项目引领实现自制教具的开发与应用

徐建芬

一、教师巧用自制教具，制造认知冲突，激发学生的求知欲

初中生已经具有一定的生活经验，并且处于心理、生理的发育期，对未知事物充满了好奇心和求知欲。利用身边的“瓶瓶罐罐”自制教具，并设计一些与学生现有经验相冲突的实验，能更好地激发学生的学习兴趣，提高他们的学习自觉性和积极性，从而激励他们主动探索、锲而不舍的求知欲。例如，在学习《二力平衡》这一节内容前，笔者找了一根筷子、一把羊角锤、一截绳子，利用这几样普普通通的生活用品设计了这样的实验：

1.将大部分筷子放在桌面上，一小部分露出桌面，观察筷子的运动状态。

2.将筷子慢慢地向桌外移动，这时筷子还能乖乖地静止在桌面上吗？实际做一做。

3.如果将羊角锤挂在筷子露出桌面的那端，筷子和锤子还能静止在桌面上吗？基于前两个实验的经验，学生自然而然就会推理得出：当筷子伸出桌面的长度超过一半时，筷子就不能静止在桌面上。所以，学生会毫不犹豫地认为锤子根本不可能挂在筷子上靜止。这时教师亮出实验器材实际操作一番，结果让学生感到很诧异（如图1）：将筷子的一大半伸出桌外并挂上锤子，筷子居然能稳稳地静止在桌子上而不下落。这一实验现象与学生原有的认知截然相反，巨大的认知冲突，把学生主动探究的兴趣一下子就调动了起来，每个学生都跃跃欲试，想早点揭开“庐山真面目”。这样的课堂效果也就不言而喻了。

二、学生参与自制教具，提高可见度，增强学生动手能力

受应试教育的影响，我们的实验教学往往留于形式：“教师讲实验，学生背实验”“教师做实验，学生看热闹”等现象依旧存在。实践表明：这种被动接受的学习方式大大限制了学生思维的发展，抹杀了学生的创造力。在教学活动中，让学生参与到教具的制作过程中，并亲自利用自制教具进行实验，通过实践验证书本上的科学知识，既能有效地提高学生运用所学知识解决实际问题的能力，又能培养他们锲而不舍、勇于探索的科学态度。笔者在教学中尽量多地安排探究性学习活动。为了克服学校实验室器材数量不够、实验效果不佳等困难，笔者尽量发动学生一起制作一些简易但可见度高的小器材。

比如，在学习《照相机》这一节内容时，由于学生所接触的照相机基本是数码相机，他们通过屏幕看到的像与实际的凸透镜成像情况相悖，而学校实验室仅有的几个照相机模型用来做演示实验可见度不够，不能满足全班学生的需求。于是，在学习这一内容的前两天，笔者将全班学生分成几个小组，每个小组分发一个照相机模型，让小组成员进行研究，要求大家通过观察了解照相机模型的基本结构及不足，并自己动手寻找器材制作一个照相机模型。两天后，大多数学生带来了自己制作的照相机。有的用纸盒作照相机机身、用圆柱形的盒子（前端嵌入一块凸透镜）做伸缩镜头（如图2）；有的找不到现成的凸透镜，就自己利用透明的气球皮制成水透镜进行替代；还有的用纸筒做暗箱（如图3），大大增加了可见度……从学生取材多样、形态各异的制作中，笔者看到了学生的思维和动手能力远远超过了平时在课堂上看到的表象。课堂上同学们拿着自己制作的照相机对照相机的成像情况及调节进行交流时，气氛特别热烈，效果也出奇地好。

学生人人参与自制教具弥补了教学仪器不足、演示实验可见度不高等缺点。同时，自制教具既提高了学生的动手能力、拓展了学生的思维，也培养了学生良好的实验习惯，使教学效果事半功倍。

三、家长协助自制教具，激发创新精神，提高综合能力

素质教育的根本任务是培养创新精神，我们必须在课堂教学中注重培养学生的创新意识和创新能力。自制教具就是一种具有创造性的活动。自制教具不会一帆风顺，从教具的设计到组装成功，不仅需要有创造性的思维，还要有相应的劳动技能如：焊接、切割等。当学生遇到技术性问题时，就需要家长在一旁指导协助。

例如，在学习了《平面镜》这一节内容后，周末笔者给全班学生布置了一个活动：用平面镜制作一个教具。星期一同学们带来了各式各样的作品：有魔盒，有万花筒，还有潜望镜等。虽然大多作品比较粗糙，但还是有一部分作品比较精致甚至个别作品很有创造性。如：吴同学制作的魔盒（如图4）。为了让魔盒更加有型，吴同学用木质材料（其他同学都用纸盒）制作魔盒，制作过程中需要将平面镜固定在魔盒内，吴同学试了很多方法（胶水粘、钉子固定等）效果都不太理想，最后她在爸爸的指导下，鼓起勇气第一次拿起刻刀在木盒上刻了一条固定槽；为了让效果更逼真，吴同学特意加长了木盒的长度，以便更好地隐藏平面镜。再如：李同学制作的潜望镜。他用PVC水管作为镜筒：将两根PVC直管用直通管连接，PVC管的另一端于弯管相连，将弯管的直角用锯子截去固定两面相互平行的平面镜（如图5），旋转PVC直管通过潜望镜可以观察前后左右各个方位的景物。

学生通过亲自设计自制教具，动手能力、创新能力都得到了很大的提升，同时也能将学习的知识应用于教具的自制中。另外学生由于操作技能的限制，在自制教具的过程中，虽然不能像工程师那样井然有序、得心应手，还容易造成损伤，但通过家长的协助指导都能很好地解决问题。

诺贝尔奖获得者杨振宁教授曾说过：“自制的仪器永远比买来的好。”自制教具在提高学生动手能力、培养学生创造性思维方面有无与伦比的优势。将自制教具运用于教学实践中，不仅解决了农村中学实验器材缺乏的难题，而且充分调动了学生的学习积极性，有利于提高初中物理课堂教学的有效性。

作者单位：江苏省苏州市吴江区震泽初级中学