自制教具在初中物理實驗課堂中的應用探究

摘 要：物理實驗是驗證物理定律的重要方式，開展物理實驗教學不但可以檢驗物理知識的實際應用情況，還能提高物理教學的質量。自制教具具備較強的靈活性和適應性，將其應用于初中物理實驗課堂，能夠有效提高初中物理實驗效率，具有較高的實踐價值。分析當前自制教具在初中物理實驗課堂中的應用價值及意義，闡述自制教具在初中物理實驗課堂中應用的不足之處，進而提出相應的應用策略。

關鍵詞：自制教具；初中物理；實驗課堂；實踐探究

基金項目：本文系山東省教育發展研究微課題“自制教具在初中物理實驗教學中的開發與應用研究”（課題編號：FJ048）的研究成果。

作者簡介：鄧善紅（1983—），女，山東省郯城縣育才中學。

新時代背景下，教育行業對學生的基礎實踐教育提出了新的要求：重視學生的能力培養，鼓勵教師積極開展探索式教學。這種教學導向能夠有效地改變學生等待教師教授、依賴教師傳授知識的被動學習觀念。在課堂教學中，教師應當鼓勵和引導學生動腦、動手，參與課堂活動，強化學生作為學習主體的意識，讓學生在“探索—試錯—糾錯—總結”的過程中逐漸內化理論知識，完善理論知識庫［1］。初中物理實驗課是物理教學的重要組成部分，旨在讓學生動手做實驗，觀察實驗現象，總結實驗結論，進一步掌握物理知識。然而，在具體的物理實驗中，學生有時會出現操作不當、損壞實驗器材的情況，所以部分教師選擇開展簡單的物理實驗，但也因此面臨學生好奇心減弱、實踐能力得不到培養等問題。在這種情況下，自制教具的實踐性和教育價值愈發凸顯。

一、自制教具在初中物理實驗課堂中的應用價值及意義

自制教具在初中物理實驗課堂中扮演著不可或缺的角色，其價值和意義主要從三個方面展現：生活聯系、能力培養以及意識培養［2］。首先，常規的物理實驗教具多是工業產品，不管規格還是使用范圍等都有明確的規定，此類批量化生產的物理實驗教具在應用過程中缺乏一定的生活氣息。而通過使用生活中常見的材料和物品制作教具，學生能夠將抽象的物理知識與日常生活緊密聯系起來，這不僅使物理學變得更加生動，而且還能激發學生探索現實世界的興趣和欲望。其次，自制教具的過程強調了動手能力的培養。在親手制作教具和開展實驗的過程中，學生不僅能驗證物理理論，感受到物理知識的魅力，還能在實踐中提高觀察力和探究能力。這些能力是幫助學生形成良好學習習慣和提升學習效率的關鍵。

此外，自制教具的應用不僅提高了教具的靈活度和適應性，還減少了教學資源的損耗和經濟成本［3］。特別是在資源匱乏的地區，自制教具成為保障教學順利進行的重要手段，可有效解決因實驗器材不符合規范或數量不足產生的教學問題。師生自己動手制作實驗教具能夠讓物理實驗效果更為直觀，增強課堂實驗的可操作性。更重要的是，通過自制教具的過程，學生的創新能力和思維得到了培養。在專業理論指導下，學生能夠將自己的創意融入教具制作中，最終創造出既滿足實驗需求又能反映創新特質的教具。

總之，自制教具在初中物理教學中的應用，不僅促進了物理知識與生活的結合，增強了學生的實踐能力，還激發了學生的創新意識和探索精神。

二、初中物理實驗課堂中存在的不足之處

（一）物理實驗興趣起伏較大

在初中階段，物理課程側重于基礎知識的教授，其中涉及的實驗器材相對簡單，特定情況下可以采用學生自制的方式［4］。然而，在實際教學中，為了提高教學效率，教師往往較少鼓勵學生自制實驗器具。這種做法雖然可以簡化教學流程，但因為學生使用的實驗器具并非自己制作，他們對物理實驗的興趣主要來自對物理現象的初始好奇，當這種好奇心得到滿足后，他們的興趣很快就會降低。這引出了一個問題：如果學生使用自己制作的實驗器具來驗證物理知識，他們會不會擁有不一樣的物理實驗活動體驗？

（二）物理實驗抽象化，理解難度大

物理實驗是用以驗證物理理論的關鍵教學環節，它需要學生把抽象的物理概念轉換成具體的實驗操作［5］。然而，在實驗過程中，由于學生對物理知識的掌握程度存在差異，學習和理解能力較強的學生能夠較為順利地進行實驗，而理解能力一般或較差的學生則常常感到無所適從，不知如何下手，即使教科書提供了具體的實驗步驟，這些學生的實驗結果也常不盡如人意。這樣，原本就抽象的物理概念在實驗過程中變得更加難以把握。

（三）自主學習能力不足

在傳統的初中物理教學中，教學活動主要以教師的教學為中心，學生跟隨教師的引導逐步學習物理知識。在這一過程中，教師會采取具體物品展示的方式，深化學生對知識的理解，從而達到教學目的［6］。傳統教學模式中，學生缺乏動手操作、親身實踐的機會，自主學習能力發展受到阻礙。長此以往，學生就會習慣于教師的引導，在面對新知識時過分依賴教師的講授，逐漸形成一種主觀想法：教師的講解總是正確的，而自己的不同見解則是錯誤的。盡管有些學生想要表達自己的觀點，但經歷多次否定后，他們便逐漸失去表達自己看法的意愿。這種情況對學生的長遠發展極為不利。

（四）科學態度不嚴謹

物理學作為科學的重要組成部分，其實驗活動不僅需要操作層面上的精確，還要求學生在認知態度上表現出尊重科學的心態［7］。在自制教具的物理實驗中，學生使用的實驗器材是自己手工制作的，這可能導致實驗器材在科學性和合理性方面存在不足。面對這一情況，那些科學態度嚴謹的學生，不僅會尊重科學，還會按照標準化、嚴格化的要求進行實驗操作，并積極尋找自己在實驗中的不足之處；而那些科學態度模糊或較差的學生，可能會將實驗失敗或實驗難以進行的原因歸咎于自制教具，不會從科學角度去反思自己的物理實驗過程。

三、自制教具在初中物理實驗課堂中的應用策略

（一）利用自制教具強化對物理知識的理解

在初中物理教學中，將自制教具的實踐應用納入課堂活動中，不僅能顯著提升學生對物理知識的學習興趣，還能有效增強教學效果。通過運用自制教具，教師能夠增進學生對物理概念的認識和理解。鑒于許多物理概念的抽象性，學生往往需要通過大量的學習和應用才能逐步掌握這些知識。而自制教具的使用能夠強化學生對物理知識的理解，有效地引導學生通過實驗的方式全面了解物理概念，并在可實現的基礎上，優化自制物理實驗教具的應用方式。此外，將自制教具作為實驗課堂的核心教學內容，以自制教具的方式開展物理實驗，能夠提高物理實驗的趣味性，發揮自制教具在激發學生學習興趣方面的作用。這樣的教學方法不僅讓實驗變得更加靈活和充滿探究性，還能讓學生在一次次動手操作中體驗到實驗驗證所帶來的成就感，體會到通過個人努力獲得成功的喜悅。在物理實驗課堂上，教師通過引導學生制作教具，并進行良好的溝通交流，可以營造一個輕松的教學氛圍，從而大大提升學生的理解能力、感悟能力和動手能力。

例如，在教授光學知識時，為了加深學生對光的傳播方向的理解，教師可以指導學生自制光路顯示器，將激光筆、平面鏡、白板和筆作為主要材料。教師先將平面鏡固定在白板上，隨后使用激光筆向平面鏡上射出光線，通過平面鏡引發的反射來展示光的傳播路徑；學生則用筆記錄光的傳播軌跡。通過觀察和記錄活動，學生可以直觀地發現光在均勻介質中沿直線傳播。

（二）利用自制教具強化物理現象研究

在初中物理教學中，通過自制教具來加強對物理現象的研究不僅符合物理實驗的驗證標準，還能深化學生對物理知識和物理規律的理解，有效培養學生的動手能力和研究能力。教師逐步引導學生利用自制教具進行物理現象研究，可以增強學生的實驗參與感和探究興趣，使其更加投入實驗活動。首先，學生在制作教具的過程中可以初步掌握實驗器材的使用方法和應用范圍，這不僅提高了實驗的成功率，還加深了學生對物理實驗的理解。其次，將學生自己制作的教具應用于物理實驗中，能增強學生的參與感，讓學生將實驗看作驗證自身能力的一種途徑，在實驗活動中投入更多時間和精力。這樣的參與和投入可以顯著提升學生的學習效率和實驗技能。最終，在教師的指導和糾正下，學生能夠發現并改進自己在物理實驗中的不足，進一步強化自己的動手能力和物理實驗能力。

例如，在探究“小孔成像”現象的過程中，教師可以引導學生使用簡易的實驗器材，如燕尾夾、硬殼紙、電子蠟燭等，通過引導式提問引發學生思考，增強學生的學習探究能力。如提出問題：“為什么實驗中要采用電子蠟燭而不是傳統蠟燭？”“小孔成像中的‘像會不會與‘孔的大小和形狀有關？”促使學生深入思考和探究，通過實驗來驗證物理原理，并通過原理來解釋實驗現象，形成學習的正向循環。這樣的思考和探究過程不僅能提高學生的思維能力，還能增強他們的實踐能力。

（三）利用自制教具總結物理規律

利用自制教具引導學生進行物理規律總結，可以達到提升學生物理知識水平的教學目的［8］。自制教具能激發學生的學習興趣，使其積極參與到物理課堂當中。教師要充分運用學生的學習積極性，引導學生自主總結物理規律。例如，在探究流體壓強和流速的關系時，教師可以引導學生開展“吹不走的乒乓球”實驗。為了確保實驗成功，教師可以自制一些特別的實驗器材，如在吹風機上加裝漏斗形空瓶。接著，教師可以引導學生探討“乒乓球不會被風吹走”的物理現象，最終得出相應的結論：流速越大的位置壓強越小，加之乒乓球本身質量非常輕，即使在吹風機的風力作用下乒乓球出現晃動，但因吹出的風實際流速較大，乒乓球受到的壓力較小。因此，在大氣壓強的作用下，乒乓球會始終保持在一個相對固定的位置上，除非改變吹風的流速，乒乓球的位置和狀態才會有明顯變化。

（四）利用自制教具培養學生的科學態度

在初中物理實驗教學中引導學生自制教具，不僅能加深學生對所學知識的記憶和理解，還能集中學生的課堂注意力，促進學生物理學習能力提升。此外，大部分初中物理自制教具所需的材料易于獲取、成本低廉、制作過程簡單，便于學生通過小組合作在探索討論中共同完成，同時在這一過程中深化對物理概念的理解。因此，初中物理教師可以結合實驗內容和學生的學習特性，重點培育學生積極探索的科研態度，適當開展小組合作學習。這樣做不僅能夠培養學生的理解能力和創新思維能力，也能為物理實驗教育的順利進行提供堅實的基礎。

結語

綜上所述，從教育教學的有效性角度來看，自制教具能夠幫助初中物理教師開展更豐富的教學活動，培養學生的各項能力，拓寬學生的眼界，對初中物理實驗課堂來說具有重要的研究價值與實踐意義。

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