初中物理自制教具的开发应用探究

王乐磊 王梦琪

【内容摘要】教具是辅助物理教学的重要手段，但很多教师并没有认识到物理教具的重要意义，缺乏改进创新物理教具的意识，重复使用实验模型等单一教具，从而导致教学效果无法获得更大的提升。为此，我们不仅要关注教学内容和教学方法的创新，同时还要增强对物理教具的开发和使用，增强物理教学的直观性和生动性，激发学生探究物理知识的热情和动力，提高物理教学的质量水平。

【关键词】初中物理  教具  应用  开发方法

自制教具是培养学生创新思维能力和动手实践能力的有效途径，不仅可以帮助学生深入理解物理原理，锻炼学生运用物理知识解决实际问题的能力，同时还能提高物理学习的趣味性，激发学生学习的兴趣。自制教具的材料来源于生活，结合物理知识进行科学设计形成了独具生活化、简便化特点的教具，充分展现了学生的动手能力。在物理教学过程中，我们教师要鼓励并带来学生自制教具，将理论知识运用到实践活动中，提高物理学习的有效性。

一、自制教具在初中物理教学中的应用

教学中教师要从教学实际出发，利用自制教具充实课程资源，提高教学的趣味性，让课堂充满生活化气息，吸引学生注意力，让学生积极参与到探究中，达到培养学生创新能力和实践能力的目的。

1.利用教具拓展延伸教学内容

物理知识的前后关联性很强，在学习一个知识点时要在此基础上进行拓展延伸，结合前后知识更全面、更透彻的理解知识点的原理和应用，不仅可以提高物理教学的质量水平，更能帮助学生建立健全知识网络，提升学生学科核心素养。例如，在学习“声波的产生和传播”的时候，教师带领学生自己动手制作声波的能力传递装置，一方面可以提高教学的趣味性和生动性，吸引学生注意力，另一方面加强学生对声波知识的理解和认识。准备实验需要用到的器材：音叉、泡沫小球、橡皮膜、橡皮筋、圆柱形空罐子，然后自制实验器具，首先，将圆柱形空罐去除盖子，在空罐上盖一层橡皮膜，使用橡皮筋固定;然后，将泡沫小球放置于橡皮膜上，这样一个简易的声波能力传递装置就制作完成了。在演示实验过程中，教师由远及近依次敲击音叉，当音叉靠近橡皮膜的时候可以观察到泡沫小球随着敲击音叉发生跳动，当把音叉捂住后泡沫小球就停止跳动，如此直观的现象让学生对声波的传递有了更深刻的认识。为了延伸教学内容，教师还可以引导学生仔细观察泡沫小球的跳动频率，音叉距离橡皮膜越近，泡沫小球跳动频率越快，以此来证明距离越近，发声物体的响度越高，同时，通过这个实验也证明了空气是可以传递声音的。

2.利用教具帮助深入理解知识

物理学习对学生逻辑思维能力有着一定的要求，特别是在学习抽象性比较强的知识点时，需要通过演示实验将抽象知识内容转化为直观生动的实验现象，方便学生理解记忆。为此，我们需要借助自制教具，提升实验效果的直观性，帮助学生深入理解物理知识，提高学习效率。例如，在学习“电与磁”的时候，教师提前准备了制作物理教具需要使用的材料，包括塑料泡沫、铜丝、电阻丝、接线柱、长木条等等。第一步，将两个接线柱分别固定在木条两端，然后再将两个接线柱固定在中间，保证接线柱之间的距离相等;第二步，给接线柱标注号码，分别为1号、2号、3号、4号，然后1号、2号之间绑上电阻丝，穿过3号在2号和4号之间绑上铜丝，1号和4号用导线相连;第三步，给1号和4号之间的导线通电，一段时间过后使用电阻丝和铜丝分别切割泡沫，结果发现铜丝不能切割泡沫，电阻丝可以。实验教具都可以在生活中找到材料，制作成本低，操作简便，实验现象形象直观，方便学生观察，经过制作教具，参与实验过程，学生最终通过泡沫的切割情况明白了在相同时间内电阻越大消耗电热越多的物理结论，学习效率事半功倍。

3.利用教具創新物理实验过程

实验是物理教学的重要组成部分，作为一门以实验为基础的学科，演示实验是必不可少的，通过演示实验不仅可以帮助学生更深入了解物理现象，探究物理原理，同时还能体现物理学科的严谨性，激发学生学习物理知识的热情和兴趣。为了更好地发挥实验教学的优势，教师要结合教学要求对实验过程进行创新改进，提高实验的直观性和生动性，简化实验操作步骤，让学生更直观地观察到实验现象，理解实验原理。首先，要优化实验装置，借助自制教具代替传统实验器材，让实验的过程更加简洁，方便学生观察思考;其次，教材中一些知识点没有实验辅助学生理解起来会比较困难，为此，教师要采用实验教学的方式进行知识拓展，探索物理规律，加强对知识点的掌握。例如，在学习“凝华”和“升华”这两个概念的时候，传统教学是以教材实验案例为主，为学生展示碘的凝华例子和升华例子，但教材提供的实验内容直观性比较差，学生并不能清楚地观察到实验现象，理解实验原理。为此，教师要结合实际情况对教材实验内容进行创新设计，比如使用烧杯、铁丝、保鲜袋、冰块、电热杯、樟脑丸等材料自制实验装置，进行全新实验展示：首先，将铁丝弯曲放置于冰块之中，然后在烧杯中放入少量的樟脑丸粉末，将烧杯口用保鲜袋密封，最后给烧杯加热，一段时间过后取下保鲜袋，用烧杯扣住放在冰块上的铁丝，一段时间后我们会发现铁丝上出现许多呈现雪花形状的固体物质。这个实验比教材中提供的实验现象更加直观，学生观察更加简便，对凝华、升华的概念和物理现象有了更深刻的理解和认识，教学效果事半功倍。因此，我们要在传统实验教具的基础上进行创新改进，从生活中寻找材料，自制实验教具，拉近物理学科和实际生活的距离，借助生活经验思考物理现象涉及的知识原理，展现物理教育的实用价值，提高并保护学生学习物理知识的积极性。

4.利用教具培养创新思维能力

在新课改背景下，单纯的掌握的理论知识而不懂得应用技巧是没有价值的，教育的目标不是培养一个“纸上谈兵”的“人才”，将理论与实践相结合，提高学生运用理论知识发现问题解决问题的能力才是符合时代要求的教学目标。好奇心重，求知欲强是初中生这个年龄阶段的最主要特点，这个时期的学生对于未知的事物总会抱有一探究竟的心理，喜欢观察，乐于思考，善于动手，教师要发挥学生的性格优势，引导学生自制教具，培养学生创新思维能力。自制教具使用的材料都能从生活中找到，降低了制作成本和条件限制，所以，在教学过程中，教师要鼓励学生根据需求自己动手制作教具，锻炼学生实践动手操作的能力，实现综合素质的提高。例如，在长度测量的时候，教师鼓励学生课下结合所掌握的知识自己制作一根刻度尺，可以发挥想象力和创造力，在传统刻度尺的基础上进行创新，使刻度尺在基本功能之上拥有更多的附加功能。当学生将自己的作品拿到课堂上后，学生们极具创造力的作品会让教师刮目相看，比如有的刻度尺增加了照明装置，可以在光线昏暗的情况下观察刻度;有的刻度尺拥有放大视野的功能，方便学生在测量时观察刻度。通过自制教具不仅可以提高学习的趣味性，激发学生学习的积极性，同时还能开发学生智力，培养创造性思维。此外，师生配合制作物理教具，培养学生创新思维。物理教具的制作不是教师一个人的工作，需要师生共同参与，配合开发，集合大家的智慧才能设计出高质量的物理教具。为此，教师要给学生创造参与制作物理教具的机会，倾听学生们的意见，一起寻找制作器材，思考设计思路，解决设计过程中遇到的问题。首先，要加强安全教育，自制教具的过程中首先要确保人身安全;其次，根据教学核心理念分析探索物理知识的本质属性，对应寻找生活中与之匹配的物理原型和实物，在需要的时候也可以转化角度，找寻符合要求的替代品，这对学生创新思维的培养具有非常大的帮助。

二、自制物理教具的开发方法

设计教具首先需要敢想，大脑中形成一个概念和雏形，然后使用实物将大脑中的模型创造出来，具体包括合成法、分解法、模仿法、变换法、对立法几种方法。

1.使用合成法设计教具

合成法，顾名思义就是由已有的事物合成的新事物，在传统物理教具的基础上将几种实验器材充分组合，实现功能更强大、操作更便捷、结构更优化，将已有的实验器材的优势都发挥出来，使新的物理教具更符合实验教学的需求。

2.使用分解法设计教具

将一个原有事物分解成新的事物就是分解法，传统物理教具的一大缺陷就是结构难以拆分，为此，我们在设计物理教具时要简化器具结构，根据实验要求和目的的不同对器具进行分解，提高实验教学的直观性和生动性，提高实验现象的清晰度。

3.使用模仿法设计教具

事物和事物之间总会有关联的共性，我们要通过类比挖掘共性，寻找联系，通过模仿来设计出实验需要的教具。

4.使用变换法设计教具

找到事物的部分思路和信息进行替换，使其更满足教学的实际需求，符合我们对客观事物的认知。变化法的核心就是变不利条件为有利条件，成为我们需要的新事物。为此，我们设计教具也可以使用变换法，改变已有的思路或事物，设计出我们需要的物理教具，满足实验教学的需求，提高物理教学的质量水平。

5.使用对立法设计教具

事物总有两面性，借助逆向思维我们可以发现事物对立的状态，根据客观需要对器具进行创造设计，实现变废为宝，让物理教具使用更加简便，降低制作成本和操作步骤，提高实验的效果。

综上所述，自制教具无论是对教师教学还是学生学习而言都具有积极的意义，我們教师要重视自制教具，发挥自制教具的优势，锻炼学生动手实践能力和创新思维能力，促进学生全面发展。

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（作者单位：山东省淄博市淄川区杨寨中学）