浅谈自制教具在物理实验教学中的作用

张小敏

物理学是一门以观察和实验为主的学科，实验教学则是物理教学的一种重要手段.在新课标下，教师要注重培养学生敏锐的观察力、实事求是的科学态度，激发他们学习物理的兴趣，增强他们的实验能力，因此在物理教学中要大力加强实验教学.现在的教材中也安排了大量的实验，有学生分组实验、教师演示实验，还有课后习题小实验等.

然而很多学校并没有成套的标准化的物理实验器材，因此物理实验教学就会受到影响.若能自制一些仪器或选用生活中常见的物品做实验，则可以起到很好的教学效果.自制教具（包括学具）是指师生利用身边的废旧材料，通过简单易行的方法，研制的物理实验教学用具. 而且麦克斯韦也曾说过：“实验的教育价值常常与仪器的复杂性成反比，学生用自制仪器，即使老是出错，也常常比人们用细心调整的仪器易于学到更多的东西”.所以在初中物理实验教学中，用自制教具做物理实验，更能凸显实验所蕴涵的“过程与方法”教育教学功能.

根据学校和学生的实际情况，笔者在教学中可以增加或改进一些教师或学生亲自制作的小实验，用上师生自制的一些教具.以自制教具做物理实验是课堂教学的延伸和补充，在中学物理实验教学中起着重要的作用.

1自制教具，激发学生的兴趣，提高课堂教学效率

兴趣是产生动机的首要条件. 如果由于实验器材的原因不做实验，只是老师讲实验，在黑板上画实验，学生没有观察实验现象，没有动手操作，学生对学习物理就会没有兴趣，那么课堂教学效率是很低的.如果学生对物理学产生了兴趣，那么他们就会积极主动地学习，教学就能达到事半功倍的效果.当我们把瓶瓶罐罐制成的教具摆到物理课堂时，学生会感到既熟悉又陌生：这些生活中看到用到的物品里面也能研究物理问题吗？能有什么现象产生呢？一种好奇心就会油然而生.如果这些东西拼拼凑凑能产生新奇的实验现象，那么学生就会产生自己寻找材料制作实验器材的念头和尝试实验的冲动，从而激发出他们强烈的求知欲和学习兴趣.学生就会在课堂上非常专注，这样就可以提高教学效率.

在初中的第一节物理课，教师就可以让学生观察老师如何利用生活中的一些物品当教具，动手操作简单的仪器，在学生眼前揭开一个崭新的物理世界.例如把两个吸盘压紧，即使班上两个力气最大的学生也拉不开它们，这是为什么？用硬纸片盖住装满水的杯子，然后把杯子倒过来，水怎么不流出来？摩擦过头发的气球为什么能吸住碎纸片或易拉罐？把一根筷子放入剪掉了上半部分的透明矿泉水瓶中，筷子怎么在水面处看起来像似折断了呢？诸如此类等等.在以后的物理教学中，教师如果能经常运用生活中的物品制作教具来做一些实验，并能因势利导，就会使学生一时的好奇心逐渐转化为探求科学知识的持久兴趣和饱满热情，从而提高课堂教学效率.

2自制教具，提高学生的综合能力

自制教具做实验的过程实际上是对学生进行动手动脑的训练过程，是培养学生创新思维的有效途径，因此积极鼓励与支持学生参加自制教具做实验的活动，对增强学生的综合实践能力具有十分重大的意义.

学生在自己找材料制作实验仪器的过程中，必须先要理解实验原理，然后还要对实验用具进行反复改进、操作实验仪器、观察实验现象和分析实验结果等活动，使自己的操作能力、观察能力、思维能力都得到锻炼与加强.在这个过程中，为了得到理想的实验结果，学生必须认真地观察，又必须有合乎逻辑的思维指导.同样，为了合理地动手操作，也必须有这种思维的指导，而在思维指导下的熟练的操作往往是创造能力得以产生的基础.

例如为了让学生自己去做 “小孔成像实验 ”，老师可以先简单介绍一下如何制作小孔成像实验器和“小孔成像实验”原理，然后让学生自己回家找材料制作实验器材.有的学生就将一小灯泡正放在一封闭的鞋盒内，在鞋盒另一侧扎一小孔，当给灯泡通电后，就将小孔对着墙壁，墙壁上会出现灯泡钨丝的清晰倒像； 有的学生在易拉罐的底部扎个小孔，顶部用半透明塑料薄膜覆盖好，用小孔正对点燃的蜡烛，薄膜上会出现蜡烛火焰的倒立像；有的学生用一个完整的牙膏盒，在封口的一端扎一个小孔，未封口的一端用半透明薄膜蒙好，用小孔正对点燃的蜡烛，可以观察到薄膜上的像等等.在老师的指导下，他们自己会找生活中的常见物品来制作实验仪器，然后做实验，观察现象，分析原理，得出结论.

当学生用自己制作的仪器能成功地演示实验过程，得出正确的实验结论，他们会有一种成就感和自豪感，学生也体验了“玩中学”、“做中学”的乐趣.同时使得许多小实验有充裕的时间能顺利完成，也让学生在合作交流中有更多的发现新问题的机会，这有利于学生创新思维的培养和综合能力的提高.

3自制教具，提升教师自身的专业素养

教师在教育中起着关键的作用，教师的专业素养是决定学生学习能力的一个重要因素.教师自身的专业素养高，学生的学习成绩会相对好些.

初中物理的整个教学阶段中，基本上所有的物理知识是由物理实验得出，教师如果用好实验，那么在实验的基础上可以很快得出结论.但是有些实验却没有现成的实验仪器，有些实验现象不明显或者不稳定，有些实验由于技术所限难以完成等问题.针对这些问题，教师可以通过自制教具做实验，改进教学中的旧仪器或改良教学效果，使实验现象更加明显或实验结论更加准确.这就要求我们教师在平时的生活、教学中做一个有心人，要多学习、多观察、多思考、多花时间精力去设计一些实验，注意搜集实验素材.例如一些常见的矿泉水瓶、易拉罐、硬纸片、沙发海绵、木块木条、废弃的玻璃杯、眼药水瓶等等.自制教具做物理实验，可以提升教师的实验设计、教学设计、动手操作等各方面的专业素养.

但教师在设计制作教具时，应该注意以下几个方面：（1）教育性.教具的制作体现一定的教育教学目标；（2）科学性.教具的制作须以一定的理论为基础；（3）简易性.教具需结构合理、制作方法简单，其演示操作简单.当然，有些要求精准的仪器不适合自制，有些危险的实验也不宜自制教具.

在自制物理教具做实验的过程中，教师只有不断学习，不断实践，不断反思，才可以弥补自身某些方面的不足（如动手操作能力不强），增强自身的教学能力等专业素养，从而达到提高教学成绩的目的.

4自制教具，补充、丰富实验室的仪器

随着新课程标准的全面贯彻实施，有些传统的实验教具已跟不上教材的变化以及时代的要求，因而很多仪器已不适合在教材中使用，急需补充新的实验教学仪器，这是教学改革的需要，是教育发展和学生能力培养的需要.但是与新教材配套的教具的开发、研制、定型、生产还需要一个漫长的过程，这就导致出现仪器与课本不配套的局面，而自制教具填补了这一缺陷.自制教具是物理实验教学仪器的必要补充.

教师在教学过程中多制作自己需要的教具来做实验，多激励、多帮助、多提倡学生做课外小制作小实验.经过师生自己动手制作，日积月累，就可以研制出一系列的简单仪器，就可以解决器材不足的问题. 各学校实验室通常会有一批用生活中的物品自制的教具.例如微小形变演示器、水火箭、小孔成像演示器、光的反射实验器、平面镜成像实验器、焦耳定律实验器、声音的波形演示器等等，这些自制的教具补充和丰富了实验仪器.

总之，利用生活中的常见物品自制教具做物理实验，材料易得、废物利用、准备简单、操作方便、现象明显、富有吸引力.它可以培养学生的学习兴趣和提高学生的各方面的能力、提升教师的专业素养、补充和丰富实验室的器材.最重要的是师生在此过程中不仅获得了知识，还会感受到乐趣.