利用自制教具提高物理实验教学效率

河北省隆化县第二中学 孙凤锐

一、自制教具在物理实验教学中的作用

物理学是最早建立起来的一门自然科学，它是以缜密的实验为基础、以数学为手段的理论思维的严格科学。许多概念的引进、规律的得出都和实验有着密切的联系。

学生的能力与学习的过程和方法是密不可分的，能力必须通过一定的科学方法训练才能得到。科学探究是学生的学习目标，在物理学科教学中，要让学生经历与科学工作者相似的探究过程，从而领悟科学探究方法，发展科学探究能力。学生需要能够提出问题、形成假设，并通过科学方法检验求证、得出结论，从而体验科学探究的乐趣，养成勇于创新的科学精神。探究让人类知识体系不断扩大、深化，在探究的过程中可能出现种种困难和意外，这不仅需要探究者具有克服困难的勇气、毅力以及知识和本领，同时也促进了人的发展，是培养学生核心素养的重要途径。

利用自制教具，可以增强实验现象的可见度，增强课堂的实效性，调动学生的学习积极性，加强学生对老师的认同感，从而帮助学生建立一个完整的对世界的理解，逐步形成适应个人终身发展和社会发展需要的必备品格与关键能力。

二、自制教具“多功能光学实验演示器”应用举例

在以往的光学实验教学中，利用实验室原有的器材，学生无法清晰地看到光的传播路径，教师经常以讲实验来代替做实验，使物理教学苍白、贫瘠、有标无根。为了解决这一难题，我在课余花费了大量时间，深入钻研，并进行多次实验，终于制成了一个“多功能光学实验演示器”，并在教学中得到了广泛应用。“多功能光学实验演示器”的主要元件包括：一个烟箱、两个香炉、一个放透镜的支架、水槽、大功率激光光源。

1.在学习《光的反射》一节时，利用“多功能光学实验演示器”，在烟箱中用草香制造烟雾，然后让激光束穿过烟雾，照射到平面镜上，从而使学生能够清晰地看到入射光线和反射光线，并能够通过半圆仪直接读出反射角和入射角的大小，因此较容易得出光的反射定律，如图1 所示。

2.在学习《光的折射》一节时，利用“多功能光学实验演示器”，能够使学生清晰地观察到光在空气中的传播路径、在水中的传播路径以及在水面处的折射、反射情况，如图2 所示。

3.在学习《透镜》一节时，利用“多功能光学实验演示器”，在烟箱中用草香制造烟雾，然后让激光束穿过烟雾，从而使学生能够清晰地看到光线通过透镜前后的传播路径，因此很容易认识到透镜对光的作用，如图3 所示。

4.利用“多功能光学实验演示器”，还可以帮助学生突破几个难以解释的关于透镜的物理概念：光心、焦点、焦距、实焦点和虚焦点，如图4 所示。

①光心：主光轴上有个特殊的点，通过这个点的光传播方向不变，这个点叫透镜的光心。

②焦点：凸透镜能使跟主光轴平行的光会聚在主光轴上的一点，这个点叫做凸透镜的焦点。

③焦距：焦点到凸透镜光心的距离叫做焦距。

④实焦点和虚焦点：凸透镜的焦点是由实际光线会聚而成的，称为实焦点；而凹透镜对光线有发散作用，反向延长线才能相交，这个相交的点并不是由实际光线会聚而成的，称为虚焦点。

把看不见的转化成清晰可见的，突破了教学难点，提高了课堂教学效率。

三、我在自制教具过程中的反思体会

随着教学改革的不断深入，教学内容也在不断变化，传统的教具已跟不上教材变化的需要，亟需补充新的实验仪器与教学器具。在教学过程中，我还自制了一些其他的教具，如小孔成像、流体压强与流速的关系、照相机、直流电动机模型等。在制作和使用这些教具的过程中，既考验了我的耐心和韧性，也让我体会到了成功的快乐。我相信，教师的不断积累势必能造就学生科学探究能力的不断提高。

在物理教学过程中，我会充分地准备演示实验、分组实验，如果实验器材够用，我会尽量把演示实验也变成分组实验，以此来激发学生学习的热情。学生总是对实验充满好奇和兴趣，教师通过对教学各个环节的巧妙安排，给学生以最大化的动手实验空间，使教学效率大幅度提高。

物理教师要有起码的创新意识，帮助学生树立探究精神，掌握探究方法，体验探究过程，从而对知识和方法形成内化；同时，也要引导学生质疑创新，培养学生的批判性思维能力、交流能力和合作能力，这样才能打开学生想象的空间，提高学生的核心素养。

总之，物理教师要不断学习教育教学理论，更新教育观念，深入领会实验教学在培养学生核心素养中的作用。在实验室原有实验器材的基础上进行改进、创新，优化物理课堂结构，把握物理实验教学的命脉，使物理课堂生机盎然。