巧用自制教具 服务新课程物理教学

刘英芹

摘要：物理是一门以实验为基础的自然科学，物理实验在培养学生动手能力、分析问题、解决问题的能力，培养学生的探索精神、科学研究的基本素养等方面占有重要的作用。然而在实际教学中，学校的实验器材配备有时候不能满足教学的需要，使得教学中多是学生亲自动手的机会很少。想要改变这一现状，就需要自制教具。自制教具的使用能够较大程度地调动学生的积极性，激发学生的探索欲望，培养他们的实践能力和创新精神。

关键词：自制教具;形象化;求知欲;创新意识

中图分类号：G633.7     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2015）46-0238-02

物理是一门以实验为基础的自然科学，物理实验在培养学生动手能力、分析问题、解决问题的能力，培养学生的探索精神、科学研究的基本素养等方面占有重要的作用。然而在实际教学中，学校的实验器材配备有时候不能满足教学的需要，使得教学中多是学生亲自动手的机会很少。想要改变这一现状，就需要自制教具。自制教具的使用能够较大程度地调动学生的积极性，激发学生的探索欲望，培养他们的实践能力和创新精神。物理学家麦克斯韦曾说：“实验的教育价值往往与仪器的复杂性成反比，学生用自制的仪器，虽然经常出毛病，但它却比仔细调好的仪器能学到更多的东西。”下面我来谈谈自制教具应用中的一些体会。

一、巧用自制教具，可以把抽象的知识形象化有效地突破教学难点

在物理教学中，很多重点和难点知识的生成有时依赖多媒体课件才能顺利完成，如果能自制教具，设计演示实验，不仅能顺利突破重点难点，而且能极大地增强教学效果。

在学习《浮力》一课时，用我自制的教具《浮力产生的原因演示器》很好地展示了浸没在水中的正方体六个侧面都受到压力，并且前后、左右相等，实验效果非常明显，顺利突破了教学难点。在研究“力的作用效果跟什么因素有关”时，课本上利用的器材是泡沫塑料、砝码、压力小桌，通过泡沫塑料的压下的深浅显示压力的作用效果。我在组织实验时，准备了充足的实验器材，有：橡皮泥、装水的矿泉水瓶、图钉、海绵、沙子、铅笔、气球等。充足的实验器材，调动了学生探索的积极性，打破了课本中现有的实验器材的局限，培养了学生创造性设计实验的能力，开拓了学生思维。特别是学生根据不同的实验器材得出相同的实验结论，更具有说服力，学生印象深刻。

二、巧用自制教具，激发学生的好奇心和求知欲

爱因斯坦说：“兴趣是最好的老师。”中学生富有好奇心和求知欲，是创新的内在动力。巧妙地安排学生动手操作，可以唤起求知的欲望，激发他们参与学习的兴趣，点燃创造的火花。有些小实验不受时间和地点的限制，可以在课堂上、课外活动甚至家中开展。利用日常生活中常用物品和工具，自制各种各样简单的器材。在亲力亲为中学生观察操作都比较自由，容易触发其创新潜能，带来意想不到的效果。

在初中物理新课的学习中，我是这样安排的：首先把班里的学生分成四人小组，根据课程的需要，提前让每一组同学利用身边的物品（如：一根电线、一个杯子、一只鸡蛋、一个瓶子等都可以作为自制教具的材料）自制一件小教具，课堂上由学生展示其作品，并评选出最好作品。这样一来，学生为了完成一件教具，他们必须要认真讨论教材内容，明白原理才可以动手去做，无形中激发了学生的学习热情。在学习《声现象》时，布置了课前自制教具的任务：利用你身边的材料，制作一个可供研究声音产生和传播的教具。课堂上有的带来了自制吉他，有的制作了水瓶琴，还有笛子，这节课就是要让学生利用熟悉的器材探索物理规律，让学生从“知”的环境中发现“未知”，学生会感到很亲切，产生强烈的探究欲望，觉得真理的发现就是他们，学习物理的真正主人就是自己，从而觉得物理不再是空中楼阁。这样，学习物理的兴趣有了，也树立了学好物理的信心，课堂上不再拘谨、胆怯，开始踊跃发言，课堂气氛逐渐活跃起来。特别是后进生，体验到学习物理的兴趣，也就变得好学、爱学。某些同学成功新奇的教具，必然会激发其他同学浓厚的兴趣，整个班级呈现一派学物理的良好氛围。

再如在学习《物态变化》时，做人工制霜小实验，对霜的形成有了清楚的认识，空气中的水蒸气遇冷凝华而成。在学习《流体压强与流速关系》时，利用洗衣机的排水管、瓶子、碎纸屑、可乐瓶演示“天女散花”、“火山喷发，翻江倒海”现象。“天女散花”：一些泡沫塑料打碎成小颗粒放在桌面上，一只手握住管的下部，用洗衣机排水管的一端斜着对准桌面上的碎颗粒，保持下半部分不动，另一只手抓住上半部分，使其上半部分快速转动，将发现下管口附近的泡沫塑料被吸进管中，并从上管口飞了出去，形成“天女散花”的现象。“火山喷发，翻江倒海”：用洗衣机排水管的一端装到可乐瓶的瓶口，注意要密封好，可乐瓶的底部用针扎些小孔，瓶子里装些彩色碎纸屑和一些泡沫塑料颗粒，然后用一只手握住瓶口，另一只手握住管子的上半部分，使其在空中快速转动，将发现瓶中的碎纸屑上下翻滚，像火山喷发，像翻江倒海。这些有趣的小实验，把学生带入物理知识的海洋，便会明显淡化“物理难学”这一畏难情绪。

三、巧用自制教具，培养学生的自学能力

教师利用生活中容易得到的材料自制教具进行实验，在学校实验器材不足时创造了许多让学生科学探究的机会。在教师的指导下，让学生领悟科学方法。由于生活中有大量可以用来进行自制教具的材料，课下，学生也能学着老师利用一些易得的材料实验，享受科学探究的乐趣。

学生想做好学具，必须有准备有目的，弄清原理和实验操作要注意的事项，这样学生就应在课前预习教材内容，为做好实验作好准备，有利于培养了学生的自学能力。如学生要自制潜水艇模型，使它达到沉浮自如的目的，必须搞清物体沉浮的条件以及怎样来满足这些条件，学生抱着好奇心，在不知不觉中吃透了教材，自学能力就会相应地得以提高。学生自制的教具，虽然有时出毛病，但却会比用仔细调节好的仪器能学到更多的东西。自制教具制作简单，取材容易，损坏了可以再制作，自然就减轻了学生制作时的心理负担，就会使学习变得自然、轻松、高效。再如用乒乓球结合家中的其他常见物品可以进行许多探究实验：用乒乓球研究声音的振动、测量平均速度、研究物体的热胀冷缩、研究惯性实验、演示日食月食成因、研究动能和势能的相互转化实验等等。同时在科学探究中，从材料选择、设计实验、分析归纳的过程中，学生也会尝试用科学方法分析、解决问题。教师要充分重视自制教具的有效利用，号召和发动学生参与到教具自制活动中来，让学生通过创造性思维和动手制作，转化为实物成果。

四、巧用自制教具，优化物理实验课堂

运用自制教具可以弥补教学仪器的不足，获得直观效果，优化课堂教学。教学中可以通过对实验器材进行改进，这样实验操作更方便，方法更简单，效果更明显，说服力更强。

例如为了说明电源短路会损坏电源，严重时会引起火灾，教材设计的实验是：用导线将一节干电池直接连起来，用手摸导线会不会发热。这个实验存在几个不足：（1）导线发热不明显。（2）导线发热眼睛观察不到，只能用手摸，不能让每一个学生参与实验。（3）电池报废，从而造成浪费。我这样改进：首先将两个学生电源串联起来，使电源电压达到24ⅴ，用家庭洗涤用的铁丝球做导线，外面缠绕硝化棉助燃，先开通一个电源，可看到棉花燃烧起来，再开通另一个电源，可看到铁丝瞬间熔断。该实验给学生留下了深刻的印象，提高课堂效率。

五、巧用自制教具，激发学生的创新精神

自制教具体现了物理来源于生活，拉近了实际生活和物理实验的距离。尽可能选用学生常见的、熟悉的材料做物理实验，能使学生富有熟知感、新奇感、亲切感。重视学生的小发明、小制作，赞赏他们的创新的方法和思路，可以最大限度地激发他们的创新精神。初中学生天生好动、好奇，有强烈的创新意识和求知欲，教师时常对他们的小发明小制作多表扬鼓励，是激发他们学习物理兴趣和创新精神的一种好方式。教师应结合教材内容，引导学生自己或者和其他学生合作设计、动手制作课外小实验。课外小实验伸缩度大，学生可以依照自己的意志改变条件，控制实验的进程，深刻领悟实验现象。通过课外小实验还能培养学生良好的观察习惯，提高观察能力，培养他们的创新精神。如：在农村许多家庭都在院子外面安装一个门灯，但是开关的设计却是问题，因为一个开关控制一盏灯，人走灯灭，晚上经常是摸黑进院摸黑开灯，很不方便，在电学学习的过程中，了解到这种电路的原理，学习了“楼道灯”电路，对于农村的门灯很适用。鼓励学生在家长的帮助下改装家庭门灯。这样理论学习与实践相结合并且取得了一定的效果，得到了好评。

在现代教学设备日益发展的今天，虽然有许多设计漂亮、制作精巧的现存教具，还有丰富的教学软件可供教学选择，它们确实丰富了教学方法，开阔了学生的视野，但是在实现新课标下学生动手、对知识的一步步深入探究方面自制教具有它不可磨灭的作用。它取材容易，制作简单，损坏了可以再做，加深了学生对教学内容的理解，锻炼了学生的动手能力，这是商品教具无法比拟的，而且还能与教材内容相匹配，与教法有机结合，所有的学生都能参与进来，有效地调动学生学习的主动性和积极性，培养师生的创新精神和探究能力，从而推动教学向更高、更深层次发展。总之，教师根据教材内容的需要，通过利用生活中易得的材料自制教具进行物理实验，不断充实实验教具，并把优秀教具和实验设计研究成果加以推广，实现教师资源共享，我们的新课程教学才不会因教具和器材的欠缺而停滞不前，让自制教具发挥出应有的潜能，迎来新课程教学的春天。