自制教具在科学教学中的应用与研究

邓根志

摘 要：科学是一门以实验为载体，激发学生自主探究未知领域的学科。在用现成的实验仪器进行教学时，经常会出现一些我们无法掌控的问题，如何自如地在课堂上将实验展现出来，需要教师发挥自身学科优势，自主制作教具来开展生动的课堂教学。本文客观地阐述了如何在中学科学中自制教具开展实验教学，重点论述了以塑料瓶为主体制作教具的方法。

关键词：自制教具；塑料瓶；科学教学

在初中科学教学中，为了切实贯彻“以实验为基础”的教学原则，真正把科学实验作为科学教学的重要内容和有力工具，就要充分发挥实验的教学功能，使学生在教师的指导下，通过自己动眼、动脑、动手、动口去获取知识。这样不仅能够为学生提供学习的感性材料，验证科学规律，而且能够提供科学的思维方法，使学生加深对基本知识的理解，培养用实验方法探索科学知识的能力。学生通过自己观察、做实验，还可以讨论讲述，使他们学习的主动性、积极性得到充分发挥，改变学习中的被动地位，使课堂气氛不再沉闷。

自制教具能突破教学难点，能够提高教学效果。使用自制教具，有利于培养学生的科学素养。教师应将一些工具性器材进行简化，实验器材尽量选择生活中易于寻找的物体，拉近科学与生活的距离，让学生感觉科学不是高高在上的，科学探索并不神秘，它就在生活中。要让学生知道身边的科学，知道科学就在身边，为其开展“自主探究性学习”开辟广阔的天地。自制教具可以让生活中的废品变为宝贝。本文主要讲塑料瓶在科学实验中的应用。

一、课外兴趣实验

水顶乒乓球实验。如图1所示，用一大的塑料瓶装满水，用双孔橡皮塞住，一孔插入玻璃管，另一孔插入气门芯。用打气筒打气，同时将球放在玻璃管口出，乒乓球在水注上方2米以上的高度却不掉下来。

■

哪只蜡烛先熄灭。两只点燃的蜡烛一高一低，若用一只透明的塑料瓶制的罩子将它们罩起来（如图2所示），问哪只先熄灭？让学生自己做实验，然后思考原因。

二、生物教学：模仿呼吸过程

如右图，将透明的塑料瓶底部截去，在底口处蒙扎上一张皮膜（可用大气球或医用手套的薄橡皮膜），在橡皮的的孔中紧插入玻璃三通管，并在内部的管上装两只气球。演示时，手捏住橡皮膜的中部，向外拉动和向内挤压，可以看到瓶内的气球膨胀和收缩交替的现象。

三、在化学教学中的应用

简易酸碱灭火器。500毫升左右的塑料瓶，用大头针在瓶子上端插六七个小孔并标记灭火口；向瓶内装250毫升左右的饱和碳酸氢钠溶液及少量的洗涤剂；小试管取10毫升左右浓硫酸，塑料瓶稍微轻斜把试管小心的滑入瓶内，用一根比塑料瓶高度稍小的玻璃棒插入试管；拧紧瓶盖，将塑料瓶倒置，可以观察到明显的现象。

四、在物理教学中的应用

1.塑料瓶引入大气压强实验

（1）覆杯实验。把塑料瓶装满水，用纸片代替瓶盖托住水。（2）吹不大的气球实验和开口也不“消气”的气球实验。在塑料瓶侧面扎一个小孔，并将一只气球塞入瓶内，套在瓶口上。实验时，手指堵住小孔，嘴对瓶口吹气球很难吹大，如何解释这一现象？将堵着小孔的手指移开，从瓶口再次吹气，气球膨胀变大了许多，再用手指将小孔堵塞，接着把吹气的嘴从瓶口移开，吹大了的气球几乎没有缩小。如何解释这一现象？

2.塑料瓶来证明大气压存在和液体内部压强特点

在饮料瓶底部扎一个细孔，把饮料瓶中灌满水，然后拧紧瓶盖，瓶底部没有水流出。拧松瓶盖，水流了出来，说明是大气压作用形成的这一现象。相同高度处其它位置再扎一个细孔后发现依然没有水流出来，证明了大气压是各个方向都存在。在上方再扎细孔后，发现下面的细孔向外流水，上面的细孔不向外流水，并且有空气从此处进入。拧开瓶盖三孔都会流水，且小孔位置越靠近瓶底，水柱喷的越远，证明同一液体内部压强随着深度的增加而增大。

3.浮力产生的原因

用剪刀剪去矿泉水瓶底部，把瓶子倒过来旋开瓶盖，瓶内置一乒乓球，然后往瓶内倒水，会发现乒乓球沉在水底，再把瓶盖旋上，一会儿乒乓球迅速浮起来。没旋瓶盖时，水对乒乓球只有向下的压力，旋上瓶盖后，由于乒乓球侧漏水，水填满乒乓球下空隙后，便对乒乓球有向上的压力，且大于向下的压力，因此乒乓球就浮起来了。

4.魔筒实验：动能和弹性势能的转化

将两只大小不一样的矿泉水瓶的底部剪下，在瓶底上下两处各钻一个小孔。每一个小孔处穿一根橡皮筋，在瓶内的中间处，把两根橡皮筋系在一起，并在此系上重物（锁）。在光滑的地面上试用手滚动罐子，它将会向前滚动几步停下，然后返回来。

5.“浮沉子”潜水艇浮沉原理

将口服液里面的液体喝掉一部分，直到使它恰好能浮在水面上。在瓶口缠一些细铁丝，将它放入矿泉水瓶中，然后旋紧矿泉水瓶盖，用手压挤矿泉水瓶，会看到药瓶下沉，松手后又上浮。这是因为用力压挤矿泉水瓶时，矿泉水瓶中的一些水会被压进药瓶中，重力大于浮力，下沉。松手后增加的水又被排出，重力又小于浮力，浮出水面。

6.浮力秤

将矿泉水瓶上部剪掉，只留下柱形部分，用熔化的蜡烛将底部填充好保证使其能立于水中。在内部填充一些颗粒状固体作为配重同时起到调节和调零作用。此时，在与水面相平处的瓶体上标零。然后在瓶内放50g钩码，在与水面相平处的瓶体上标50g；再在瓶内放100g钩码，在与水面相平处的瓶体上标100g；均匀地画好最小刻度。

7.帕斯卡裂桶实验的拓展

用输液器一端与塞子相连，另一端与气球相连，向剪掉底部的矿泉水瓶子中灌水，将该装置竖直放置。另一个不放输液器，发现加输液器的气球被“吹”起，没加输液器的没有“吹起”。

8.做功和内能的改变

取一普通塑料瓶（矿泉水瓶），加入数滴酒精，盖紧瓶盖，用手使劲拧紧瓶身，压缩气体，不要松手；用手轻轻旋动瓶盖，碰一声响，瓶盖被冲出很远，同时出现大量“白雾”。

9.密度的引入

用两个完全一样的塑料瓶瓶子，一瓶装满水，另一瓶装满盐水。把它们同时放到已调好的天平上，马上发现天平失去了平衡。学生一定非常惊奇，会去反问这是为什么，进而得出结论：同体积不同的物质（即密度不同）其质量不同。

10.探究光的直线传播

找一干净塑料瓶，控干后往瓶内装烟雾（越浓越好）。拿一激光电筒往瓶内射激光，能清楚地看到光在烟雾中沿直线传播。

科学是一门以观察、实验为基础的自然科学，许多科学知识是在观察和实验的基础上，认真总结和思考得来的。科学教师在教授学生科学知识过程中，如能正确使用自制教具演示或指导学生实验，对学生掌握知识、运用知识可以起到很大的积极作用，同时还能激发学生的求知欲望，培养学生严谨、求是的科学态度。所以，实验教学是科学教学中一个必不可少而且相当重要的环节。身教胜于言教，在自制教具的同时，教师也要不断鼓励学生把自己学到的知识用到生活、生产实践中去，只有这样才能让知识更有价值。

综上所述，科学教师要力求做好每个自制教具的实验，并在教学实践中不断地探索与创新，同时结合其他形式和多种教学方法，以及现代教学手段，提高科学教学的质量和效率。

参考文献：

国家教育委员会教学仪器研究所.初中物理自制教具[M].北京：人民教育出版社，1993.

摘 要：科学是一门以实验为载体，激发学生自主探究未知领域的学科。在用现成的实验仪器进行教学时，经常会出现一些我们无法掌控的问题，如何自如地在课堂上将实验展现出来，需要教师发挥自身学科优势，自主制作教具来开展生动的课堂教学。本文客观地阐述了如何在中学科学中自制教具开展实验教学，重点论述了以塑料瓶为主体制作教具的方法。

关键词：自制教具；塑料瓶；科学教学

在初中科学教学中，为了切实贯彻“以实验为基础”的教学原则，真正把科学实验作为科学教学的重要内容和有力工具，就要充分发挥实验的教学功能，使学生在教师的指导下，通过自己动眼、动脑、动手、动口去获取知识。这样不仅能够为学生提供学习的感性材料，验证科学规律，而且能够提供科学的思维方法，使学生加深对基本知识的理解，培养用实验方法探索科学知识的能力。学生通过自己观察、做实验，还可以讨论讲述，使他们学习的主动性、积极性得到充分发挥，改变学习中的被动地位，使课堂气氛不再沉闷。

自制教具能突破教学难点，能够提高教学效果。使用自制教具，有利于培养学生的科学素养。教师应将一些工具性器材进行简化，实验器材尽量选择生活中易于寻找的物体，拉近科学与生活的距离，让学生感觉科学不是高高在上的，科学探索并不神秘，它就在生活中。要让学生知道身边的科学，知道科学就在身边，为其开展“自主探究性学习”开辟广阔的天地。自制教具可以让生活中的废品变为宝贝。本文主要讲塑料瓶在科学实验中的应用。

一、课外兴趣实验

水顶乒乓球实验。如图1所示，用一大的塑料瓶装满水，用双孔橡皮塞住，一孔插入玻璃管，另一孔插入气门芯。用打气筒打气，同时将球放在玻璃管口出，乒乓球在水注上方2米以上的高度却不掉下来。

■

哪只蜡烛先熄灭。两只点燃的蜡烛一高一低，若用一只透明的塑料瓶制的罩子将它们罩起来（如图2所示），问哪只先熄灭？让学生自己做实验，然后思考原因。

二、生物教学：模仿呼吸过程

如右图，将透明的塑料瓶底部截去，在底口处蒙扎上一张皮膜（可用大气球或医用手套的薄橡皮膜），在橡皮的的孔中紧插入玻璃三通管，并在内部的管上装两只气球。演示时，手捏住橡皮膜的中部，向外拉动和向内挤压，可以看到瓶内的气球膨胀和收缩交替的现象。

三、在化学教学中的应用

简易酸碱灭火器。500毫升左右的塑料瓶，用大头针在瓶子上端插六七个小孔并标记灭火口；向瓶内装250毫升左右的饱和碳酸氢钠溶液及少量的洗涤剂；小试管取10毫升左右浓硫酸，塑料瓶稍微轻斜把试管小心的滑入瓶内，用一根比塑料瓶高度稍小的玻璃棒插入试管；拧紧瓶盖，将塑料瓶倒置，可以观察到明显的现象。

四、在物理教学中的应用

1.塑料瓶引入大气压强实验

（1）覆杯实验。把塑料瓶装满水，用纸片代替瓶盖托住水。（2）吹不大的气球实验和开口也不“消气”的气球实验。在塑料瓶侧面扎一个小孔，并将一只气球塞入瓶内，套在瓶口上。实验时，手指堵住小孔，嘴对瓶口吹气球很难吹大，如何解释这一现象？将堵着小孔的手指移开，从瓶口再次吹气，气球膨胀变大了许多，再用手指将小孔堵塞，接着把吹气的嘴从瓶口移开，吹大了的气球几乎没有缩小。如何解释这一现象？

2.塑料瓶来证明大气压存在和液体内部压强特点

在饮料瓶底部扎一个细孔，把饮料瓶中灌满水，然后拧紧瓶盖，瓶底部没有水流出。拧松瓶盖，水流了出来，说明是大气压作用形成的这一现象。相同高度处其它位置再扎一个细孔后发现依然没有水流出来，证明了大气压是各个方向都存在。在上方再扎细孔后，发现下面的细孔向外流水，上面的细孔不向外流水，并且有空气从此处进入。拧开瓶盖三孔都会流水，且小孔位置越靠近瓶底，水柱喷的越远，证明同一液体内部压强随着深度的增加而增大。

3.浮力产生的原因

用剪刀剪去矿泉水瓶底部，把瓶子倒过来旋开瓶盖，瓶内置一乒乓球，然后往瓶内倒水，会发现乒乓球沉在水底，再把瓶盖旋上，一会儿乒乓球迅速浮起来。没旋瓶盖时，水对乒乓球只有向下的压力，旋上瓶盖后，由于乒乓球侧漏水，水填满乒乓球下空隙后，便对乒乓球有向上的压力，且大于向下的压力，因此乒乓球就浮起来了。

4.魔筒实验：动能和弹性势能的转化

将两只大小不一样的矿泉水瓶的底部剪下，在瓶底上下两处各钻一个小孔。每一个小孔处穿一根橡皮筋，在瓶内的中间处，把两根橡皮筋系在一起，并在此系上重物（锁）。在光滑的地面上试用手滚动罐子，它将会向前滚动几步停下，然后返回来。

5.“浮沉子”潜水艇浮沉原理

将口服液里面的液体喝掉一部分，直到使它恰好能浮在水面上。在瓶口缠一些细铁丝，将它放入矿泉水瓶中，然后旋紧矿泉水瓶盖，用手压挤矿泉水瓶，会看到药瓶下沉，松手后又上浮。这是因为用力压挤矿泉水瓶时，矿泉水瓶中的一些水会被压进药瓶中，重力大于浮力，下沉。松手后增加的水又被排出，重力又小于浮力，浮出水面。

6.浮力秤

将矿泉水瓶上部剪掉，只留下柱形部分，用熔化的蜡烛将底部填充好保证使其能立于水中。在内部填充一些颗粒状固体作为配重同时起到调节和调零作用。此时，在与水面相平处的瓶体上标零。然后在瓶内放50g钩码，在与水面相平处的瓶体上标50g；再在瓶内放100g钩码，在与水面相平处的瓶体上标100g；均匀地画好最小刻度。

7.帕斯卡裂桶实验的拓展

用输液器一端与塞子相连，另一端与气球相连，向剪掉底部的矿泉水瓶子中灌水，将该装置竖直放置。另一个不放输液器，发现加输液器的气球被“吹”起，没加输液器的没有“吹起”。

8.做功和内能的改变

取一普通塑料瓶（矿泉水瓶），加入数滴酒精，盖紧瓶盖，用手使劲拧紧瓶身，压缩气体，不要松手；用手轻轻旋动瓶盖，碰一声响，瓶盖被冲出很远，同时出现大量“白雾”。

9.密度的引入

用两个完全一样的塑料瓶瓶子，一瓶装满水，另一瓶装满盐水。把它们同时放到已调好的天平上，马上发现天平失去了平衡。学生一定非常惊奇，会去反问这是为什么，进而得出结论：同体积不同的物质（即密度不同）其质量不同。

10.探究光的直线传播

找一干净塑料瓶，控干后往瓶内装烟雾（越浓越好）。拿一激光电筒往瓶内射激光，能清楚地看到光在烟雾中沿直线传播。

科学是一门以观察、实验为基础的自然科学，许多科学知识是在观察和实验的基础上，认真总结和思考得来的。科学教师在教授学生科学知识过程中，如能正确使用自制教具演示或指导学生实验，对学生掌握知识、运用知识可以起到很大的积极作用，同时还能激发学生的求知欲望，培养学生严谨、求是的科学态度。所以，实验教学是科学教学中一个必不可少而且相当重要的环节。身教胜于言教，在自制教具的同时，教师也要不断鼓励学生把自己学到的知识用到生活、生产实践中去，只有这样才能让知识更有价值。

综上所述，科学教师要力求做好每个自制教具的实验，并在教学实践中不断地探索与创新，同时结合其他形式和多种教学方法，以及现代教学手段，提高科学教学的质量和效率。

参考文献：

国家教育委员会教学仪器研究所.初中物理自制教具[M].北京：人民教育出版社，1993.

摘 要：科学是一门以实验为载体，激发学生自主探究未知领域的学科。在用现成的实验仪器进行教学时，经常会出现一些我们无法掌控的问题，如何自如地在课堂上将实验展现出来，需要教师发挥自身学科优势，自主制作教具来开展生动的课堂教学。本文客观地阐述了如何在中学科学中自制教具开展实验教学，重点论述了以塑料瓶为主体制作教具的方法。

关键词：自制教具；塑料瓶；科学教学

在初中科学教学中，为了切实贯彻“以实验为基础”的教学原则，真正把科学实验作为科学教学的重要内容和有力工具，就要充分发挥实验的教学功能，使学生在教师的指导下，通过自己动眼、动脑、动手、动口去获取知识。这样不仅能够为学生提供学习的感性材料，验证科学规律，而且能够提供科学的思维方法，使学生加深对基本知识的理解，培养用实验方法探索科学知识的能力。学生通过自己观察、做实验，还可以讨论讲述，使他们学习的主动性、积极性得到充分发挥，改变学习中的被动地位，使课堂气氛不再沉闷。

自制教具能突破教学难点，能够提高教学效果。使用自制教具，有利于培养学生的科学素养。教师应将一些工具性器材进行简化，实验器材尽量选择生活中易于寻找的物体，拉近科学与生活的距离，让学生感觉科学不是高高在上的，科学探索并不神秘，它就在生活中。要让学生知道身边的科学，知道科学就在身边，为其开展“自主探究性学习”开辟广阔的天地。自制教具可以让生活中的废品变为宝贝。本文主要讲塑料瓶在科学实验中的应用。

一、课外兴趣实验

水顶乒乓球实验。如图1所示，用一大的塑料瓶装满水，用双孔橡皮塞住，一孔插入玻璃管，另一孔插入气门芯。用打气筒打气，同时将球放在玻璃管口出，乒乓球在水注上方2米以上的高度却不掉下来。

■

哪只蜡烛先熄灭。两只点燃的蜡烛一高一低，若用一只透明的塑料瓶制的罩子将它们罩起来（如图2所示），问哪只先熄灭？让学生自己做实验，然后思考原因。

二、生物教学：模仿呼吸过程

如右图，将透明的塑料瓶底部截去，在底口处蒙扎上一张皮膜（可用大气球或医用手套的薄橡皮膜），在橡皮的的孔中紧插入玻璃三通管，并在内部的管上装两只气球。演示时，手捏住橡皮膜的中部，向外拉动和向内挤压，可以看到瓶内的气球膨胀和收缩交替的现象。

三、在化学教学中的应用

简易酸碱灭火器。500毫升左右的塑料瓶，用大头针在瓶子上端插六七个小孔并标记灭火口；向瓶内装250毫升左右的饱和碳酸氢钠溶液及少量的洗涤剂；小试管取10毫升左右浓硫酸，塑料瓶稍微轻斜把试管小心的滑入瓶内，用一根比塑料瓶高度稍小的玻璃棒插入试管；拧紧瓶盖，将塑料瓶倒置，可以观察到明显的现象。

四、在物理教学中的应用

1.塑料瓶引入大气压强实验

（1）覆杯实验。把塑料瓶装满水，用纸片代替瓶盖托住水。（2）吹不大的气球实验和开口也不“消气”的气球实验。在塑料瓶侧面扎一个小孔，并将一只气球塞入瓶内，套在瓶口上。实验时，手指堵住小孔，嘴对瓶口吹气球很难吹大，如何解释这一现象？将堵着小孔的手指移开，从瓶口再次吹气，气球膨胀变大了许多，再用手指将小孔堵塞，接着把吹气的嘴从瓶口移开，吹大了的气球几乎没有缩小。如何解释这一现象？

2.塑料瓶来证明大气压存在和液体内部压强特点

在饮料瓶底部扎一个细孔，把饮料瓶中灌满水，然后拧紧瓶盖，瓶底部没有水流出。拧松瓶盖，水流了出来，说明是大气压作用形成的这一现象。相同高度处其它位置再扎一个细孔后发现依然没有水流出来，证明了大气压是各个方向都存在。在上方再扎细孔后，发现下面的细孔向外流水，上面的细孔不向外流水，并且有空气从此处进入。拧开瓶盖三孔都会流水，且小孔位置越靠近瓶底，水柱喷的越远，证明同一液体内部压强随着深度的增加而增大。

3.浮力产生的原因

用剪刀剪去矿泉水瓶底部，把瓶子倒过来旋开瓶盖，瓶内置一乒乓球，然后往瓶内倒水，会发现乒乓球沉在水底，再把瓶盖旋上，一会儿乒乓球迅速浮起来。没旋瓶盖时，水对乒乓球只有向下的压力，旋上瓶盖后，由于乒乓球侧漏水，水填满乒乓球下空隙后，便对乒乓球有向上的压力，且大于向下的压力，因此乒乓球就浮起来了。

4.魔筒实验：动能和弹性势能的转化

将两只大小不一样的矿泉水瓶的底部剪下，在瓶底上下两处各钻一个小孔。每一个小孔处穿一根橡皮筋，在瓶内的中间处，把两根橡皮筋系在一起，并在此系上重物（锁）。在光滑的地面上试用手滚动罐子，它将会向前滚动几步停下，然后返回来。

5.“浮沉子”潜水艇浮沉原理

将口服液里面的液体喝掉一部分，直到使它恰好能浮在水面上。在瓶口缠一些细铁丝，将它放入矿泉水瓶中，然后旋紧矿泉水瓶盖，用手压挤矿泉水瓶，会看到药瓶下沉，松手后又上浮。这是因为用力压挤矿泉水瓶时，矿泉水瓶中的一些水会被压进药瓶中，重力大于浮力，下沉。松手后增加的水又被排出，重力又小于浮力，浮出水面。

6.浮力秤

将矿泉水瓶上部剪掉，只留下柱形部分，用熔化的蜡烛将底部填充好保证使其能立于水中。在内部填充一些颗粒状固体作为配重同时起到调节和调零作用。此时，在与水面相平处的瓶体上标零。然后在瓶内放50g钩码，在与水面相平处的瓶体上标50g；再在瓶内放100g钩码，在与水面相平处的瓶体上标100g；均匀地画好最小刻度。

7.帕斯卡裂桶实验的拓展

用输液器一端与塞子相连，另一端与气球相连，向剪掉底部的矿泉水瓶子中灌水，将该装置竖直放置。另一个不放输液器，发现加输液器的气球被“吹”起，没加输液器的没有“吹起”。

8.做功和内能的改变

取一普通塑料瓶（矿泉水瓶），加入数滴酒精，盖紧瓶盖，用手使劲拧紧瓶身，压缩气体，不要松手；用手轻轻旋动瓶盖，碰一声响，瓶盖被冲出很远，同时出现大量“白雾”。

9.密度的引入

用两个完全一样的塑料瓶瓶子，一瓶装满水，另一瓶装满盐水。把它们同时放到已调好的天平上，马上发现天平失去了平衡。学生一定非常惊奇，会去反问这是为什么，进而得出结论：同体积不同的物质（即密度不同）其质量不同。

10.探究光的直线传播

找一干净塑料瓶，控干后往瓶内装烟雾（越浓越好）。拿一激光电筒往瓶内射激光，能清楚地看到光在烟雾中沿直线传播。

科学是一门以观察、实验为基础的自然科学，许多科学知识是在观察和实验的基础上，认真总结和思考得来的。科学教师在教授学生科学知识过程中，如能正确使用自制教具演示或指导学生实验，对学生掌握知识、运用知识可以起到很大的积极作用，同时还能激发学生的求知欲望，培养学生严谨、求是的科学态度。所以，实验教学是科学教学中一个必不可少而且相当重要的环节。身教胜于言教，在自制教具的同时，教师也要不断鼓励学生把自己学到的知识用到生活、生产实践中去，只有这样才能让知识更有价值。

综上所述，科学教师要力求做好每个自制教具的实验，并在教学实践中不断地探索与创新，同时结合其他形式和多种教学方法，以及现代教学手段，提高科学教学的质量和效率。

参考文献：

国家教育委员会教学仪器研究所.初中物理自制教具[M].北京：人民教育出版社，1993.