自制教具做实验让物理课堂绽放精彩

陈孝姜

摘 要：物理学是一门以实验为基础的科学，其理论的确立也是通过实验予以验证与完善，实验教学在中学物理教学中占着不可替代地位，也是课堂教学的基础。本文介绍在农村中学的物理教学中，改进实验教具，自制实验教具，活用自制教具的经验。

关键词：课堂教学；实验教学；自制教具

引言：我校属于农村中学，为了解决以上存在的问题，近年来我发动老师和同学们在课余时间自制教具，日积月累，逐渐增加了一系列独立属于学校的自制实验器材，既可解决我校某些器材不足的问题，又有利于培养学生的动手动脑习惯和实验技能，成为我校物理教学的一大亮点。以下是本人在自制教具过程中的一点体会，意在抛砖引玉，与同行们切磋。

1 由易到难，由简到繁，逐步培养学生自制简单的教具

苏霍姆林斯基说过：“在人的心里深处，都有一种需要，那就是希望自己是一个发现者、研究者、探索者，而在儿童世界里这种需要特别强烈”。一般来说，初中阶段主要是“做中学”，八年级学生初次接触物理实验，面对实验仪器有的还不知所措，但实验积极性较高对实验的效果比预期的可能会更惊险刺激！例如《光的反射》实验是初中物理一个很小很简单的实验，从教17年来，往年都是我做演示实验，学生观察，总结反射规律记下笔记就可以了，今年进入课改年段后，我改变成以组为单位，让组员们分工带镜子、纸板（纸板上要画好光的路线）、镭射笔等，再合作观察光的反射规律，这样既可以增强同学们动手动脑、发现问题的机会，又可以享受实验过程！当他们努力调整纸片的垂直度，费了九牛二虎之力才看到光从镜子反射出来，在纸板上留下红色路径时，一个个竟然像发现了真理一样大喊“看到了！看到了！光反射出来了，我们组成功啦！” ，兴奋得难以名状，激动地和其他组的组员们分享他们的经验。这个情景深深震惊了我：在我眼中这只是一个极普通极容易做的实验，但对同学们来说用自己做的器材，通过小组合作努力探究得到的，情感体验是多么大不相同啊！从此以后，我秉承一个原则，就是让学生多动手做实验。实验难度大的，改作演示实验，并且更加“不遗余力”地让同学们自己带（做）大大小小的仪器来课堂，哪怕是为了能说明压强这个知识点的一个小小的购物袋提手！

2 注重物理创新性实验设计，改进实验教具

自制教具，不追求结构的复杂，不需要高深的专业知识，只需要新颖的创意、教学经验和体会，是实验创新的一个方面的应用。引导学生利用身边的器材自制教具，既可以拉近物理与生活的距离，让学生深切感受到科学的真实性，消除科学的神秘感，又为培养学生的创新意识和创新能力提供了很好的条件和场所。近年来，我校物理老师在教学中注重引导学生根据教学内容和学生的兴趣积极开展小发明和小制作活动，激发学生发明创造的积极性和主动性，使学生能积极从生活中挖掘素材、激发灵感，大胆创新。例如：在讲解《压力与压强》时，按照课本的图片图1作演示实验时，往往由于小桌子的脚很细而看不清凹陷处。当把桌子倒过来图1丙放在海绵上时，由于压强太小海绵根本凹陷不下去，只能靠同学们想象，影响了同学们对压强这个概念的理解，我和同学们讨论后，一起制作了图2“压强演示仪”，把一个气球放在乙图的多个铁钉上，再压上一个重铁圆柱体，气球安然无恙；当把气球放在甲铁钉上，再压上同一个重铁圆柱体时，只听“嘭”的一声巨响，气球破了；同学们在被惊吓之余，很容易理解：为什么相同压力，受力面积越小，压力的作用效果越明显？即压强越大这个知识点了。但当在图乙中的气球上继续加重物时，气球也会在期待和紧张的气氛中破裂，看来受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越明显；这比图1的实验效果要好几十倍，自制教具的效果明显性被体现得淋漓尽致！

3 自制教具使学生角色变换，挖掘教材内容的探究性

学生亲自用自己或同学做的教具做实验，比由教师演示、学生观察留下的印象要更深刻的多！学生由观察者变成实验者、操作者，其态度之积极、心情之激动、思考问题之主动都是显而易见的，学生不仅巩固了课本中的理论知识，逐渐学会了观察、分析、归纳、总结以及反思，同时实验的技巧与技能也得到提高。一个很简单的实验，学生既要动脑，又要动手，不但开阔了学生的视野，还激发了学生的创新意识，锻炼了学生的动手能力。每年的“红五月”是我校的科技文化艺术节，我往往抓住这个机会，指导学生制作孔明灯和电动机或望远镜，它们涉及的力学、电学、光学方面的知识是物理学的三大支柱，对深刻理解知识在实际生活中的应用有着不可忽视的作用！图3是同学们做的孔明灯，一年一度放飞孔明灯是同学们最期盼的节目。以前我在紫华中学时，对浮力这部分知识的教学感到最棘手，当时我还没有自制教具想法和行动，调动到晋江二中以后，借助科技文化艺术节，我开始尝试和指导学生自制科技小发明，自然过渡到制作自制教具，以帮助学生理解：决定物体浮沉的因素是由物体的密度与被排开的液体密度的大小决定的，由实验还可以让学生理解许多关于液体浮力的知识。图4是学生制作的望远镜，我鼓励学生，说不定未来的天文学家就产生于小小的制作望远镜的过程呢！

四、自制教具要选择节能、环保的材料，且确保操作安全

自制教具有的侧重于设计、有的侧重于操作、有的侧重于对物理知识的理解和应用，是对课堂教学的延伸和补充，是做好物理实验教学不可忽视的重要组成部分。教师在这个过程中多激励、帮助、启发，学生经过自己动手制作、实验，既有利于巩固知识，提高能力、激发学生的兴趣，又有利于进一步挖掘学生的创造潜力、培养学生的分析问题和解决问题的能力、有利于培养学生的科学创新能力，让学生体验“做中学”和“玩中学”的乐趣，也让学生有更多的发现新问题的机会，同时还有利于培养学生合作交流的意识 [1 ]。如在做平面镜成像实验时，我注意到分组实验中24组同学同时点燃蜡烛20多分钟，严重污染了教室的空气！那么有没有更好的实验器材代替蜡烛呢？一个同学突然想到家里弟弟的玩具彩虹塔，鲜艳的色彩、大小不同的结构既可以给同学们带来视觉冲击，愉悦做实验的心情，又可以很快找到像，并且比较出像与物的大小关系，一举两得（图5），最重要的是学生在本节课还感受到了快乐，快乐地学习比获得知识更重要！打靶时（图6）“三点一线”是利用光沿直线传播的知识，但由于初二学生都没有经过军训，对枪械中的准星根本没概念，因此我制作了如下的自制教具：为什么通过左边的孔只能看到右边的靶心而看不到左边的靶心呢？因为光不能拐弯（即曲线传播），同学们很快就理解了光沿直线传播这个知识点在现实生活中的应用了，所用的纸片也是废物利用，成本又低，提倡“坛坛罐罐制教具，拼拼凑凑做实验”的理念是吻合的。

5 自制教具可以模拟不可触摸的实验情景，增强实验的可视性

flash动画课件可以将图像、音乐、声效融合在一起，画质清晰，图文并茂，并且嵌入交互式功能，具有形象性、趣味性、新颖性、直观性、丰富性等特点，能够有效配合课堂教学，渲染课堂教学氛围，促进教学情境的发展，使课堂容量大大增大，达到课堂“增值”的目的。特别是可以模拟不可触摸的危险的电学方面的实验，因与实际操作是有一定的距离更应自行制造教具增强可视性。如《家庭电路》是初中物理非常重要的章节，用flash课件演示实验过程始终只有一种纸上谈兵的感觉。而现实生活中的家庭电路又往往电路线被埋在墙里而看不见来龙去脉，若让学生近距离观察保险丝、电能表还会伴随危险性，从而影响对这部分知识的理解，因此，自制教具“家庭电路”（图7）起到了桥梁的作用。介于flash动画与实际电路效果之间，由于教具中接入了降压器，电灯使用额定电压只有20V的户外电灯，所以危险性大大降低，且可以近距离观察电能表的表盘转动，只要按一下开关，灯就亮了，同学们从实际操作中体会到无穷的乐趣！图8是模拟并列行驶的船会由于内侧水流速度变大压强变小而造成轮船相撞事故，使同学们深刻理解流体压强与流速的关系！

当然，我们使用自制教具要特别强调“活用”，要突破课堂、教材的限制，尽一切可能开展实验创新活动，从“教实验”转变为“用实验教”，充分发挥自制教具的教育功能，让课堂绽放精彩。

参考文献：

[1]包亮.中学物理教具设计与制作[J]，新课程学习（社会综合），2009（8）：2.