自制教具提高初中物理演示實驗教學有效性

馬黎明

(江蘇省蘇州高新區第五初級中學校 215001)

當前的物理課堂比較傳統，教師主要依照課本的知識給學生進行講解，雖然完成了基礎的教學目標，但是會阻礙學生發展進步的空間，甚至讓學生對教師的課堂產生依賴的思想，不利于學生自主學習和發揮.而在物理實驗課中加入了自制教具的實驗方法，學生能正確理解物理概念，在掌握課本知識的同時搞清物理規律，加強對日常生活的理解.我們一定要嚴格的制定符合學生身心發展規律的物理自制教具課堂計劃，對當前初中物理實驗的教學策略和教具引導做一些探討和研究.

一、自制教具在初中物理演示實驗中的作用

從字面意思來理解，“自制教具”是指教師通過自己的教學經驗，動手創作出有助于學生實驗活動的一種課堂教學工具.這種自制教具能有效的配合物理教材，讓實驗方式更加靈活，充分構造多元化和技術性的初中物理實驗教學課堂.我們教師要從學生的角度出發，切實導入符合學生心理動向的實驗器材，并不斷地鼓勵學生自主探討和研究，養成學習時勤動腦、勤動手的良好物理實驗習慣.配合實驗自制教具，能讓實驗課堂體現出“一舉兩得”的優勢，使教學內容更加的符合學生的生活，促進各種各樣的實驗進程生活化、趣味化、多樣化.

二、自制教具在初中物理演示實驗中的優勢

為了讓自制教具在實驗課堂中真正激發學生的自主意識，我們作為教師就要配合自制教具在物理課堂中的優勢和理念，體現出探究式教學的目的和課堂方向，并注重數字化實驗系統和做好當前的實驗教學計劃.首先，在引入自制教具之前要培養學生的探究能力，選取合適的教學題材供其思考和想象.當學生有了實驗的意識，便能在實驗中投入大量的精力和時間.其次，自制教具不僅成本低廉，取材較為方便，還有利于教師給學生示范教學，頗具“實驗規范、操作簡單”的特點，可以充分的幫助學生理解物理知識.而且這些小小的教具，有時在物理課堂中能起到關鍵性的作用.

比如給學生講解“加速度和位移”的物理知識時，其公式和定理比較抽象，學生剛接觸與加速度有關的知識，難免會產生“畏懼”的心理，遇到復雜的例題更是不知道“如何下手”解答.而加入了自制教具“小推車”和“實驗用打點計時器”，教學效果就會發生翻天覆地的變化.讓學生自己動手探究小車在加速運動時的運動曲線和速度隨時間的變化規律，邊做實驗邊做好詳細的記錄，能比一大堆“拖沓冗長”的理論講解更生動、更形象具體.這些有趣的實驗活動比“枯燥無味”的傳統課本講解更具有說服力，比五彩斑斕的教材更有效．全面的彰顯出了自制教具的優勢和作用.學生在模擬小車前進的實驗過程中能理解物理實驗的核心理念和知識，在打好物理基礎的同時能感受到物理教具的魅力.由此可見，教師借助自制教具，能引導學生的實驗方向，輕松突破教學難點，并對提高課堂效率、打造高效實驗課堂有重要意義.

三、自制教具在初中物理演示實驗中的實踐

1.注重自制教具的分類，豐富初中物理課堂的內容性

圖1

關于浮力的實驗是多種多樣的，一般都是用浸入液體物體上下表面來創造一定的壓力差，當壓力差到達一定程度后就會產生“浮力”.通過物理學的深層理論來分析解釋，涉及到許多高難度的理論和物理概念，由于分析原理比較復雜，所以學生難理解和掌握，在解答相關例題時便有困難.為此，我們教師可以在教學中自制一個如圖1所示的“導流管”演示器裝置供學生實驗和學習，構造先進的“自制教具”物理課堂，滿足學生的求知欲望.這套儀器使用的物理元件少，構造過程簡單明了，操作起來也非常簡便，具有直觀性強的特點，方便學生使用和探究.從圖1中我們可以看到，導流管與一個倒置在底座上的燒杯相連接，其上有閥門，控制燒杯內的液體進出和流速，氣門用來控制燒杯內的壓強.通過這一整套裝置，可以測試出液體浮力與壓強之間的關系.

我們將適量的水倒人容器內，閥門處于閉合的狀態，此時水只對浮體上表面有壓 力，可以看到浮體未浮起，表明此時的裝置內并沒有浮力產生；當我們打開閥門，水便從導流管向下流入浮體下方，浮體便隨著壓強的增大而漂浮到液體上表面，表明此時水對浮體上下表面都有壓力，閥門的打開使得整個裝置內的液體產生浮力，且由浮體上浮的速度可以判斷出浮力大于浮體的重力，浮體才能迅速浮起.通過這個實驗可以得出物理結論：浸入水中的物體受到浮力主要是水對物體上下表面的壓力差產生的.教師還可以引入相關的物理公式讓學生繼續探究物體的質量、體積與液體浮力之間的關系，培養學生主動思考、積極探究的物理學習能力，有效地觀察實驗課上的實驗現象.

2.加強自制教具在課堂中的引用，提高物理教學的時效性

探究“燈泡發光情況和電路規律”是初中物理學中一項非常重要的實驗.教師可以通過自制教具讓學生自己動手操作，觀察“串聯”和“并聯”的實驗規律，記錄實驗現象.如圖2和圖3，就很好的呈現出了燈泡的發光現象.從實驗現象，我們可以得出許多結論.當調節電路使燈泡并聯，60W的燈泡明顯比40W的燈泡要亮；在并聯中如果將其中一燈泡短接，可以看到這個燈泡會出現熄滅，即短 路的現象等.

圖2

3.擴展物理課堂的實驗活動，保證自制教具的有效性

我們可以將一些生活中常見的材料“變廢為寶”，制作成實驗活動中所需的教學工具.例如一款能改變焦距的“水透鏡”.該水透鏡儀器能提高學生的學習興趣，模擬人眼的調節過程，并且制作過程簡單，使用時安全可靠，實驗效果良好.其制作原理如圖4.其三角支架可以用三根等長度的木棍代替，承載水用的器皿可以用塑料薄膜或者飲料瓶底代替，做好后可以將水透鏡設備放置到陽光下供學生觀察.該實驗的教學目標是要求學生在實驗過程中深層次的了解照相機和眼睛的成像原理.

圖3

圖4

學生在薄膜上看到物體呈現的光影，就能知道正常的人眼是通過晶狀體來調節眼睛到物體的成像距離，使遠近物體都能清晰和準確地呈現在視網膜上.這樣真實和具有說服力的自制教具，能幫助學生理解和掌握相關知識點，做好每一項的實驗步驟筆記，可輕松模擬人眼的調節過程，真正發揮出改變焦距“水透鏡”的優勢和作用.在實驗過程中師生互相配合，教師能看到每一位學生的努力和學習狀態，學生也能將自己所學到的物理知識通過實驗活動反饋給教師，起到一個“雙重優勢”的物理實驗效果.

通過一系列的探討和分析我們可以看到，隨著時代的發展和科學技術的突飛猛進，當前的初中物理課堂越來越實際化和多元化，融合了諸多新鮮元素和時代特征.作為新時期的教學者，我們必須看到科技的力量，從當前的時代教學理念中挖掘適合學生學習和思考的物理元素，有效的結合自制教具的使用模式，才能豐富初中物理課堂的內容性，保證自制教具的有效性.在各種引導過程中，必須從學生的學習實際出發，注重自制教具的分類，以便制定高強度、高效率的物理實驗課堂計劃，循序漸進的配合自制教具在物理課堂中的優勢和理念.通過這樣的自制教具物理實驗課堂，一定能幫助學生綜合提高物理學習能力.