巧用自制教具，提升物理实验教学质量

福建省福安市湾坞中学 林乃强

在初中物理课堂教学中，丰富的器材有利于改善物理教学效果。师生通过合作开发学习辅助工具，可以增强学生对物理知识的理解，还可以增强学生的安全意识和实践能力。特别是对于初中学生来说，使用自制的教具可以让物理知识在他们脑海中形成具体的印象，以更好地完成学习。而且物理教师在教室中能否利用自制的教具来开展物理实验教学，激发学生学习的兴趣和积极性，直接关系这堂物理课教学效果的发挥。

一、自制教具的特征

（一）经济方便，来源广泛

目前，许多学校的实验室设施还不完善，许多物理教师基于自制教具的材料便宜而且容易获取的特点，常常会在物理实验课堂中使用自制的教具，如一些日常必需品或者生活垃圾也能搜集来制作教具，以填补学校实验设施的不足。教师在物理教学中合理地改造这些材料，不仅能增强学生的环保观念，还能使这些自制教具变成学生学习物理知识的助手，从而增加学生的物理知识储备。

（二）易于操作，趣味性强

教师可按照示范实验的现实需要与示范实验的漏洞来灵活地修改自制的教具，鼓励学生一起来制作教具，提升学生的参与感。这样不仅有利于学生近距离观看实验效果，还可以满足学生学习物理知识的需要。同时，在制作教具的时候，学生的动手实践能力也会得到相应的提高，而课堂也会因为充分利用了自制教具的优势而变得更有趣味性。

（三）形象直观，效果明显

在初中物理教学中，许多自制的教具一般是通过改造以前的研究成果或者是用已有的实验设施进行改造。通过与时俱进的最新自制教具，可让学生在实验教学中更直观地看到实验现象，更透彻地理解实验结果，从而协助学生吃透教学重难点，解决物理难题，使物理实验教学的效果最大化。

二、自制教具在初中物理实验教学中的应用

（一）激发学习兴趣，深化实践认知

教师在示范实验的过程中引入自制教具，可以有效地改善教学效果。学生在课前预览或者是课前预习的时候会看到书本上的实验，因而教师在课堂上按照课本按部就班地进行实验往往缺少新奇感，而自制教具正好弥补了这种新奇感的缺失，师生互动也有利于缩小师生之间的距离感，既激发学生学习物理的兴趣，又能很好地提升演示性物理教学的效果。乐趣是集中学生学习注意力的好方法，有趣的实验可以激发学生的学习积极性，从而让他们学习和掌握实验的内容。在进行物理实验教学时，教师应设置巧妙、有趣的活动，使用易于理解和记住的自制教具，以便学生在制作教具的过程中掌握相关的原理，并强化自身理论知识和实践的结合能力。

例如，在人教版物理八年级下册关于流体压力与流速之间关系的实验教学中，笔者通过“不能被吹走的乒乓球”魔术表演引入新的课程，改进了之前的实验仅使用吹风机吹乒乓球，对吹风机进行了改装，在出风口安装了三个管，然后使用三个乒乓球进行演示。在演示过程中，教师指导学生深度地探究“风为什么吹不走乒乓球？”等类似的问题，这样可以大大改善学生的课堂学习效果。此外，教师可以向学生提问：为什么两艘并排航行的船只最终会在海面上发生碰撞？然后让学生使用上课前准备的实验设备进行实验，以模拟两船并排航行的情况。关键的实验步骤是使用注射器注水来推动两只并排放置在水面上的泡沫舟。之前的实验是把注射器里的水直接注入水面，这样很难在两船之间保持水平射水，实验效果并不好。后来，我们制作了一个小弯管，用小弯管把注射器的前面套住，以确保注射器可以将水水平注入两艘船中间。在改良了教具以后，学生通过实验操作获得了期待的实验结果，然后得出结论：在流体中，流速越大，压强越低。在物理实验课堂上，教师改造了以前的实验设施，并通过最新的自制教具来带领学生进行物理实验操作，有利于提升学生的观察力和逻辑思维能力，增强其将理论应用于实践的能力。

（二）教学形象直观，增强理解能力

教材上的很多实验在现实课堂中没有配套的仪器设备，因此无法进行实验，这样会导致学生对实验缺少感性认识，使得课堂内容乏味枯燥。自制教具是教师根据现有的仪器设备不足来制作的，其实验的结果更加直观、明显，学生更容易观察、理解。自制教具材料的选取直接影响着自制教具的实验效果，也就是说，制作材料越好，实验效果越佳。在使用自制教具开展物理实验课的过程中，教师指导学生进行模拟实验，有利于帮助他们把抽象的理论和内容转变为具体明了的知识，加深对知识的理解，从而攻克教学上的困难，有效促进学生构建物理知识结构。此外，课堂上的演示实验不应该过于复杂，太过复杂的实验很难让基础薄弱的学生理解。教师之所以要在课堂上进行演示实验，其意图就是要花最少的时间来让绝大多数学生观察到事物的变化和变化的规律，进而能抓住事物的本质，激发学习的积极性与创造性。如果实验时间过长，学生就容易产生疲劳感，注意力分散，教学效果会大打折扣。而自制教具简单、省时，可以在有限的课堂教学时间里尽可能多地增加实验个数，加大教学密度，有利于教学效果的最大化。

例如，在教授人教版物理八年级上册“光的直线传播”这部分内容时，关于对光概念的理解，笔者在课堂上制作了一个“光路显示器”来给学生介绍“光线”的概念。“光路显示器”是将白纸粘贴在平坦的矩形薄木板上，让激光束粘在白纸上发射，并且纸表面的漫反射清楚地显示了光的传播路径。在这个时候，教师可以向学生提问：“谁能帮助老师留下激光传播的痕迹，以便我们可以学习激光传播的特征呢？”提问过后，学生很快就开始行动起来，有学生在白纸上描出了激光的传播路径，而且还在直线上用箭头标明了激光的前进方向，所有学生很快就更加深入地了解了光线。

（三）培养创新精神，提高动手能力

在物理教学过程中开展示范性实验，可以使学生通过实验更深入地理解学到的知识内涵，但是如何将学生融入实验是物理教学中的一个主要问题。自制教具要求学生在自己的认识和想象的基础上，通过实践来制作比较实用的物理实验器材。自制教具取材经济、容易，制作方便、简单，能够带动每个学生都来动手做实验，比如师生常用的自制教具材料有易拉罐、饮料瓶、小药瓶、吸管、塑料片、泡沫塑料等。此外，教师要鼓励学生使用自制的教具，以培养他们的创新和发展意识，使他们可以根据自己的兴趣、实验要求还有教材原理来设计教具。这样不仅可以激发学生的创新意识和创新能力，而且还可以在教师教学的指导下，通过自制教具验证教学的可行性。在实验过程中，学生必须改进和实验自制教具，直到教具可以达到物理实验的要求。由于学生在制作教具之前必须先对相关的物理知识进行深度的学习与思考，并通过创意和设计证明自己的理论，加之每种教具都蕴含着一定数量的物理理论和知识，所以学生在进行教具创新时可以慢慢地消化这些理论知识。鉴于此，物理教师可以在教具的设计、选材、加工等方面加强对学生的指导，激发他们的创新精神，提升他们的实践能力和实践水平。

例如，对于人教版物理八年级上册“小孔成像”规律的内容，教师和学生可以用自制教具进行实验。在开始实验活动之前，预先制作一个“小孔成像模拟器”，该模拟器使用具有不同形状孔的硬纸板、电子蜡、白纸板、燕尾夹等用于研究的实验设备，然后引导学生用这些材料一步步地组装小孔成像模拟器。与传统的实验装置相比，这个实验不会有蜡水滴落而灼烧学生皮肤的情况出现，这不仅可以稳定课堂秩序，使课堂教学任务有效地完成，还可以让学生感受到实验带来的乐趣。

（四）利用教学资源，强化物理学习

初中物理教学时，教师应指导学生加强对周围事物的观察与研究，鼓励学生充分发挥想象力与动手能力，自己来制作物理实验器材，适当应用生活资源，探索物理知识的本质，使学生认识到日常生活中通常被忽略的事物也能发挥很大的作用。这有利于学生更深刻地感悟生活、热爱生活，同时也能提升学生学习成效，发展物理学科素养。

例如，在“凸透镜成像”教学过程中，教师就应带领学生思考怎样运用生活中的资源进行自主实验，进而明白凸透镜和凹透镜的成像原理。如教师可以带领学生观察自己的眼镜，判断眼镜是什么透镜；带领学生观察祖父母的老花镜，考虑老花镜是什么透镜，用这种方式来表现科学性和严谨性。完成实验后，教师也可以带领学生思考生活中有哪些事物也与实验有联系，引导其深入思考，发挥想象，同时让他们更好地看到生活中的物理知识，更有效地增加学生的物理知识储备。

综上所述，开发和利用自制教具能够更好地增强初中物理实验教学的实效性，有助于学生在学习过程中更好地综合控制以及处理物理知识和有关实验现象，这不仅能改善学习效果，也能帮助学生对相关知识开展后续的更加深入的研究。在物理实验的整体性实践过程中，教师应努力提升自身的学科文化素养以及创新意识，结合教学目标和教学内容，落实课程标准要求，在课堂上与学生一起开发自制教具，营造出敢想、敢做的课堂氛围，这样学生可以有效地提高自己的操作水平，同时在此基础上更好地提高自己独立思考以及解决生活和学习过程中有关问题的能力，促进学生的全面发展。