文 關(guān)曉佳

現(xiàn)在教師和學(xué)生自己親手制作教具越來越受重視。在一些學(xué)校的物理實驗室里就可以看到簡單的自制教具，甚至一些學(xué)生還用自己制作的教具做實驗，進行學(xué)習(xí)。盡管如此，現(xiàn)階段我國在自制教具方面還存在著許多不足之處。比如：自制教具貴在使用，所謂“常做、常有、常用、常新”就是如此。但是，并不是每一位教師都了解自制教具的重要性，都那么積極主動參與其中，甚至有一些作者重參評不重使用。不少學(xué)校學(xué)生參與自制教具的程度也不夠。因此，教師只有真正認識到自制教具的重要性，才能在平時的教學(xué)中自覺地強化發(fā)展自制教具。

一、自制教具的必要性

自制教具一般出于兩個原因：一是教育教學(xué)的需要，二是經(jīng)濟的原因。無論是對于學(xué)生，還是對于教師，特別是物理教師，堅持自制教具具有特殊意義。

首先，隨著教育教學(xué)改革的不斷深入，教學(xué)內(nèi)容也在不斷變化，我們對課堂的要求越來越高。國家頒布的《教學(xué)儀器配備目錄》所列品種都是最基本的，雖然有些教具在教學(xué)中處在很重要的位置，但光靠這些品種是不夠的。因此自制教具是教學(xué)改革的需要，也是發(fā)展教育的需要。

其次，自制教具一般就地取材，可變廢為寶，也可由教師和學(xué)生自行采集標本，自然省錢。

第三，工業(yè)成品教具在設(shè)計制造時要考慮成本和工藝的問題，往往做得小而復(fù)雜，削弱了教具的直觀性和實用性，因此有時還不如自制教具的效果。在這種情況下，自制教具不失為一個好辦法。

第四，自制教具也是提高教師教學(xué)能力、研究能力的有效途徑。自制教具來自于教師對課堂教學(xué)實踐的經(jīng)驗積累。教師在研究教學(xué)、研究教材時，為了達到預(yù)想的教學(xué)效果，必須對現(xiàn)成教具全面分析，并積極動手改進，將自制教具的研究融入教學(xué)科研的活動中去。這樣在思考和實踐的過程中，教師的教學(xué)水平和科研能力也得到了提高。

第五，通過對生活材料、物品或器具的利用去探究物理規(guī)律，完成物理實驗，也能提高學(xué)生對物理的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和實踐能力。

二、發(fā)揮自制教具無可替代的作用，讓物理課堂充滿活力

1.自制教具能激趣引入，激發(fā)學(xué)生對物理課堂的興趣

興趣是最好的老師。我們可以利用自制教具適時適度地創(chuàng)設(shè)好奇情景，激發(fā)學(xué)生的求知欲。例如，在講“平面鏡成像”時，由于平面鏡太過平常，用其引入新意不夠。當筆者看到“空箱變物”的魔術(shù)視頻時，立刻覺得這就是最好的新課引入，于是利用鞋盒、透明膠帶、絨布、平面鏡仿制了一個道具(如圖1所示)。新課開始，出示神秘道具，當筆者將手伸入“空箱”取物時，手不見了，全班學(xué)生沸騰了。通過揭秘，學(xué)生們才發(fā)現(xiàn)是鏡子的魔力，由此引入新課。像這樣利用自制教具創(chuàng)設(shè)好奇情景，因勢利導(dǎo)組織教學(xué)，對于激發(fā)學(xué)生的求知欲、提高教學(xué)質(zhì)量有極大的幫助。

圖1

2.自制教具能提供豐富的感性材料，增強學(xué)生的記憶

針對學(xué)生的疑難問題，可以自制教具，有針對性地設(shè)計具有引導(dǎo)作用的實驗。例如，同樣在“平面鏡成像”的教學(xué)中，虛像的概念是本節(jié)的難點。筆者表演了魔術(shù)“澆不滅的蠟燭”，當蠟燭一點一點被水淹沒，而火焰卻燃燒如故，學(xué)生表示不相信自己的眼睛。教師在質(zhì)疑中帶領(lǐng)學(xué)生揭示平面鏡成像的本質(zhì)，原來我們所看到的是平面鏡所成的像，水澆的火焰也是像，從而讓學(xué)生在感性認識的基礎(chǔ)上加深了對“平面鏡所成的像是虛像”的印象。

3.自制教具能培養(yǎng)教師的創(chuàng)造精神和科學(xué)意識，促進教師的專業(yè)發(fā)展

任何一件教具都是經(jīng)過一番思考，然后才有創(chuàng)意、構(gòu)思和設(shè)計。只要不是單純模仿，必然會有所創(chuàng)新。這種創(chuàng)新實踐過程包含著制作者的創(chuàng)造精神。

“澆不滅的蠟燭”并非首創(chuàng)，筆者曾多次在網(wǎng)絡(luò)資源上看到過該魔術(shù)在“平面鏡成像”這節(jié)課中的應(yīng)用，并在一次公開課中見過其他教師的現(xiàn)場表演，但一直心存質(zhì)疑：“澆不滅的蠟燭”這個題材雖好，卻也存在諸多缺陷，比如，在現(xiàn)場我們會產(chǎn)生能在“一定范圍”內(nèi)看到“水中燃燒的蠟燭”的錯覺，因為教室里的學(xué)生分布在各個方向，有多少學(xué)生就有多少不同的觀察角度，一些學(xué)生甚至立即就可能看到教師“作弊”；也有一些學(xué)生并不能準確認識虛像，并且產(chǎn)生了“假的”即為虛像的錯誤認識。

通過研究，筆者在實際操作中做了如下改進：

(1)巧用實物投影解決學(xué)生視角問題(如圖2所示)。雖然學(xué)生眾多，但實物投影儀的鏡頭只有一個。將實驗搬上實物投影展臺，把鏡頭調(diào)整到觀察實驗的最佳位置，這樣通過大屏幕統(tǒng)一了觀察實驗的視角，讓每個學(xué)生都能感受到魔術(shù)“水澆蠟燭”的魅力。

圖2

(2)虛實對比，科學(xué)認識虛像的概念(如圖3所示)。在講“光的直線傳播”時筆者曾介紹了小孔成像。有學(xué)生親手自制了小孔成像的實驗儀器，效果非常好。所以，講虛像時筆者便順手拈來，用學(xué)生自制教具形成的實像和實驗中的虛像對比，加以口頭啟發(fā)和原理圖分析，突破“虛像”這一難點。應(yīng)用學(xué)生自己做的教具來講道理學(xué)生特別容易理解。

圖3

4.自制教具加強學(xué)生理論聯(lián)系實踐的能力，促進學(xué)生綜合能力的持續(xù)發(fā)展

自制教具并不是只需要教師的參與，更重要的是要讓學(xué)生參與，體驗知識的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生求知的內(nèi)在需要，使他們能更主動地去學(xué)習(xí)科學(xué)知識。這個理念應(yīng)貫穿于整個物理教學(xué)當中，要嘗試讓學(xué)生動手。前蘇聯(lián)教育家阿莫納維利曾說過：“兒童單靠動腦，只能理解和領(lǐng)會知識；如果加上動手，他就會明白知識的實際意義；如果再加上心靈的力量，那么認識的所有大門都將在他面前敞開，知識將成為他改進事物和進行創(chuàng)造的工具?！?/p>

正是在這種理念的指導(dǎo)下，才有了采用學(xué)生自制小孔成像教具突破虛像這一教學(xué)難點的實例。在講“光的傳播”時，筆者播放了小孔成像的Flash動畫，學(xué)生對此產(chǎn)生了極大興趣，有的甚至發(fā)出了質(zhì)疑。筆者鼓勵他們動手驗證一下，并以往屆學(xué)生的作品(如圖4所示)作為榜樣激勵他們探索。果然，通過思考和查詢資料，學(xué)生創(chuàng)作出了更好的作品(如圖5所示)。這個作品不僅能更清晰地成像，還能任取光屏，改變像的大小，用實驗驗證了小孔成像的大小可以是任意的。通過自制教具引導(dǎo)學(xué)生制作教具，并應(yīng)用于實踐，有效地促進學(xué)生綜合能力的持續(xù)發(fā)展。

圖4

圖5

三、堅持教具制作，做研究型教師

隨著新課程改革的不斷推進，教具制作已經(jīng)成為物理教師必需的一項技能。優(yōu)秀的自制教具就來自于我們的教學(xué)過程，來自于課堂實踐的經(jīng)驗積累，來自于一種鍥而不舍的追求精神。如何堅持教具制作，筆者有以下幾點體會：

1.自制教具的素材來源

(1)為彌補實驗室現(xiàn)有儀器的缺陷而自制教具

教師在上課之前，必須準備好與實驗有關(guān)的器材，在課前反復(fù)操作，對現(xiàn)有實驗的缺陷做必要的改進以提高教學(xué)質(zhì)量。例如：二力平衡實驗的改進(如圖6所示)。原實驗的不足：一、實驗在水平桌面上進行，不利于學(xué)生觀察；二、小車在水平桌面上受到的力不是兩個力，有重力、支持力、兩個拉力，如果小車運動或有運動的趨勢，還必須考慮摩擦力?，F(xiàn)在這樣改進克服了原實驗的不足，且效果良好。這就要求我們教師在上課之前備好課，準備好與實驗有關(guān)的器材，在課前反復(fù)操作，直到熟練的程度，對于實驗中可能出現(xiàn)的故障做到心中有數(shù)并主動想辦法排除改進。

圖6

(2)針對教材內(nèi)容自主研制新教具

我們在教學(xué)過程中經(jīng)常運用多媒體，借助一些動畫、圖片雖能說明道理，但畢竟是虛擬，缺乏真實感。例如：“力的三要素”就缺乏演示教具，可以嘗試自制一個(如圖7所示)：可以增減砝碼，通過觀察竹條彎曲情況的不同說明力的大小對作用效果的影響。具體操作方法：將細線固定在掛鉤2處，保持砝碼個數(shù)，一次通過滑輪2，一次通過滑輪3，能說明力的方向?qū)ψ饔眯Ч挠绊懀槐３猪来a個數(shù)不變，一次通過滑輪2掛在掛鉤2處，一次通過滑輪3掛在掛鉤3處，可說明力的作用點不同對力的作用效果的影響。教具雖簡，卻形象直觀。

圖7

(3)來源于生活靈感而自制教具

生活中隨處可見的小物件都是很好的教具制作素材，只要我們做個有心人。例如：在講物體受力會產(chǎn)生形變時，對于彈簧受力要產(chǎn)生形變，海面受力要產(chǎn)生形變，學(xué)生們都覺得很容易理解，但對于一些質(zhì)地堅硬的物體受力產(chǎn)生形變就覺得不可思議。如果做如圖8所示的簡易實驗，通過光點移動，學(xué)生對微小形變就有了感性認識。又如：利用兩個馬桶吸代替兩個馬德堡半球?qū)嶒灒部梢杂脙蓚€墻壁的掛鉤。學(xué)生還可以自備，做實驗簡單又方便，效果更明顯。

2.發(fā)揮團隊力量，促進自制教具工作再上新臺階

多數(shù)師生參與自制教具，很自然地會形成自制教具活動。這一活動如果停留在少數(shù)、自發(fā)、分散的狀態(tài)，將難以持續(xù)健康發(fā)展。師生自制教具的水平不一，大家都把教具展示出來，一是可以互相觀摩，“評頭品足”一番，激發(fā)創(chuàng)新精神；二是可以長時間觀察，增強印象。特別是學(xué)生自己動手制作同一個題目的教具，展示的教具可比性強，調(diào)動他們積極性的作用也更大。因此，自制教具活動有必要在物理教學(xué)團隊的指導(dǎo)、組織下有序地進行，讓教師和學(xué)生個體的科研熱情在團隊中得到持續(xù)發(fā)展，反過來個人的發(fā)展也可以成就團隊的發(fā)展。

圖8

四、結(jié)束語

研制和完善自制教具工作是教師專業(yè)發(fā)展的一個永恒課題，只要科技在發(fā)展，社會在進步，教學(xué)內(nèi)容就會不斷變化，我們對教具的開發(fā)與研制工作就要一直進行下去。筆者很慶幸自己工作在一個充滿活力和研究熱情的物理教研組，很感謝學(xué)校為我們物理教研活動提供的便利條件。盡管筆者的自制教具有很多不足，但通過活動的開展，教師在發(fā)展，學(xué)生在成長，這不正是自制教具的生命活力所在嗎？

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