教师自制教具与学生课后实践作业融合策略研究

陈坤波　魏欢欢

［摘 要］实验教学一直是物理学科教学的重点，同时也是物理学科教学的难点。为了解决实验教学关于实验装备贵、实验效果不显著及受场地限制等问题，越来越多的教师把注意力放在了自制教具上，的确有很多自制教具能够提升课堂教学效率，但多数自制教具仍是满足以教为中心的教学。“双减”背景下，将教师自制教具与学生课后实践作业相融合，让自制教具成为学生课后实践作业的载体，让学生在实践中提升核心素养，在实践中突破学习难点，使得物理教学更多地向学生倾斜。

［关键词］自制教具；实践作业；融合；投影仪

［中图分类号］    G633.7            ［文献标识码］    A          ［文章编号］    1674-6058（2023）30-0074-04

一、实践背景

《义务教育物理课程标准（2022年版）》（以下简称《课标》）中明确指出，义务教育物理课程是一门以实验为基础的自然科学课程，与化学、生物学等课程相关联，具有基础性、实践性等特点。《课标》明确提出，物理课程要培养的核心素养主要包括物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任；需要通过实验探究、跨学科实践等来促进学生的全面发展。《中共中央国务院关于深化教育教学改革全面提高义务教育质量的意见》中也明确指出，要不断提高教师课堂教学、作业设计、实验操作和家庭教育指导等能力；要建设高素质专业化教师队伍；要开展研究型、项目化、合作式学习；要统筹不同年级、不同学科作业数量和作业时间，强化实践性作业，探索弹性作业和跨学科作业；要促进信息技术与教育教学融合应用。《关于进一步减轻义务教育阶段学生作业负担和校外培训负担的意见》中明确要求要科学利用课余时间、减轻学生作业负担和提高课后服务水平等。手工制作和实践探究类课后服务，可以就地取材开展趣味性实验活动，从而激发学生的学习兴趣，提高学生的动手操作能力和科学素养。上述文件都倡导学生勇于动手实践，更鼓励教师开展实践教学活动，这也为教师自制教具与学生课后实践作业的融合实践创造了条件。

通过张海龙2022年度中学物理教育教学研究综述、万方数据关键词分析和中国知网论文关键词检索分析发现，初中物理课程标准研究、物理大概念教学研究是当下物理教育教学领域的研究重点和热点，课程与教材研究、物理教学研究、实验研究占据了半壁江山，但是学生研究和教师发展研究依然较为薄弱。从论文数据和现实实践中不难看出，教师往往更多关注课堂教学环节、课内知识点和考试能力，这可以让教师的教学能力能够快速提升、学科素养快速提高，但不利于教师的专业化发展。如果只注重课内知识与实验的研究，教师的学科素养很难提升，也难以要求教师在教学过程中培养学生的核心素养。有没有好的突破方法呢？随着越来越多的教师对教具自制开展研究和探究，渐渐发现自制教具的过程能够充分调动教师的学科综合知识，能够提升教师的动手操作能力，能够让教师积累实践经验、提升教研能力，能够有效地促进教师的专业化发展。例如，北师大版教材八年级下册“生活中的透镜”的教学中，在讲到幻灯片和投影仪时，教师往往通过展示数字资源，让学生掌握幻灯片和投影仪的工作原理。教师带着实物进入课堂往往能够吸引学生的注意力。教师若善于利用身边的器材自制一个投影仪并将其带进课堂，学生一定会更有兴趣。自制教具不仅能让教师展示个人的素养与能力，还能激发学生对物理的学习兴趣和对科学的热爱。除新课中可以进行自制教具外，在习题课中也可以将习题内容转化为实践探究活动，利用自制教具辅助学生认知与学习。

在学习“生活中的透镜”之前，学生已经掌握了凸透镜的成像规律，熟悉凸透镜成像的原理，但在判断物体、凸透镜、光屏的位置变化时，学生不能准确地掌握物距、像距和像的变化等情况。经调查发现，学生在学习凸透镜的成像规律時存在以下问题：（1）课上探究次数太少，未能重点探究动态变化过程；（2）不易理解用实验数据、光路图推导出的动态变化规律；（3）习惯于记忆结论，不善于实验探究。在传统教学中，为了让学生掌握凸透镜成像的动态变化规律，教师让学生再做实验、绘制多种情况下的光路图进行探究以及采用动画的形式让学生直观认识。本研究改变传统教学模式，将凸透镜成像的动态变化规律融入实践运用，借助教师自制的投影仪教具吸引学生的注意力，并帮助学生理解投影仪的原理和感知凸透镜成像规律的应用。课后布置自制投影仪的实践作业，让学生在实践中突破学习难点，感知物理与生活、物理与科技的密切联系，提升探究能力。

在物理实验演示课中，为了提高教学效率，教师有时会把教学困难归咎于教具体形不够大或者不够精致，由此进入了“死胡同”。为了突破传统观念，研究设计的学生实践作业采用简易项目化的形式，让学生用实验讲解短视频的方式提交作业。本研究探索教师自制教具与学生课后实践作业相融合的教学模式，助力师生的发展。

二、教师自制教具的实践与思考

物理课堂教学中可自制的教具很多，可通过自制教具对实验设备进行改进与创新。本文结合教学需要，展示在“生活中的透镜”中投影仪的制作与应用。

（一）教具自制

1.教具名称：自制简易投影仪。

2.制作原理：当物体（手机画面或F光源）位于凸透镜一倍焦距和两倍焦距之间时，会在凸透镜另一侧两倍焦距外的位置成倒立、放大的实像（如图1）。

3.制作材料：小刀、放大镜、纸箱、透明胶、手机（或F光源）。

4.制作过程：提前测出放大镜（凸透镜）的焦距，确定焦距后选择一个长度在此放大镜一倍焦距到两倍焦距之间的纸盒，纸盒宽度大于凸透镜直径的两倍，高度大于手机长度。在纸盒底部选取与手机中心等高的位置，在纸盒侧面用小刀钻出一个和放大镜一样大的孔，孔上固定放大镜，在与放大镜中心等高的纸盒侧面用刻度尺标记一倍焦距、两倍焦距的位置。手机亮度调到最大（或F光源），放进盒子里面，位置在标记的一倍焦距到两倍焦距之间。在两倍焦距外的白墙上找到清晰的像。

自制的简易投影仪如图2所示。

（二）教具展示

在“生活中的透镜”一课中，教师在讲完投影仪与幻灯机的结构之后，拿出自制简易投影仪供学生轮流观看，并让学生猜想简易投影仪能否投出放大的手机画面，并讨论投影仪的成像原理。待学生讨论结束后，统计学生猜想的结果。教师现场将手机放进简易投影仪中，并调出相应的画面。将小孔对着白墙调节到合适的距离，让学生观看投影效果，引导学生讲解投影仪的成像原理。让学生改变手机位置或者小孔离白墙的距离，并观察成像情况。学生可以看到物距、像距的变化会使像变模糊。“清晰的像跑哪里去了呢？”笔者将这一问题留作课后实践作业让学生思考解决。

（三）实践反思

通过展示自制简易投影仪的成像效果，充分激发了学生的求知欲，学生都想自己动手尝试制作简易投影仪。“清晰的像跑哪里去了呢？”这个问题为突破学生对凸透镜成像的动态变化规律的学习难点做了铺垫。但自制的简易投影仪还存在一些不足：（1）放大镜的焦距太小物距小，不利于大范围地改变物距；（2）手机的亮度不够，成像不够清晰；（3）装置较小。

三、学生实践作业的完成与评价

（一）作业完成流程

为了达到通过课后实践作业帮助学生突破学习难点和提升学生综合素养的目的，课后实践遵循实验探究步骤，也结合项目式学习的流程要点，设计了项目式纸质探究报告和实验短视频讲解竞赛，并从促进学生全面发展的角度设置评价体系。“生活中的透镜”课后实践作业设计如表1所示。

（二）作业展示与评价

学生完成作业之后将实践作业视频私发给老师，由老师逐一打分，并从知识层面、表达层面、操作层面、制作技巧（信息技术）层面、完成特色和改进这六个角度对作业进行书面评价，且分类进行线上专业展示，评出最佳实践作业奖和实践作业创意奖，将小科学实验器材作为奖品奖励给学生。

四、总结

（一）精心筹划，目标明确

实践作业是精准策划的综合育人的教学活动。实践作业的频率不能太高，否则会成为学生学习的负担，也不能太低，否则达不到引导学生实践的目的。实践作业适宜两周进行一次。实践作业除应和常规作业一样具有巩固基础知识点、辅助重难点突破及强化基础知识应用等基础属性外，还应具有训练科学思维、加强实验操作、应用跨学科知识及引领价值观等素养属性。

（二）做前评估，趣味引领

在确定实践作业的主题前，一定要先对实践作业进行评估，确定好实践作业的趣味点。兴趣是最好的老师，教师设计的实践作业应能激发学生的学习兴趣，满足学生的好奇心。对于实践作业，不一定要在现象上体现趣味性，探究展示过程也可以进行趣味化设计。为了让学生充满兴趣地完成实践作业，教师在布置作业前一定要自己完成一次实践作业，只有这样才能更好地设置趣味点，才能掌握学生完成实践作业的困难之处和所用的时间。

（三）随手取材，贴近生活

教師设计的实践作业要贴近生活，其中的原理应用要在生活中真实见到，这样才能更好地培养学生的知识迁移能力。实践作业中涉及的材料要随手可取，更贴近生活，这样才能体现物理源于生活用于生活。实践作业能够随手取材保证了作业难度，也降低了学生的试错成本。

物理的学习应该是源自对生活的热爱，将教师自制教具与学生实践作业相融合，旨在通过教具自制过程展现教师对物理的热爱，以及通过学生实践提升学生对物理、生活的热爱。教材中还有很多实验可以转化为学生实践小实验，不一定用巨型教具进行展示讲解，可有效利用自制教具。教师应转换思维，积极开展以学生为中心的探究式教学，让学生爱上物理。

［   参   考   文   献   ］

［1］  中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准：2022年版［M］.北京：北京师范大学出版社，2022.

［2］  黄清辉，张贤金，吴新建.基于项目式学习促进学生化学深度学习的实践与探索［J］.中小学实验与装备，2021（6）：10-12.

［3］  吴钒，魏萌，罗海军.“双减”政策下物理课后服务路径探索：以简易趣味化实验为例［J］.中小学实验与装备，2022（1）：43-45.

［4］  张海龙，马亚鹏.2022年度中学物理教育教学研究综述：基于《中学物理教与学》论文转载情况分析［J］.物理教师，2023（2）：2-6，12.

［5］  王辉，董锐.市域中小学实验教学微视频制作的应用与实践探析：以孝感市中小学实验教学微视频制作线上评审情况为例［J］.中小学实验与装备，2022（1）：4-6.

［6］  王建筹.初中物理“随手取材”实验的意义与实践［J］.福建教育学院学报，2020（12）：47-48.

［7］  丁云峰.利用自制实验教具   突破光学知识难点［J］.中国教育技术装备，2019（11）：123-125.

［8］  伏萍萍.新课改下初中物理实验教学的改进与创新［J］.教育界，2022（4）：122-124.

［9］  高畅.不一样的项目学习：家庭实验室项目［J］.当代教育家，2020（11）：68-69.

［10］  周荣娟.建立“家庭实验室”拓展物理课堂［J］.好家长，2022（39）：40-42.

［11］  陈耀.家庭实验室大有可为［J］.科教导刊， 2021（18）：15-17.

（责任编辑    黄春香）

［基金项目］湖北省教育科学规划课题“双减背景下初中物理实践作业设计与实践”（课题编号：2022JB435）；咸宁市咸安区2021年基础教育课题“基于物理课题教学中教具自制的思考与实践”（项目编号：XAJCJYKT201910）的研究成果之一。