物理實驗教學中物理自制教具的作用探究

葛亞梅

(江蘇省南京市鼓樓實驗學校 210000)

實驗教學能夠提供學生物理學習興趣，并能夠給加深學生對于物理知識的理解與記憶，但實驗室設(shè)備與規(guī)模通常難以滿足學生的實際需求，再加上課程的限制，大多實驗都是由教師來演示完成，學生實踐訓練的機會很少，不利于教學質(zhì)量的提升.自制教具有著較高的靈活性，其結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，能夠幫助學生構(gòu)建起物理概念和物理模型，需要給予足夠的重視和關(guān)注.

一、巧用自制教具——提高學生物理學習興趣

興趣是學生最好的老師，一旦讓學生對某件事感興趣，那么學生便能夠持之以恒的堅持下去，這樣所產(chǎn)生的效果遠比一味的“灌輸”更高，而且學生在這個過程中，也會使得自身的學習更為輕松與愉悅.教師通過自制教具便能夠最大程度的激發(fā)學生的物理學習興趣，而且與正規(guī)教具相比，自制教具少了諸多限制，從而使得教學更為靈活，從而能夠極大的滿足學生的好奇心與探索欲望.例如，在初中物理教材《聲音的產(chǎn)生與傳播》中，教師可以在教學活動開始前準備一系列教具，包括燒杯、音叉、小錘、鐵架臺、水槽、水以及帶有細線的乒乓球等.課堂教學中，教師首先通過問題來進行教學導入：“同學們，你們知不知道聲音是怎么產(chǎn)生的？為什么在我們?nèi)粘Ｉ钪校覀兛梢月牭礁鞣N各樣、千差萬別的聲音呢？”.之后教師再展開實驗演示，讓學生感知自己說話與不說話時，喉嚨部位的情況；比較橡皮筋拉緊后，發(fā)聲與不發(fā)聲情況；觀察燒杯中靜水與倒水時發(fā)聲情況；對比按緊的直尺不發(fā)聲與波動時發(fā)聲情況.學生通過這種簡單自制教具的物理實驗，能夠很容易就得出結(jié)論，即“聲音是通過物體振動所產(chǎn)生的”，然后教師再讓學生親自動手展開實驗，并對實驗現(xiàn)象進行資料收集，然后通過對比來得出結(jié)論.學生在操作過程中，能夠最大程度的激發(fā)學生創(chuàng)造潛能，并且能夠有效發(fā)揮學生主觀能動性，不僅能夠幫助學生感知生活中的物理，并且能夠鍛煉學生動手能力，對學生物理綜合素質(zhì)提升具有重要意義與作用.

二、善用自制教具——提高學生物理探究精神

在物理教學中，學生的探究能力極為重要，因此教師在教學過程中，應當善用自制教具，使得學生能夠盡可能的去動手實踐操作.就目前而言，正規(guī)教具很難滿足學生動手需求，從而導致教學任務(wù)布置困難，因此教師需要通過自制教具來帶領(lǐng)學生完成物理實驗的演示，或者組織學生自制教具，使學生能夠通過實踐操作來深刻領(lǐng)悟物理知識，從而加深理解與記憶.而且在實驗教學過程中，為了確保教學質(zhì)量，教師還需要將具體的教學流程進行明確，即三步走的方式來完成實驗教學.第一步，提出實驗目的與問題；第二步，引導學生進行討論，提出相應猜想，并制定、設(shè)計實驗方案；第三步，完成實驗，并對其結(jié)果進行分析與總結(jié).例如，在帶領(lǐng)學生學習“壓力的作用效果與哪些因素有關(guān)”實驗時，教師可以先通過舉例的方式幫助學生初步感知壓力的相關(guān)物理概念，然后提出問題：“什么是壓力？壓力在我們生活中扮演著什么角色？”，然后讓學生暢所欲言，積極發(fā)表自己的猜想與看法，同時為了避免學生想法脫離教學目標，教師可以在學生發(fā)表言論的過程中，適時的對其進行引導，讓學生嘗試著給出自己的理由.學生在進行討論后，并提出所有猜想后，便能夠?qū)嶒炋骄坎孪脒M行確定，即“壓力大小關(guān)系與受力面積關(guān)系的探究”.不同材質(zhì)的材料會使得實驗現(xiàn)象不明顯，從而導致實驗無法達到預期效果，為了便于學生觀察，教師可以改進壓強實驗.首先將裝有適量水的小水桶壓在粘有4個小氣球的木板上，讓學生觀察小氣球的形變程度；然后將裝有適量水的小水桶壓在粘有6個小氣球的木板上，引導學生觀察小氣球形變程度，同時對之前的實驗進行比較；最后在壓在粘有6個小氣球的小水桶中添加更多的水，讓學生觀察小氣球的形變程度，然后與前兩個實驗進行比較.在這個實驗教學過程中，教師可以適當?shù)南驅(qū)W生提出問題，引導學生深入探究，等實驗完成后，學生便能夠直觀的得出結(jié)論：“當受力面積一定時，壓力越大，所產(chǎn)生的壓力作用也就越顯著；當壓力一定時，受力面積越小，所產(chǎn)生的壓力作用也就越明顯.”.這種直觀的教學方法能夠幫助學生輕松理解壓力與受力面積之間的關(guān)系，而且自制教具所用到的材料都是日常生活中比較常見的，能夠便于學生課后進行自主操作，從而進一步鞏固課堂知識，對學生的探究能力培養(yǎng)有著積極作用.

三、活用自制教具——強化學生物理創(chuàng)新意識

隨著我國素質(zhì)教育的不斷深入與發(fā)展，學生的創(chuàng)新精神也愈發(fā)受到重視，尤其在物理教學中，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神對教學質(zhì)量的提升有著重要作用.為了更好的培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識，教師需要靈活使用自制教具，使得學生能夠通過觀察探索、實踐操作來充分發(fā)揮學生的主體作用，促使學生不斷提問、思考、實踐、總結(jié)，從而幫助學生樹立創(chuàng)新意識.例如，在教學初中物理教材《生活中的透鏡》時，教師在幫助學生習得課本教學內(nèi)容知識后，便可以向?qū)W生布置課后任務(wù)，讓學生親自動手制作一個照相機模型，從而幫助學生更好的了解到照相機的成像原理.比如有的學生可以通過凸透鏡來制作水透鏡，或者將紙盒利用起來，制作照相機的暗箱.之后在課堂教學中講解、演示這些自制教具，從而幫助學生更進一步的認識“物到透鏡的距離”與“像到透鏡的距離”.這種教學方法能夠促使每個學生都嘗試著自制教具，在制作過程中，其豐富材料、多樣形式能夠幫助學生內(nèi)化課堂知識，并鍛煉學生的知識應用能力，而且還能夠充分提高學生創(chuàng)新意識.學生在使用自制模擬照相機時，也會產(chǎn)生成就感與愉悅感，使得學生能夠積極主動的參與到物理實驗教學中來.再例如，在學習完“小孔成像”相關(guān)知識后，由于小孔成像原理比較抽象，而且不容易想象，因此教師可以按照小組合作的方式，讓學生利用火柴、蠟燭、膠棒、保鮮膜、黑色卡紙來自主探究小孔成像原理，操作過程中，教師可以進行適當?shù)囊龑?，比如將兩張黑色卡紙卷成兩個圓筒狀后，在進行吻合時，要注意不可透光.學生親自動手自制教具，不僅能夠通過真正的實驗現(xiàn)象來加深理解，同時還能夠培養(yǎng)自身的創(chuàng)新意識與科學思維，對學生的未來良好發(fā)展有著重要意義.

四、妙用自制教具——有效突破物理教學重點

自制教具與正規(guī)教具相比，不僅結(jié)構(gòu)簡單，而且使用方便，有著較為良好的直觀性，教師可以通過自制教具來幫助學生理解抽象的物理概念與物理知識.學生在實踐操作過程中，能夠更加深入的了解自制教具結(jié)構(gòu)，并更好的理解物理知識內(nèi)容，這種自制教具與教材緊密結(jié)合的教學方式，能夠幫助教師在物理教學過程中，對重難點進行突破.例如，在幫助學生了解眼睛與眼鏡原理時，其教學的重難點為“睫狀體通過調(diào)節(jié)晶狀體的厚度幫助人們能看清近距離和遠距離的事物”，學生在對睫狀體調(diào)節(jié)的原理進行學習時，由于知識較為抽象，使得學生很難對其進行理解.針對這一點，教師可以準備一個凸透鏡向?qū)W生進行實驗演示，通過模擬人眼的結(jié)構(gòu)來幫助學生直觀的理解.首先，教師在凸透鏡上裹上保鮮膜，同時向保鮮膜灌滿水，使其形成一個球體，之后教師再利用注射器連接保鮮膜，通過控制保鮮膜內(nèi)部的水量來對焦距進行調(diào)節(jié).當注射器壓縮，保鮮膜內(nèi)水量增加，從而焦距變大；當注射器拉伸時，保鮮膜內(nèi)水量降低，從而焦距變大.通過這種自制教具演示，學生能夠充分理解焦距改變對凸透鏡光線的影響，而且能夠清楚的了解到眼睛睫狀體調(diào)節(jié)晶狀體使人能看清距離不一的物體的原理.這種教學方法能夠?qū)⒊橄蠼滩闹R轉(zhuǎn)化為直觀實驗現(xiàn)象，從而幫助學生更好的消化教學重難點內(nèi)容.除此之外，這種復雜知識簡單化、可視化的自制教具教學方法，還能夠拉近學生與物理知識的距離，在這個過程中，學生不會再對課本知識感到陌生和抗拒，從而能夠幫助學生更好的掌握物理知識.

簡而言之，自制教具能夠使抽象的物理概念、物理規(guī)律通過實驗現(xiàn)象變得具象化，因此教師在初中物理教學活動中，需要將自制教具的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來，使得學生能夠在實踐探索過程中發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律，從而培養(yǎng)學生觀察能力、思考能力以及實踐能力，對學生物理綜合素養(yǎng)的提升具有積極作用，而且自制教具能夠彌補現(xiàn)有教學局限性，對物理教學優(yōu)化有著促進作用.