物理实验教学延伸之学生自制教具的思考

（福安第一中学，福建福安355000）

物理实验教学延伸之学生自制教具的思考

张晓斌

（福安第一中学，福建福安355000）

随着五环教学模式的推进，物理实验教学遇到困难。而自制教具作为一种课堂的延伸则很好地提升了学生学习物理的兴趣。本文就福安一中首届“高中物理教具自制大赛”的一系列流程加以思考分析，以探索高中物理实验教学之路。

物理实验；自制教具

笔者所在的学校正在进行五环模式教学。经过六年的课堂教学改革后，取得了一定的成果，但同时也发现了不少问题。其中物理实验教学的实施就存在困难，其表现在于教学效果上并没有多大的提升。众所周知，物理是一门实验科学，实验在物理教学中的地位不言而喻。而长期以来的实验教学已然演变成实验理论教学，实验动手操作对于学生来说存在非常大的困难，这也间接降低了学生学习物理实验的兴趣。那么该如何提升学生动手操作能力呢？经过课堂教学探索后，我们发现在课堂上提升学生动手能力是比较困难的。一方面课堂时间有限，学生无法真正完整的完成实验的探索；另一方面学生处于被动完成实验状态，积极性不高，多有应付了事的心态。鉴于这种情况，笔者与福安一中物理组的教师进行深入的讨论后，结合本校校本课程研究性学习，一致认为可以从课外培养学生动手操作实验的能力。于是笔者所在的学校举办了首届“福安一中高中物理教具制作大赛”，并就该比赛进行了一定的反思，以期在物理实验教学上寻找到一个适合五环模式教学的教学方式。

一、造声势引兴趣

首届“福安一中高中物理教具制作大赛”比赛期初，笔者便集中高一高二宣传委员召开了关于海报制作比赛的相关会议，由各班宣传委员向班级解释海报制作比赛相关事项。在接下来的两周中，学生表现出极大的兴趣，开始收集各种和物理相关的材料，并于规定时间内完成了海报的制作。而在海报展示期间，学校则于微信公众平台对本次比赛进行报导，对教具制作的讨论再次引发更多学生的关注。爱因斯坦曾经说过，“兴趣是最好的老师”，一旦学生开始对物理感兴趣，那么学好它是迟早的事情。这是一个媒体网络发达的时代，海报宣传和公众号的报导则从侧面引发学生对物理的兴趣。

二、理材料明方向

在高中物理教学中，涉及很多实验，其中包括演示实验和分组实验。由于学生在考试过程中多涉及分组实验，因此很多演示实验都被忽略。演示实验很难像分组实验那样让学生对其原理步骤做进一步的了解，这时学生就需要花很大的精力才能整理和总结出这些原理，而多数学生面对如此繁多的实验，就会望而生畏，不会去整理和归纳。倘若教师不加以指导整合，学生可能就会直接忽略这些实验。那么实验的整合是不是都要教师独自完成呢？其实不然，可以让学生参与到实验器材的整合过程中。笔者所在的学校就分批次安排了学生进行实验器材的整合。在整合过程中，学生负责器材的编辑，教师负责器材解说理论部分，然后将其一一整合好，打上标记。学生在整理过程中，就获得了对这个实验的了解。而后将整合好的实验以共享资源的形式分享给所有参赛学生，让学生明确了物理教具制作的方向。

三、解问题重生活

学习物理的最终目的是用物理的知识解决生活生产中的问题。因此学生不仅要掌握物理知识，还应该结合物理知识解决生活中的问题。而教具制作就是一个很好的利用物理知识解决生活问题的一个方式。物理学家麦克斯韦曾经说过“实验的教育价值往往与仪器的复杂性成反比”。因此，教具制作不在于教具的理论之高，而在于简单明了又能解决实际问题，促进学生对物理知识的理解。

自制的仪器可以是原理的巧妙应用，用于解决生活中的实际问题。比如，在鲁科版物理必修一第四章第一节《重力与重心》的教学中，涉及到一个演示实验——倾角仪。这个实验简单而又有意义。利用重力的方向来检测平面是否水平。如图1所示为倾角仪，该仪器的制作过程如下：在一块矩形木板上贴上圆形白纸（暂时不要粘牢），将圆周划分为360°并标上刻度，在圆心处钉一个小铁钉做轴。用铁皮剪成指针，另用铁皮做成一小铁管，将小铁管焊在指针的中间部位，将小钢珠焊在指针的尾端。将小铁管套在小铁钉上，使钢珠可以带着指针转动。将做好的倾角仪放在标准的水平台上，指针在钢珠的作用下尖端朝上。转动白纸刻度，使指针示数为零，把纸粘牢。至此，倾角仪制作完毕。

自制的仪器也可以是抽象概念形象化的展示。比如鲁科版物理选修3-1第五章第三节《磁感应强度磁通量》，在本节中涉及磁通量的概念，而磁通量的概念是抽象的，于是学生设计了一个仪器来将抽象概念形象化。图2中演示仪用铁线来表示磁感线，用贴纸来表示磁极N、S以及磁感线的方向。该演示仪可以直接读取穿过线圈的磁感线条数来反映磁通量的大小，将一个抽象的概念形象化了。

四、养习惯立理念

自制教具是通过学生深入理解教材，探究实验原理，精心设计仪器构造，发挥团队协作的具体实物。在这个过程中，学生运用不同的实验器材可以演示相同的实验现象，并且得出一致的实验结论。学生在制作过程中，观察到了丰富的物理现象，尝试了不同的制作方案，既加强了物理知识的理解，也提高了团队协作能力，更培养了学生的创新意识。在这次比赛中，学生养成了良好的思考习惯，树立了创新理念，而这种潜移默化的变化更是让学生产生对物理学习的兴趣。

随着教学改革的不断推进，社会对教师的要求也不断提升，教师要善于结合学科特点采取相应的策略，与时俱进。对于物理这门实验科学，就要充分发挥实验在物理教学中的应用。而引导学生自制教具，则培养了学生热爱科学的思想，树立了创新意识，开拓了学生的眼界，体会了物理知识在生活中的应用，实现了课堂教学的延伸，对学生提高物理学习的兴趣有很大的帮助，从而也实现了物理实验教学的提升。

［1］廖伯琴.普通高中课程标准实验教科书·物理1（必修）［M］.济南:山东科技出版社，2011.

［2］廖伯琴.普通高中课程标准实验教科书·物理（选修3-1）［M］.济南:山东科技出版社，2011.

［3］庄运武.论开发低成本物理实验的原则［J］.重庆:物理教学探讨,2014（6）.

［4］郭卫东.低成本物理实验的巧妙设计与应用［J］.重庆:物理教学探讨,2012（7）.

［5］严涵.让实验贴近生活，让探索照亮科学［J］.重庆:物理教学探讨,2014（2）.

（责任编辑：詹国荣）

本文系福建省教育科学“十二五”规划2015年度课题“运用高中物理疑难实验促进学生研究性学习能力提升的实践研究”（项目编号：FJKYJD15-08）研究成果。