初中物理自制教具的开发与应用

黄浩

摘要：许多科学概念的发现都是借助特别简单的设备和仪器而实现的，例如伽利略的加速度实验以及傅科钟摆实验等。在日常教学中让学生更好的理解和掌握科学理论，最好的方法就是通过实验重现科学理论的探索和发现过程。无论是演示实验还是探究实验都需要使用实验教具，实验器材的选择和使用效果对物理实验教学存在着一定的影响。而物理是一门与生活结合最为紧密的学科，生活中许多常见的物品经过稍微加工改造之后，就能在物理课堂教学中发挥出重要作用。

关键词：初中物理;自制教具;应用

初中物理具有抽象性的特点，通过实验的方式有助于更加形象、具体的呈现物理知识，使得学生对理论知识的理解更加的深入。物理教师应当充分认识到物理实验的重要作用，把理论知识和动手实践充分结合，推动学生实践能力和创新能力的发展。同时，实验器材要充分结合初中生的认知水平，贴合学生的日常生活。同时要注重学生探索和研究能力的培养，锻炼学生的创新意识，使得学生能够有更多参与实验和制作实验器材的机会，学会充分利用日常生活中的物品，通过引导学生自己动手制作教具，理论与实际相结合，真正体现出新课程标准从生活走向物理，从物理走向社会的理念。

一、自制教具开发的重要性

（一）实现教学做合一

教学做合一是这一理论的重要内容。他认为教、学、做不是三个独立的活动，教学要在做上教，学习要在做上学，在做上教的是先生，在做上学的是学生。这意味学习过程不是被动接收知识的过程，而是让学生在实践活动中主动构建和理解知识。“教学做合一”是学与做的结合，也就是知行合一。不仅注重科学知识的传授，也注重技能的训练和能力的培养。

（二）符合初中生学习的心理特点

初中生正處于从形象思维向抽象思维的过渡时期，这是抽象思维发展的关键和成熟期。学生的推理能力、空间想象能力、探索能力和概括能力将实现质的飞跃。自制教具成本低。鸡蛋、乒乓球、饮料瓶、玩具等生活用品是自制教具的材料。当这些日常生活必需品出现在课堂上时，会激发学生的好奇心，激发他们的探索欲望。结构简单，损伤后易于修复，能满足学生想要尝试的心理要求。

二、初中物理自制教具开发与应用的实现路径

（一）立足教材内容，对教材中的实验进行改进和完善

物理教材的内容设置符合时代发展的需要，体现了物理的本质，注重学生的全面发展，确定了学生学习后应满足的要求，对学生能力的培养具有指导作用。自制教具首先要以教材内容为基础。在科学技术和时代飞速发展的背景下，教科书中的一些实验内容将在未来进行更新。部分实验设备可以进一步改进和完善。例如，在探索声音的媒介时，教材中需要使用真空罩，但在教学中使用的真空罩很难达到真空，内部的声音仍然可以在外面听到，这不利于学生理解真空不能传递声音。您可以使用普通注射器和小型音乐播放器芯片制作教具，提高演示效果。首先，将音乐播放芯片放入注射器，将活塞推到注射器顶部，播放音乐并感受声音大小，然后密封注射器端口，将活塞拉回到底部，让学生感受声音大小。通过这个过程，学生可以感受到声音传播所需要的媒介。

（二） 深入教材内容，对教材中有内容但无实验的知识点开发教具

在课程内容中，有些物理科学概念或某个知识点，比较抽象难懂，但是教材中又没有设置实验。针对这些没有设置与之匹配实验的教学内容，可以根据教学的实际需要，开发制作出结构简单，现象直观的实验器材。这些知识点所使用的器材一般比较简单，这可以在学生实践课程中，让学生根据教学内容，实验目的、要求和条件，让学生小组合作自行设计选材制作，提升学生的动手能力，增强创新意识。

（三）延伸教材内容，在课后习题的基础上设计开发

义务教育阶段物理教学提倡教师开发实验教学资源，可以根据教材内容适当拓展和增设一些学生实验。教学活动不能局限于教材，要依据课程标准要求，根据学生对知识的掌握情况，适当对一些知识点和概念进行针对性拓展。目前课后习题许多内容的设置都是以生活为背景考察学生对知识点的掌握，例如在学习二力平衡后常常会遇到这样的题目，用扑克牌代替传统实验中的木块来做探究实验，问将扑克牌转过一定的角度后松手，扑克牌能否平衡，以及问与传统实验对比有什么优点等，其实这也是属于自制教具的途径和方向，为了使学生更加理解这些习题对教材内容延伸根据习题内容，开发合适的自制教具来创设情境，应用在课堂教学中，以更加直观、严谨的方式帮助学生领悟这些知识，激发学生的学习兴趣。

（四）依据课程教学目标，对实验教学方法、手段的改进与创新

为了适应时代发展的需要，培养具有创新精神的社会主义接班人，义务教育阶段的物理课程注重学生探究能力的培养。教学方法注重运用探究式教学方法，使学生通过探究掌握科学知识。同时，教师可以根据实际情况，尝试转换和创新实验手段和教学方法，将原来以教师为主的演示实验转变为以学生为主的探究实验，形成自主探究、合作研究性学习模式。这种转变和创新必然需要自制教具来帮助实现。同时，自制教具应引进现代先进技术，跟上时代发展，整合多种方式辅助实验教学。

参考文献：

[1]杨晓燕. 中学物理自制教具设计制作的案例研究[D].云南师范大学，2019.

[2]吴琎. 基于初中物理电功率测量自制教具的设计与制作[D].江西科技师范大学，2019.

[3]屠一凡. 3D打印技术在中学物理自制教具中的应用探索[D].福建师范大学，2018.