李正華

【摘要】自制教具是一種重要的教學(xué)資源，具有低成本、易操作、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯等特點(diǎn).在物理教學(xué)中，合理利用教具資源，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高課堂教學(xué)效率.本文結(jié)合四個(gè)具體案例，闡述自制教具在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用.

【關(guān)鍵詞】初中物理；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；自制教具

自制教具既是一種重要的教學(xué)資源，又是一種行之有效的教學(xué)手段.自制教具體現(xiàn)了一名物理教師的教學(xué)智慧.合理利用自制教具，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高課堂教學(xué)效率.筆者就自制教具的特點(diǎn)及自制教具在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用，談幾點(diǎn)粗淺的認(rèn)識(shí).

1自制教具的設(shè)計(jì)特點(diǎn)

1.1經(jīng)濟(jì)實(shí)用，成本低

目前，一些學(xué)校的實(shí)驗(yàn)器材和設(shè)備短缺，僅存的一些實(shí)驗(yàn)器材也已經(jīng)陳舊過(guò)時(shí)，這些陳舊的器材和設(shè)備不能有效發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的效果，難以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，嚴(yán)重阻礙物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開(kāi)展.而自制教具具備經(jīng)濟(jì)實(shí)用，成本低廉的優(yōu)勢(shì)，一直以來(lái)深受廣大師生的青睞.生活中的一些日常用品、廢舊物品、工業(yè)邊角料等都可以用來(lái)自制教具，變廢為寶，彌補(bǔ)學(xué)校實(shí)驗(yàn)器材的緊缺.一些教師將自制教具應(yīng)用到物理課堂教學(xué)中，獲得了較好的教學(xué)效果.

1.2操作方便，使用靈活

自制教具通常適用于簡(jiǎn)單的物理實(shí)驗(yàn)，所以操作較為簡(jiǎn)單、容易上手.而且自制教具一般小巧輕便，方便攜帶，可以提高學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的興趣，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)和反饋.教師要善于結(jié)合實(shí)際教學(xué)的需要，有創(chuàng)造性地、靈活地自行設(shè)計(jì)教具，從設(shè)計(jì)構(gòu)思到取材制作，都由教師獨(dú)立完成，這種個(gè)性化教具使用起來(lái)更加靈活、更加得心應(yīng)手.另外，教師可以對(duì)教具進(jìn)行小的改進(jìn)或優(yōu)化，以期達(dá)到理想的實(shí)驗(yàn)效果.

1.3現(xiàn)象直觀，效果明顯

在初中物理教學(xué)中，有一部分自制教具是對(duì)前人的研究成果或現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新的.將自制教具應(yīng)用于物理教學(xué)中，能夠讓學(xué)生更清晰、更直觀地看到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，以便對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行準(zhǔn)確分析.教師在使用自制教具時(shí)，可以把原本不明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象放大，便于學(xué)生觀察，在一定程度上降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)難度.自制教具可以有效破解物理教學(xué)中的難題.

1.4設(shè)計(jì)科學(xué)，安全可靠

作為一種物理實(shí)驗(yàn)輔助工具，自制教具并不是憑空臆造的，而是依據(jù)科學(xué)原理進(jìn)行研發(fā)并經(jīng)檢驗(yàn)的.應(yīng)用于實(shí)際教學(xué)中的自制教具都具備科學(xué)性.自制教具只要出現(xiàn)科學(xué)性錯(cuò)誤，那它就不具有使用價(jià)值.除此之外，自制教具必須具備安全可靠的性能，安全是物理實(shí)驗(yàn)的前提.自制教具所選用的材料應(yīng)是無(wú)毒無(wú)味、環(huán)保安全的.在設(shè)計(jì)教具時(shí)，也盡量避免尖銳的形狀，排除安全隱患.

2自制教具在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用

2.1巧用自制教具，增加實(shí)驗(yàn)的趣味性

興趣是推動(dòng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的內(nèi)在動(dòng)力.在物理教學(xué)中若能增加一些趣味性實(shí)驗(yàn)，既能豐富教學(xué)內(nèi)容，又能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、活躍課堂氣氛.教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的需要，精心構(gòu)思，自制一個(gè)極富特色的教具，將其應(yīng)用于課堂教學(xué)，給課堂帶來(lái)不斷的驚喜.

例如在教授“物體浮沉條件的應(yīng)用”一課時(shí)，有個(gè)“孔明燈”升空實(shí)驗(yàn).筆者自制了一個(gè)孔明燈，如圖1、圖2、圖3所示.在三個(gè)鐵架臺(tái)中間放置一個(gè)圓筒，將酒精燈放在圓筒上面，把塑料袋口朝下展開(kāi)，套在三個(gè)鐵架臺(tái)上，用火柴點(diǎn)燃酒精燈.很快塑料袋膨脹起來(lái)，隨后學(xué)生觀察到塑料袋徐徐升空.教師進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生思考孔明燈升空的原因.課堂上學(xué)生們興致勃勃、熱烈討論、踴躍發(fā)言.教師用自制教具再現(xiàn)學(xué)生熟悉的生活情境，促使學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)烈的求知欲望，讓整個(gè)物理課堂趣味盎然，充滿生機(jī)和活力.

2.2改進(jìn)自制教具，提高演示實(shí)驗(yàn)效果

物理教學(xué)中有很多演示實(shí)驗(yàn)，這些實(shí)驗(yàn)需要學(xué)生細(xì)心觀察物理現(xiàn)象，認(rèn)真分析這些物理現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，從而總結(jié)概括出物理規(guī)律.如果實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或效果不明顯，會(huì)使學(xué)生陷入認(rèn)知障礙，從而影響教學(xué)效果.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或效果不明顯時(shí)，教師就要想方設(shè)法改進(jìn)實(shí)驗(yàn)器材或操作方式，力求演示實(shí)驗(yàn)的成功展示.

例如“走進(jìn)分子世界”一課中有一個(gè)酒精和水混合的實(shí)驗(yàn).一些教師的做法如圖4、圖5所示，圖4采用膠頭滴管注入液體的方法，這種方法速度慢，所花時(shí)間較多；圖5雖然所用酒精和水較多，但100ml量筒的內(nèi)徑較大，液面變化不明顯，可見(jiàn)度太小.

針對(duì)這些弊端，筆者對(duì)教具進(jìn)行了改進(jìn)，如圖6所示.圖6所示實(shí)驗(yàn)所花時(shí)間少并且效果明顯.該實(shí)驗(yàn)選用一根長(zhǎng)約80cm，內(nèi)徑約1cm，一端封閉的細(xì)玻璃管，在玻璃管中間位置做一個(gè)標(biāo)記.先用注射器向管中注入一半體積的水，再用注射器向管中注入一半體積的染色酒精，然后用拇指堵住管口，反復(fù)顛倒數(shù)次，使酒精和水充分混合.正立玻璃管觀察，發(fā)現(xiàn)液面明顯降低了.此實(shí)驗(yàn)直接采用注射器注入，不但能控制液體加入量還節(jié)約了時(shí)間.

2.3借助自制教具，有效突破教學(xué)難點(diǎn)

俗話說(shuō)：“百聞不如一見(jiàn)”.教師的演示實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虼碳W(xué)生的感官，吸引學(xué)生的注意力，活躍學(xué)生的思維.所以，教師要盡可能地圍繞教學(xué)難點(diǎn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生化解學(xué)習(xí)難點(diǎn).

例如在“浮力”一課中，“浮力產(chǎn)生的原因”是教學(xué)中的一個(gè)難點(diǎn).在以往的教學(xué)中，筆者通過(guò)圖示加上理論推導(dǎo)的方式探究浮力產(chǎn)生的原因.設(shè)想一個(gè)質(zhì)地均勻的正方體物體浸沒(méi)在水中靜止，對(duì)此物體進(jìn)行受力分析.它的前后、左右兩對(duì)側(cè)面受力平衡；上下兩表面由于深度不同，受到水的壓強(qiáng)不同，受到水的壓力也不同，因此浮力產(chǎn)生的原因是液體對(duì)物體上下表面的壓力差.這樣雖然也能得出結(jié)論，但太過(guò)抽象，學(xué)生聽(tīng)得一知半解.針對(duì)這個(gè)難點(diǎn)，筆者自制了一個(gè)教具“浮力產(chǎn)生的原因演示器”，如圖7所示.將無(wú)蓋的塑料瓶底部剪掉，做成一個(gè)大“漏斗”，把一個(gè)乒乓球放到瓶口處，然后向瓶中注水，會(huì)看到有少量水不斷從瓶口流出，乒乓球不上浮.教學(xué)過(guò)程如下：

師：乒乓球受不受浮力？為什么？

生1：乒乓球不受浮力.因?yàn)樗畯钠靠谙蛳铝鞒?，球下表面沒(méi)有受到水的壓力，而它的上表面受到水向下的壓力，此時(shí)球受到的合力方向向下，所以球不受浮力的作用，不能上浮.

師：如何讓乒乓球上?。?/p>

生2：用手堵住瓶口.

生3：用瓶蓋堵住瓶口.

（教師讓學(xué)生上臺(tái)做實(shí)驗(yàn)，學(xué)生用手堵住瓶口，乒乓球上浮.）

師：乒乓球?yàn)槭裁磿?huì)上?。?/p>

生4：用手堵住瓶口，水就不會(huì)從瓶口流出.乒乓球下表面有水，球下表面受到水向上的壓力，球受到水向上的壓力大于它受到水向下的壓力，就產(chǎn)生浮力，所以乒乓球能浮起來(lái).

師：浮力產(chǎn)生的原因是什么？

生5：液體對(duì)物體上下表面的壓力差.

用此教具做演示實(shí)驗(yàn)，操作簡(jiǎn)單，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，學(xué)生對(duì)浮力產(chǎn)生的原因印象深刻，輕松突破教學(xué)難點(diǎn).

2.4利用自制教具，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力

演示實(shí)驗(yàn)不僅是把直觀生動(dòng)的物理現(xiàn)象展現(xiàn)在學(xué)生眼前，更為重要的是通過(guò)實(shí)驗(yàn)啟迪學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力.想要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，教師要巧妙設(shè)計(jì)“問(wèn)題串”，深度挖掘?qū)W生的思維深度，充分發(fā)展學(xué)生的思維能力.

例如 在教授“氣體的壓強(qiáng)”一課時(shí)，由于大氣壓強(qiáng)具有較強(qiáng)的抽象性，學(xué)生在理解上存在一定的困難.為此，筆者用塑料瓶、乒乓球自制一個(gè)教具，用來(lái)演示大氣壓強(qiáng)的存在，如圖8所示.向塑料瓶中注滿水，將小球放在瓶口，手用力壓著球同時(shí)把塑料瓶倒置.教學(xué)過(guò)程如下：

師：如果松開(kāi)壓著小球的手，小球會(huì)怎么樣？

生1：球會(huì)掉落，同時(shí)瓶里的水也會(huì)向下流.

生2：球會(huì)被瓶子吸住.

（教師松開(kāi)壓著小球的手，學(xué)生觀察到小球沒(méi)有掉下來(lái)，而瓶里的水也沒(méi)有流出.接著，教師引導(dǎo)學(xué)生對(duì)小球進(jìn)行受力分析.）

師：小球受到哪幾個(gè)力的作用？

生3：小球受到兩個(gè)力的作用，重力和一個(gè)向上的力.

師：小球會(huì)受到一個(gè)向上的力，有什么依據(jù)？

生3：小球靜止，它受到平衡力的作用.小球受到豎直向下的重力，根據(jù)二力平衡的條件可知，必然有一個(gè)向上的力來(lái)平衡這個(gè)重力.

師：這個(gè)向上的力的施力物體是什么？

生4：是瓶子.

生5：是大氣.

師：小球受到向上的力的施力物體究竟是瓶子還是大氣呢？請(qǐng)同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案來(lái)驗(yàn)證自己的猜想.

生6：把瓶中的水全部倒出，再重復(fù)一次實(shí)驗(yàn)，看球是否掉下來(lái).如果施力物體是瓶子，球就不會(huì)掉下來(lái).

（教師讓學(xué)生上臺(tái)做實(shí)驗(yàn)，學(xué)生觀察到小球掉落.）

師：為什么把水倒出，小球會(huì)掉下來(lái).

生：這是大氣壓強(qiáng)的作用，原來(lái)瓶子里裝滿水，瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)比瓶外壓強(qiáng)低，于是大氣就把球壓在了瓶口.后來(lái)，將瓶中的水全部倒出，瓶子里充滿空氣，瓶?jī)?nèi)外壓強(qiáng)相等，小球在重力的作用下掉落.

通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生對(duì)大氣壓強(qiáng)有了切身感受，同時(shí)利用學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象產(chǎn)生的疑惑，放手讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)解惑，教師適時(shí)點(diǎn)拔，提高學(xué)生的思維能力.

3結(jié)語(yǔ)

教師通過(guò)自制教具給學(xué)生起到示范作用，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí).自制教具取材于生活，拉近物理與生活的距離，讓學(xué)生深刻感受到物理在生活中無(wú)處不在.將自制教具與物理教學(xué)有機(jī)結(jié)合，促進(jìn)學(xué)生的思維由形象思維向邏輯思維轉(zhuǎn)變，使學(xué)生在潛移默化中體驗(yàn)物理的精彩與魅力.

參考文獻(xiàn)：

[1]陳峰.自制教具在初中物理教學(xué)中的功能探討[J].物理之友，2019（02）：36-37.

[2]崔婉微.自制教具在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的作用[J].物理教學(xué)，2015（05）：49-52.

[3]錢曉.自制教具在物理教學(xué)過(guò)程中的應(yīng)用[J].物理教師，2014（06）：46-48.