以達到預想效果，使實驗與課堂更相融合，對學生更具啟發性。同時，實物展臺、傳感器、無線同屏技術等現代多媒體技術的成熟為物理課堂實驗的可觀測性提供了技術支持。本文以“互感和自感”教學中教具制作為例，探索教具制作的過程，為物理教師提供一定思路和方法，使自制教具更好地為教學服務。

教具的目的是服務于教學，因此需要對教材和學情進行深入了解，明確教具的使用目的和設計意圖。“互感和自感”選自人教版高中物理選修3—2第四章“電磁感應”的第6節。本節突出了物理學的技術應用的特色并強調了科學技術與生活的密切聯系。

2 自制教具可以調動學生學習熱情，提高學習主動性

高中階段的學生有較強的好奇心，教師要是能調動其學習興趣，學生就會積極融入到物理教學活動中，活躍、開放的課堂，往往就能達到理想教學效果。比如：在引入自感教學中，為了吸引學生注意力，把抽象的感應現象轉變為學生的一種體會。教師就可以親自制作“自感現象體驗器”，用1節干電池、開關和線圈組成一個自感線路，讓5-6個學生與自感線圈串聯。開關閉合時候學生沒有體會，當開關斷開一瞬間學生手被電擊了一下。這樣學生有了深刻的體驗，激發了學生學習探究的欲望，而且參與面廣，也增強師生互動。制作材料也簡單易得，且這些材料可以多次利用。

3 自制教具可以驗證理論知識，理論與實踐相結合，提高學生創新能力。

根據理論學習，線圈在電路中會有自感現象產生。為了驗證這一理論，教師與學生進行電路的設計。最終設計成一個并聯電路：一條支路上有一個線圈和一個燈泡，另一條支路有一個電阻和一個同型號的燈泡。

當教師要接通電路時把開關合上，我們會看到第二條支路（加電阻）上的燈泡會立刻變亮，而第一條支路上的燈泡是緩緩變亮，最后達到一樣亮，而當我們斷開開關，第一條支路的燈泡會緩緩熄滅，而第二條支路的燈泡會閃一下再熄滅。通過這些現象我們就驗證了自感現象，就是線圈中的電流發生變化時，它周圍的磁場也隨著變化，并由此產生磁通量的變化，因而在線圈中就產生感應電動勢，這個電動勢阻礙導體中原來電流的變化，開關閉合時第一條支路燈泡緩緩變亮的原因得以驗證。

為了驗證開關斷開瞬間也有自感現象產生，教師與學生進行進一步的改進電路。電路為一個并聯電路：兩支發光二極管與感應線圈并聯，再與電源并聯，發光二極管一支正極與電路正極連接，而另一支發光二極管正極與電路負極連接。我們已知二極管的單項導電性，開關斷開前正極與電源正極連接的二極管會亮，斷開一瞬間正極與電路負極連接的二極管會閃亮一下。這就驗證了感應的電流與原電流方向是相反的。

通過師生合作設計感應電路，并完成理論知識的驗證，讓學生親自參與到整個教學與學習過程，課堂的營造了活躍的課堂氛圍，充分地使學生把知識消化，同時享受到了學習的樂趣，有效提高學生的創新實踐能力。

4 自制教具還可以彌補學校設備不足，提高教學靈活度。

學校雖然購入許多的儀器設備，但是相比于實際需求，不僅數量不足，還缺少許多種類，這導致很多教學需求難以得到滿足。教師此時就要學會適應教學的發展趨勢，與學生共同發現和制造教具，并應用自制教具彌補現有設備 的不足。如互感現象中的無線充電技術演示實驗。學校不能滿足各班的教學需求。

我們已經學習了互感概念：當一線圈中的電流發生變化時，在臨近的另一線圈中產生感應電動勢。而且通過互感，線圈可以使能量或信號由一個線圈很方便的傳遞到另一個線圈中。

蘋果手機的無線充電又將這一技術展現在現實生活中。為了適應課堂需求，教師將實驗普通的不支持無線充電的手機，還有線圈、電源等備好帶領學生自制無線充電器，完成兩個線圈制作，一個線圈與電源連接，另一個線圈與手機連接。兩個線圈外用絕緣材料包裹。明顯線圈之間不會有導線直接連接。當兩線圈靠近時，發現手機開始充電，遠離時手機停止充電。

通過自制無線充電器讓學生更加深刻體會到感應現象的真實存在，彌補了設備的不足，同時教學與時代同步，與生活接軌，更加促進學生的思維開放。

總結

總而言之，自制教具不僅能節約資金，而且能鍛煉學生的動腦與動手能力，培養其思維能力、實踐能力與創新能力，發揮了學生的主觀能動性。在此過程中，教師的能力也會得到很大提升，師生共同努力，營造良好的課堂教學氛圍，激發學生的學習興趣，充分調動學生參與物理活動的積極性。學生的合作能力和實踐創新能力得到了很大程度的提高。培養了學生核心素養。

參考文獻

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作者簡介：李林深（1992—），江西科技師范大學研究生，籍貫：福建南平，研究方向：學科教學（物理）物理教育。

（作者單位：江西科技師范大學研究生）