農村學校自制教具在初中物理實驗教學中的應用探討

李煜平

【摘要】初中物理是建立在實驗的基礎上的一門學科。如何設計有效的實驗成為落實課程目標，提高學生科學素養的關鍵。以農村學校實驗教學中的自制教具為研究對象，從自制教具的特點、自制教具的開發方法與渠道等多角度闡述自制教具在初中物理教學中的應用實踐。

【關鍵詞】自制教具;實驗教學;應用實踐

【中圖分類號】G633.7【文獻標識碼】A【文章編號】1992-7711（2020）32-166-02

初中物理課程標準指出：“實驗教學是物理教學的重要組成部分，是落實物理課程目標，全面提高學生科學素養的重要途徑”。但由于農村地區學校受經濟條件限制，加上學生的生活經驗和學習條件的差異，使我們的實驗教學開展受到很大的制約。在義務教育課程標準的理念下，教師有必要根據實際情況盡可能地開發適合自己學生的實驗教具，以促進實驗教學。

一、自制教具開發的原則

1.趣味性

“興趣，是最好的老師”。生動有趣的演示實驗，能直接對學生產生強烈的感觀刺激，吸引學生的注意力，激發學生的好奇心與求知欲望。自制教具要結合學生的心理特點和認知水平，充分發揮實驗魅力來激發學生學習的興趣。

例如，在講“流體壓強與流速的關系”的引課時，可以使用一根軟管和一些泡沫顆粒，做個“仙女散花”小實驗：把一根軟管的一頭放在泡沫顆粒中，另一頭向上，搖動軟管的上端，使其在水平面內快速做圓周運動。此時，泡沫顆粒會不斷地從上端飛出，看起來就像滿天飛舞的雪花。實驗現象明顯壯觀，學生被這一景象吸引，產生了濃厚的興趣與好奇心，上新課也自然更集中精神了。

又如，在講“壓強”的引課時，自制一張布滿釘子的釘凳，讓學生上來坐坐感受感受。在電視上的睡釘床、坐釘凳的情節看得多了，但到自己去嘗試，看到一根根尖尖的釘子，是即害怕又想試。當嘗試后，才發現自己擔心是多余的。在這種強烈的感覺刺激下，激發了學生的求知欲，上課的效率就更高了。

2.直觀可視性

自制器材要做到直觀可視，一方面，在演示時要保證全班同學都能清晰的看到實驗現象;另一方面，要最大限度的降低各種偶然因素的干擾，突出主要問題，使研究的問題得到簡化和強化。讓學生通過觀察實驗現象，就能直觀的理解實驗目的。

例如，在講“光的直線傳播”這一節時，制作一個5cm×30cm×60cm的水箱，先在水箱注入約10cm高的清水，然后再小軟管緩慢注入約10cm高的濃鹽水到底部。此時，用激光筆可以清晰的演示：“光在不均勻介質中，會沿曲線傳播”。接下來，把水箱內的水攪拌均勻，發現：“光再次沿直線傳播”。實驗現象清晰可見，學生能夠輕松的找到“光沿直線傳播的條件”：在同種均勻介質中。通過實驗，不只是實驗現象的直觀呈現，還能直接從實驗現象呈現出物理的規律。

3.簡易可操作性

自制教具力求結構簡單，操作方便。要通過簡單的器材突出物理原理，不要為復雜的結構干擾。自制教具過于復雜，操作難道大，因果關系鏈過長，不適合初中學生的思維水平。麥克斯韋在評價簡單儀器時曾說過：“這些實驗的教育價值，往往與儀器的復雜性成反比”。用簡單的器材做實驗，讓學生感受物理就在身邊，這些實驗不僅能在課堂上做，還能在課后利用身邊隨手拿到的簡易材料自己做。

例如：在講“直流電動機”時，可以自制一個簡易電動機引課：取一節電池，在其負極上吸附一塊釹鐵硼圓形磁鐵，取一段銅導線，去除絕緣皮，如圖所示進行彎折（彎折形狀可以進行創意設計）成線圈，將線圈頂部放在電池正級，線圈底部繞在電池下端的磁鐵外（調整寬度，不要卡得太緊），線圈就會轉動。這個裝置結構簡單，成本低，學生還能在課后自己去嘗試制作。學生在發現和學到知識的同時，還培養了思維能力和動手能力，進一步調動學習的主動性。

4.科學性

在自制教具的設計上，必須保證實驗的設計不出科學性錯誤。特別是從表面現象看沒問題，但在偽象掩蓋下可能存在科學性錯誤。在實驗的設計上，要注重教具所涉及的物理模型、觀測手段、觀測程序都要正確，條件設置也要全面，要保證實驗中發生的物理過程是我們所要研究的，如果失去了正確性，實驗也失去了價值。

例如：在演示“自制溫度計”時，在瓶里留了很多空氣，結果細管里水柱受溫度的影響變化明顯，教師通過實驗來說明溫度計的原理：“液體的熱脹冷縮”。這里教師利用空氣的熱脹冷縮代替液體的，偷換研究對象。

又如：在“液體壓強”的學習中，教師利用不同深度水柱水平噴出的距離來顯示液體壓強的大小。但水平噴出的距離不僅與出口噴出速度有關，還和液體噴出后的下落時間有關，因此，水平噴出距離大變不一定說明液體噴出速度大，也就不一定說明液體壓強大。為了避免這個錯誤，我們還要在實驗中控制液體下落的時間相同。

5.創新性

為了培養學生探究性的學習能力，應創設一種科學探究實驗的環境，通過學生自主探索真知，自主管理實驗、設計實驗、完成實驗，培養學生的創新意識，特別是科學研究的能力。目前，尤其是農村學校的實驗儀器不能滿足探究性學習的需要，根據需要自制一些教具、學具，能更好地滿足課程標準的要求。這些自制教具要突破傳統思維模式，注重與教材的改革創新設計理念同步，有針對性地對教材的一些內涵進行挖掘思考和突破。

如在“探究凸透鏡成像規律”的實驗中，傳統實驗使用的發光體是蠟燭，但蠟燭隨著燃燒，高度會發生變化，加上滴下的蠟油漏到桌面不衛生，燃燒的火焰又存在一定的安全隱患。為此，我們可以自制“F”燈代替蠟燭，安全又可靠，還能清晰地觀察到像的正倒。“F”燈還能組織學生利用第二課堂進行制作，進一步培養學生的動手創新能力。

二、自制教具開發的方法與渠道

1.利用網絡資源和教研交流開發自制教具

為保障學生學習方式的多樣性，就要有豐富的教學資源作為支撐。就農村初中教具的自制與設計，可以通過多種途徑獲取自制教具的方法，如從網絡資源搜索獲得，通過教研活動的觀摩學習和交流獲得。通過仿制教具，有效節省備課時間，為自制教具的多樣性提供的基礎。教師通過仿制教具，更好地體驗自制教具研制步驟，有利用提高對本節實驗課程的認識。教師仿制教具的過程，不只是簡單的復制，還能對教具進行改造和創新。