学校自制实验器材和教具思路研究

龚彤　王建

摘要：2013年，重庆市正式启动高中阶段的新课程改革。目前，重庆市中学物理学科很多都参考新课程标准制定了相应的教学策略。然而，旧框架下设计制作出的许多教学实验器材和教具已经不能完全实现新课程标准的知识与技能、过程与方法、情感态度与价值现三位一体的课程目标。这就迫切要求学校找到制作实验器材和教具的新思路。本文旨在描述和总结我校关于自制实验器材和教具的一些做法和尝试。

关键词：自制：实验器材：教具

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2013）5（S）-0011-2

自重庆进入新课程改革之后，市内不少中学物理学科都切合自身实际，结合新课程标准制定出了不同的教学模式，比如南开中学的“高效课堂”模式，巴蜀中学的“333课堂”，均在不同程度上取得了满意的教学效果。可随着教学的深入，有一对矛盾日益凸显出来。现行课程标准着眼于未来社会对国民素质的要求，确立了知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三位一体的课程目标。要构建以科学探究为主体的学习过程，要运用信息科技，提高教学效能。而在旧教学大纲（指“2000年版”甚至“86年版”）的框架下设计制作的许多教学实验器材和教具已经不能完全实现新课程标准的三位一体的课程目标；在“普九、普实”工作的推动下建立起来的全国各学校千篇一律的实验装备和教学器具也不能满足新课程改革弹性化、特色化、个性化、人性化、生活化教学理念的要求。

如何使教育教学工作在新课程理念的指导下让每一个学生都获得最好的发展，实现素质教育倡导下的教育目标？如何形成我们自己特色化、个性化、人性化、生活化的教学？我们认为对教学实验器材和教具的开发研究是实现以上目标的突破口之一。因此学校结合自身特点，在新课程标准的指导下，在自制实验器材和教具上做了很多尝试。在这一过程中我们逐步总结出以下几条思路。

1.根据新课程理念下课堂教学的需求自制实验器材和教具

新课程理念下的课堂教学目标是知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三位一体的课程目标的体现。新课程理念下的课堂教学与传统理念下的课堂教学相比更注重个性化、人性化和生活化。对新课程理念下的课堂教学特点进行分析，把握新课程理念下课堂教学的需求，自制有针对性的教学实验器材和教具可以更好地实现新课程改革的教育教学目标。比如，一幅师生自己拍摄的空气污染或河流污染的照片就可从环保、可持续发展等角度实现情感态度价值观的教学目标。用一根直尺做自由落体运动来测学生的反应时间就可激发学生学习和运用自由落体运动规律的兴趣。一瓶用吸过的烟的过滤嘴泡制的有毒液体就可以让学生充分认识到吸烟有害健康的道理。

2.对现有实验器材和教具进行改进、组合、延伸和扩展

中学阶段各学科，特别是理、化、生等自然学科，其学科知识结构和体系发展了多年已经较为完善。很多现有实验器材和教具都设计得较为科学，现有的演示实验和分组实验也大都能够实现相应的教育教学功能。新课程理念下的教育教学不能把这些传统的好的实验给丢掉。但是也有相当一部分实验器材和教具不能适应形势的发展，也有一部分实验器材和教具进行适当的调整和改进就能适应形势的发展，甚至达到更好的教育教学效果。因此，对现有器材和教具进行改进、组合、延伸和扩展，以求得更好的教育教学效果，是实验器材和教具开发的又一思路。

比如，平抛竖落仪是一个学习平抛运动规律的好实验器材，但是平抛竖落仪体积较小，用在分组实验中还比较适合，用在课堂演示就偏小。因此我校有的教师就将教室里配置的视频展示台与平抛竖落仪组合，将整个实验过程投影到屏幕上方让全班同学观察。又有教师进一步创新，用两只足球来代替平抛和竖落的两个小球。让一个同学捧着一球，教师两手夹一球，师生二人靠近组成一具“真人”版、放大版的平抛竖落仪来做这个实验，取得很好的教育教学效果。

3.利用新技术、新手段自制实验器材和教具

如今，信息技术已走人中学各学科的教育教学中。教师们大都能熟练地使用信息技术设备来辅助教育教学活动的开展，从某种意义上说，教师用来辅助教学的PPT幻灯片、动画、视频、音频等都属于教具。

信息技术的广泛运用也使我们的实验技术和手段得以革新。上海等课改区已经为学校配备的DIS数字化信息系统（digital information system）就是信息技术结合各类传感器在实验教学中的运用。也有专业公司利用信息技术开发了各类学科的仿真实验室。

在日常的教育教学活动中，只要教师肯开动脑筋，也能够利用信息技术制作或改进实验器材和教具。比如，在数码摄录像时代之前要想得到一幅频闪照片是相当的困难，而现在只需一台普通家用数码摄像机（或带短片录像的数码相机）和一台安装有photoshop等图像处理软件的电脑就可以在几分钟内制一幅频闪照相图片出来，操作熟练的教师甚至可以在课堂上现场制频闪照相图片。

其它新技术的广泛运用也为我们提供自制实验器材和教具的切入点。比如，用激光光源玩具就可以自制多种光学实验器材和教具。超声波、微波、红外线、传感器、无线电通讯等在现代生产和生活中的广泛运用都能为教师自制实验器材和教具提供相应切入点。比如本课题的主研教师之一蒋彬老师就将手机装入一密封的铁皮饼干筒，然后用其它手机拨打该手机而打不通的演示，生动演绎了电磁屏蔽现象。

4.灵活运用日常生活用品及玩具自制实验器材和教具

新课程理念要求教育教学贴近学生的生活实际和现代科技。利用日常生活用品自制实验器材和教具就可以达到这一要求。比如我们在讲静电屏蔽时就给学生展示几截有屏蔽层的网线和电缆，讲电路时展示两张废旧的主板，这样灵活的展示，不会花费太多的精力，却让我们的课堂更贴近学生的生活。本课题的主研人员之一羊自力老师爱好摄影，他在讲光的偏振时就把两张照相器材PL镜（偏振镜）扣在一起，旋转观察自然光在第一张PL镜处起偏后以不同的偏振方向透过第二张PL镜光线的强弱变化。既讲清了光的偏振，也让学生学习了一定的摄影知识。

现在的玩具设计精巧，包含了很多科技元素。对于有意识的教师而言，只要稍稍留心就可以利用玩具来自制实验器材和教具。有的玩具甚至可以直接作为教具，比如有一种用很细的塑料丝扎在一起，底部插在一个发光装置上、一通电塑料丝的顶端就发亮的玩具就可以用来阐明光的全反射及光纤通信原理。

5.将他人设计或思路转化为实物

设计是开发实验器材和教具中最为关键的步骤之一，将相应的设计制成实物也是实验器材和教具开发的重要步骤。如果其他人设计了某种器材或教具，我们觉得很有用处，完全可以按照他人的设计将这种器材或教具制作出来，用于我们的教育教学工作中。

教育部教学仪器研究所主办的《教学仪器与实验》的“实验园地”栏目就经常刊登各地教师们自制实验器材或教具的方案。我们可以鼓励教师们对这些信息加以收集，找出其中容易实现又对教育教学有帮助的方案，将他人的设计转化为实实在在的实验器材或教具。在网络上也能够找到很多这种设计方案。因此，课题组认为将他人公开发表的设计或思路转为实物是我们自制实验器材和教具的一条重要途径。

学校的这些尝试对践行新课程理念，提高教师队伍素质，激发学生兴趣，培养学生创新实践、团结协作能力都起到了极大的促进作用。诚然，关于自制实验器材和教具的思路肯定还有很多，我校还将继续探讨研究下去，以期取得更多的成果。

（栏目编辑 赵保钢）