巧用自制教具激發(fā)學生創(chuàng)新興趣

羅玉林，湖南省株洲市田心中學物理教師，中國青少年科技輔導員協(xié)會會員，中國發(fā)明協(xié)會中小學創(chuàng)造教育分會會員，曾獲得“全國物理競賽優(yōu)秀指導教師”“全國青少年科技創(chuàng)新優(yōu)秀指導教師”“株洲市優(yōu)秀科技教師”“株洲市優(yōu)秀教師”“湖南省優(yōu)秀教師”等榮譽稱號。

創(chuàng)新是一個民族進步的靈魂，是國家興旺發(fā)達的不竭動力。當今世界，國際競爭主要體現(xiàn)為創(chuàng)新人才的競爭。而培養(yǎng)創(chuàng)新型科技人才，首先要從教育這個源頭抓起，從娃娃抓起。因此，培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力是落實當前素質(zhì)教育的重要內(nèi)容。

那么，有沒有什么好的方法來激發(fā)學生的創(chuàng)新興趣，從而提高學生的創(chuàng)新能力呢？其實，對于我們物理老師來說，只要抓好實驗教學這個課堂主陣地，特別是通過自制教具這種親身示范作用，往往能收到意想不到的效果。

記得我在講人教版九年級物理第二十章《電與磁》時，我通過自制“隱形筆筒”（利用磁極間的相互作用，筆放進去會自動豎立），導入神奇的磁現(xiàn)象，再通過自制“電磁秋千”“電磁火車”等教具，逐步帶學生探索“神奇而有趣”的磁現(xiàn)象。而在后面《電與磁》的教學中，我發(fā)現(xiàn)教材中有十多個電磁學實驗，每次都要拿著一堆東西進行組裝，十分麻煩。于是我想：能否自制一個結(jié)構(gòu)簡單、操作簡便、可以折疊、方便攜帶的多功能電磁演示儀呢？我?guī)е@個問題，經(jīng)過多次嘗試，終于制作出了一個演示教具——多功能電磁演示儀。它可以方便、快捷、全方位地演示通電導線在磁場中的運動、電磁感應、通電導線周圍存在磁場、磁感圖1隱形筆筒線的分布等十多個初中電磁學實驗，且實驗效果都非常明顯。

在多年的物理教學中，我十分注重自制教具的開發(fā)和利用。對于教材中的實驗，我充分利用身邊的物品，想盡辦法對它進行改進，使實驗效果更加明顯或更有趣味性。有時，為了學生能夠更好地理解物理知識，我充分利用業(yè)余時間，自制演示教具，積極拓展和開發(fā)實驗資源。比如我在講人教版八年級物理第十一章第4節(jié)《機械能及其轉(zhuǎn)化》時，發(fā)現(xiàn)學生對能量之間的相互轉(zhuǎn)化的理解并不深刻。而在教材中，演示機械能及其轉(zhuǎn)化時，只講述了重力勢能和動能之間的轉(zhuǎn)化。為了增加學生的感性認識，我將玩具小車進行改進，利用木板、滑輪、橡皮筋等材料，自制了演示教具“能量轉(zhuǎn)化小車”，并用于教學。它可以綜合演示重力勢能和動能、彈性勢能和動能、電能和機械能之間的相互轉(zhuǎn)化，綜合性強，趣味性濃，取得了較好的實驗效果。后來，我的這個自制教具在市、縣青少年科技創(chuàng)新大賽中脫穎而出，被推薦參加第40屆湖南省青少年科技創(chuàng)新大賽，并獲得了省一等獎的佳績。在展示現(xiàn)場，由于該教具簡單、實用、趣味性濃和綜合性強，贏得了評委們的一致好評，也獲得了現(xiàn)場學生的青睞。

我在自制教具的同時，不斷鼓勵學生周末在家里積極開展家庭實驗活動。每個學期，我都會組織學生開展一次自制教具評比活動，經(jīng)常收到意想不到的效果，也為每年的青少年科技創(chuàng)新大賽提供了不少的創(chuàng)新作品。

比如，在人教版物理九年級第十六章第4節(jié)《變阻器》中，有一道習題涉及油量表，但是實驗室沒有這方面的教具，而在歷年的中考題中也經(jīng)常涉及油量表。為了加深學生對油量表這種常用工具的理解，我利用摩托車修理店廢舊的油量表和油浮子，自制了一個油量表，學生很感興趣。

唐海青同學是個愛動腦的男孩。他發(fā)現(xiàn)，很多摩托車司機都曾遇到過因為摩托車沒有及時加油而帶來的苦惱。那么能不能制作一種油量表，既能顯示出油箱中的油量，又能顯示還能行駛多遠的里程呢？有了這種油量表，司機的判斷就能由定性判斷變成較準確的定量判斷，解決司機因中途無油而帶來的后顧之憂。于是，他把我自制的油量表進行了改進。他的制作原理是，當油量較充足時，油浮子上浮，電位器電阻變小，電流變大，油量表中的指針向右偏轉(zhuǎn)，表明油量充足;當油量不足時，油量表的指針向左偏轉(zhuǎn)，指針與油量表上方的導線接通，電鈴響，紅燈亮，發(fā)出報警信號。同時，利用壓力傳感器，根據(jù)油量表示數(shù)自動顯示剩余油量和可行駛距離。該創(chuàng)新作品獲得了2017年株洲市青少年科技創(chuàng)新大賽二等獎和第十四屆宋慶齡少年兒童發(fā)明獎湖南省賽區(qū)二等獎。

教師的親自動手示范，學生的留心觀察和互相幫助，往往能產(chǎn)生意想不到的效果。

比如，李琦潔和羅嘉偉同學的作品《一種光沿直線傳播實驗的改進》獲得了第40屆湖南省青少年科技創(chuàng)新大賽創(chuàng)新項目銀獎和第十五屆宋慶齡少年兒童發(fā)明獎銅獎。該作品的靈感來源于李琦潔同學平時留心觀察生活?！坝幸淮?，我的父親在更換日光燈管的時候，我拿著手電筒幫助照明。當我父親換下日光燈管的時候，我趕緊從父親的手中接過燈管，但是一不小心，我把日光燈管的一端給摔破了。我偶然發(fā)現(xiàn)手電筒的光線居然在日光燈管中呈現(xiàn)出一條清晰的光柱，我當時就覺得很好奇：用它能不能演示物理實驗中的光沿直線傳播實驗呢？”李琦潔這樣說道。后來，李琦潔在物理老師的指導下，和羅嘉偉同學一起找材料，查資料，做出了這個創(chuàng)新作品。這個裝置能夠清晰地演示光在同一均勻介質(zhì)和同一不均勻介質(zhì)中的傳播情況，并能從視覺和聽覺（安裝了紅外報警裝置）兩個角度來觀察判斷光是否沿直線傳播。這個發(fā)明對加深光在同一均勻介質(zhì)中沿直線傳播的理解有一定的幫助，也提高了學生的學習興趣和動手能力，培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新能力。

發(fā)明創(chuàng)新的過程，有時就是一個改進的過程。對教材中的實驗進行改進，使實驗效果更加明顯或更有趣味性，或者開發(fā)出一個多功能教具，都是一種創(chuàng)新。立足課堂，巧用自制教具，不但能加深學生對書本知識的理解，還能培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新實踐能力。同時，也有利于引導學生發(fā)現(xiàn)生活中各種用品、用具的缺點和不足，進而對其進行改進，最終形成發(fā)明創(chuàng)新作品。

[本文系湖南省教育科學“十三五”規(guī)劃課題“農(nóng)村學校初中生創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)的研究”（課題批準號：XJK18BJC023）的階段性研究成果。]（編輯Seven）