自制教具，建構(gòu)高質(zhì)量物理實(shí)驗(yàn)課堂

施宏彬 （江蘇如東縣于港初級中學(xué)）

物理是一門綜合考查學(xué)生理論研究與實(shí)踐操作能力水平的學(xué)科。在該學(xué)科中，理論研究與實(shí)踐操作二者相輔相成，能夠幫助學(xué)生對所學(xué)知識產(chǎn)生更加深刻認(rèn)知的同時(shí)優(yōu)化其知識網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。但是在很多時(shí)候，由于場地或者器材等的限制，有些物理實(shí)驗(yàn)操作無法順利開展，這樣就在無形中使學(xué)生對該領(lǐng)域知識的認(rèn)知水平打了很大折扣。因此教師在教學(xué)中應(yīng)當(dāng)盡可能地通過自制教具等途徑來為學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)操作的器材，以期取得最大化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。下面筆者將結(jié)合自身的教學(xué)經(jīng)歷詳細(xì)闡述自制教具在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用。

一、形象展示，理解概念

在初中階段，很多學(xué)生對實(shí)驗(yàn)中的某些概念的理解并不是很到位，這樣非常不利于學(xué)生整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程的順利進(jìn)行，還會降低學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。所以教師在教學(xué)過程中應(yīng)當(dāng)盡可能地通過自制教具的方式來進(jìn)行概念講解，以此全面增強(qiáng)學(xué)生對一些物理核心概念的理解程度，突破概念理解的難關(guān)，確保整個(gè)實(shí)驗(yàn)的正常開展。

在教學(xué)“光的直線傳播”時(shí)，很多學(xué)生對“光線”這個(gè)概念理解得不是很到位，基于此筆者引導(dǎo)學(xué)生制作了一些實(shí)驗(yàn)器材來開展相關(guān)實(shí)驗(yàn)，以達(dá)到深化學(xué)生對“光線”這個(gè)概念理解的目的。首先筆者準(zhǔn)備了實(shí)驗(yàn)所需的基本器材：木板、白紙、激光筆、記號筆、膠帶等。之后將白紙貼在木板上，用激光筆沿著白紙照射，再用馬克筆將光路在白紙上描繪出來，這樣整個(gè)光路和光線的傳播過程就被白紙“記錄”下來了，而光在紙面上發(fā)生的漫反射過程也都在白紙上進(jìn)行了呈現(xiàn)。通過上述過程，教師就能借助簡單的實(shí)驗(yàn)材料將這種不可見“光線”的傳播和反射等過程用更直觀的方式進(jìn)行呈現(xiàn)，學(xué)生對“光線”的這一重要的光學(xué)概念的理解也因此更上一層樓。

由此可見，這種自制教具的教學(xué)方式在很大程度上幫助學(xué)生更好地理解了相關(guān)概念，能夠有效地將抽象枯燥的概念理解過程轉(zhuǎn)化為具體的可見的趣味實(shí)驗(yàn)過程，這樣還能有效提升學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性，使學(xué)生因此而實(shí)現(xiàn)更加高效地學(xué)習(xí)，物理課堂的整體教學(xué)實(shí)效性也會得以不斷提升。

二、經(jīng)歷過程，趣味探究

在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，筆者認(rèn)為兩個(gè)方面的特性至關(guān)重要，一個(gè)是過程性，另一個(gè)則是趣味性。過程性能夠保證學(xué)生親身參與整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程，體會和感悟進(jìn)行探究性實(shí)驗(yàn)的完整過程，進(jìn)而有效提升自身的探究性思維品質(zhì)。而趣味性能為學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)探究的持久性提供源源不斷的動(dòng)力，使得學(xué)生能將這個(gè)學(xué)習(xí)過程變成一項(xiàng)長期堅(jiān)持的習(xí)慣，以此獲得更佳的學(xué)習(xí)效果。

在教學(xué)“凸透鏡和凹透鏡”時(shí)，由于教材中的實(shí)驗(yàn)步驟相對較為煩瑣，學(xué)生普遍表現(xiàn)得興趣寡淡，所以筆者就另辟蹊徑，轉(zhuǎn)變了實(shí)驗(yàn)思路。筆者讓學(xué)生拿出自己戴的近視眼鏡并從家中帶來長輩的老花鏡，將其放一起進(jìn)行對比，分辨哪個(gè)是凸透鏡和哪個(gè)是凹透鏡，并且通過查閱資料或是實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的方式測得相關(guān)鏡片的焦距等。盡管由于器材限制可能實(shí)驗(yàn)效果并不明顯，但是這種借助學(xué)生耳熟能詳?shù)钠鞑倪M(jìn)行實(shí)驗(yàn)的方式要遠(yuǎn)比那些與學(xué)生的生活實(shí)際相距甚遠(yuǎn)的儀器更能夠激發(fā)學(xué)生的興趣，學(xué)生也更容易投入。

教師在進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，應(yīng)當(dāng)充分考慮學(xué)生的興趣因素，幫助學(xué)生將被動(dòng)地接受知識過程轉(zhuǎn)化為主動(dòng)地汲取知識的過程，這樣才能確保教學(xué)效益的最大化，并且學(xué)生對學(xué)習(xí)的抵觸心理和負(fù)面情緒也會被降低到最小，因此也更有可能在很短的時(shí)間內(nèi)取得更大的進(jìn)步，實(shí)在是一舉多得。

三、創(chuàng)意改進(jìn)，總結(jié)規(guī)律

在現(xiàn)階段的物理教材中，有很多形形色色的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)可供學(xué)生操作學(xué)習(xí)，而教師可以在這些實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上結(jié)合一些有創(chuàng)意的想法和材料進(jìn)行改進(jìn)，這樣既滿足了課程實(shí)驗(yàn)的要求，又全面深化了學(xué)生對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的認(rèn)知，可以說是一舉多得。而在進(jìn)行創(chuàng)意改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的過程中，教師還可以有效引導(dǎo)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的相關(guān)規(guī)律進(jìn)行總結(jié)，促進(jìn)其理論概括水平和實(shí)踐操作能力的全面升華。

在教學(xué)“串并聯(lián)電路”時(shí)，筆者引導(dǎo)學(xué)生在課本實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)。首先選擇了生活中常見的“40W”和“60W”的燈泡接到電路中，并分別將其進(jìn)行串聯(lián)和并聯(lián)，然后分別用電流表和電壓表測定其兩端的電流和電壓數(shù)值，再將這些數(shù)值填在表格中，這樣學(xué)生就可以根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)總結(jié)出串并聯(lián)電流中的干路與支路之間各部分電流和電壓的關(guān)系。在這一過程中，學(xué)生完整地體驗(yàn)了實(shí)驗(yàn)、得到數(shù)據(jù)和進(jìn)行規(guī)律總結(jié)的過程，其對串聯(lián)電路、并聯(lián)電路等基本規(guī)律的認(rèn)知程度也更為深刻。

在實(shí)驗(yàn)中，教師要起到的是一個(gè)引導(dǎo)者的作用，而非講授者，教師需要通過這種創(chuàng)意改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的方式讓學(xué)生更好地總結(jié)和認(rèn)知物理學(xué)中的一些相關(guān)規(guī)律，在這個(gè)過程中教師切忌大包大攬，過分幫助學(xué)生，這樣會使學(xué)生產(chǎn)生很強(qiáng)的依賴心理和思考惰性，非常不利于學(xué)生的探究性思維品質(zhì)以及核心素養(yǎng)能力的進(jìn)步與發(fā)展。

四、問題驅(qū)動(dòng)，深度探究

在借助教具開展探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中，如果能夠借助問題進(jìn)行驅(qū)動(dòng)式教學(xué)那么很有可能會提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)效，使得實(shí)驗(yàn)教學(xué)取得事半功倍的效果。但是在這個(gè)過程中，教師應(yīng)當(dāng)有效主動(dòng)設(shè)置問題，問題太過容易或者太過復(fù)雜都不能實(shí)現(xiàn)應(yīng)有的效果，只有在科學(xué)的、有效的、難度適中的問題的驅(qū)動(dòng)下，這種借助教具的探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)才能夠更好地引發(fā)學(xué)生的深度思考，才能夠有效促進(jìn)其思維水平的進(jìn)步與發(fā)展。

在教學(xué)“小孔成像”時(shí)，筆者借助了自制教具與問題驅(qū)動(dòng)結(jié)合的方式對實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行了優(yōu)化。首先筆者準(zhǔn)備了帶有各種形狀小孔的硬紙片、電子蠟、夾子和白紙等實(shí)驗(yàn)材料，并且向?qū)W生提出了以下幾個(gè)問題：（1）研究小孔成像為什么要在暗室里進(jìn)行？（2）使用電子蠟而非傳統(tǒng)蠟燭進(jìn)行實(shí)驗(yàn)會有什么優(yōu)勢？（3）在實(shí)驗(yàn)中看到的像的大小和形狀與硬紙片上的小孔的形狀是否相關(guān)？在這幾個(gè)問題的驅(qū)動(dòng)下，學(xué)生紛紛開啟了高效實(shí)驗(yàn)探究過程，并針對上述問題逐一給出了答案。

綜上所述，在問題的驅(qū)動(dòng)下，學(xué)生能夠抱有更加精準(zhǔn)的目的性來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，得到的結(jié)果也會更加精準(zhǔn)。更重要的是，在這個(gè)過程中學(xué)生能夠更好地掌握探究性實(shí)驗(yàn)的整個(gè)流程，這樣學(xué)生在日后便能夠更好地應(yīng)用相關(guān)方法解決實(shí)際物理問題，進(jìn)而全面提升自身實(shí)踐意識和應(yīng)用意識。

五、感悟生活，放飛想象

物理是一門基于生活的學(xué)科，所以教師在制造物理實(shí)驗(yàn)時(shí)教具的選擇也不應(yīng)該完全脫離生活。只要在基于生活實(shí)踐的基礎(chǔ)上，學(xué)生才能夠充分發(fā)揮自身的想象力和創(chuàng)造力，才更容易產(chǎn)生一些有價(jià)值的想法并以物理實(shí)驗(yàn)的方式對其驗(yàn)證。這不僅是提升學(xué)生的物理認(rèn)知和實(shí)踐水平的必經(jīng)之路，更能夠在無形之中增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)造力，在其成長為創(chuàng)新型人才的道路上為其提供強(qiáng)大助力。

在教學(xué)“浮力”的相關(guān)知識時(shí)，筆者為學(xué)生演示了“鹽水中的雞蛋”這個(gè)實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)的材料非常簡單，即生活中常見的杯子、鹽和雞蛋等。在實(shí)驗(yàn)時(shí)筆者先將雞蛋放在裝滿水的燒杯中，此時(shí)雞蛋會下沉，之后不斷地向燒杯之中加鹽，此時(shí)學(xué)生會發(fā)現(xiàn)雞蛋會慢慢地浮起來。對此現(xiàn)象學(xué)生都表現(xiàn)出了非常濃厚的興趣，在感慨于神奇實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的同時(shí)，也會不自覺地進(jìn)行思考和想象：為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢？在進(jìn)行這個(gè)實(shí)驗(yàn)的過程中，學(xué)生結(jié)合課本上的理論知識進(jìn)行了合理的猜想和想象，最后也得到了非常科學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

根據(jù)上述實(shí)例可知，這種“感悟生活，放飛想象”的基于生活的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法讓學(xué)生形成充分利用多元化的生活資源的意識，有助于其形成感悟生活和熱愛生活的優(yōu)秀的生活品質(zhì)。不僅如此，其學(xué)科綜合素質(zhì)能力以及學(xué)科核心素養(yǎng)能力也會因此而得以不斷提升，所以教師在平時(shí)的教學(xué)過程中應(yīng)當(dāng)盡可能地對該方案進(jìn)行滲透，使學(xué)生能夠形成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。

綜上所述，自制教具的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式不僅能夠全面提升初中階段物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)效性和科學(xué)性，更能在極大程度上提升學(xué)生開展探究性物理實(shí)驗(yàn)的主觀能動(dòng)性，使學(xué)生能夠以一個(gè)更加積極、飽滿的姿態(tài)投入物理實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)之中，促進(jìn)其實(shí)驗(yàn)水平的全面升華。除此之外，這種教學(xué)方式還能夠有效激發(fā)學(xué)生的探究性思維品質(zhì)和創(chuàng)造力的發(fā)展，使其能夠用創(chuàng)造性的和發(fā)展的眼光來有效應(yīng)對各種物理問題，全面提升其學(xué)科核心素養(yǎng)。