自制教具在初中物理有效教学中的应用

摘 要：自制教具在物理教学中有着不可低估的作用。将自制教具运用于课堂教学，不仅能丰富实验活动，激发学习兴趣，而且能弥补实验缺陷，突破教学难点。因此，自制教具有助于提升物理課堂教学的有效性，开发自制教具意义深远。

关键词：自制教具；初中物理；有效教学；弱导电物质

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2019）2-0052-3

“课堂教学的有效性”历来是教育界常谈常新的话题，也是中小学教师不懈的追求。物理作为一门以实验为基础的科学，实验教学则是影响其有效性的关键所在。自制教具是我们对实验教学的创新，其特殊的教育功能对有效教学的发展有着不可低估的作用。

下面，笔者举例介绍自制教具在初中物理有效教学中的作用。

1 自制教具能创设情境，激发学生的学习兴趣

现行初中物理教材，非常重视情景的创设，力求给学生展示一个可亲可近的物理世界。自制教具在情景创设中的应用，让看似遥不可及的科学世界揭开了自己的神秘面纱，有效地激发了学生的积极性。

在大气压强的教学中，为了解释“用吸管喝饮料”的科学原理，笔者设计了如图1所示的实验。图中A是一个带盖的塑料桶，B是用来接水的容器。首先，用打孔器在A桶盖上相距5 cm的位置开两个直径约为1 cm的小孔，盖上桶盖且用透明胶带对桶口边沿进行密封。其次，用粗铁丝给A桶做一个能紧套在桶壁上的固定圈，按图中所示将A桶固定在铁架台上较高的位置。最后，给其中一个小孔紧插入长约50 cm的透明塑料管。因现象奇妙，该装置被称作“神奇的抽水管”。

实验前，将漏斗插入A桶的另一个小孔，把配好的红墨水装入A桶，然后取掉漏斗。实验时，先在管口下方放上B桶，然后用气囊对着管口抽气，看到水即将流出时马上取掉气囊，发现水流不断地从管口流下。奇妙的现象即刻激发了学生的兴趣，学生感到很好奇，没有动力，水为什么会自动流出呢？老师因势利导，帮助学生分析原因。但是，一些学生还是存在疑虑。于是老师再做实验并提醒学生观察，当用手指轻轻堵住桶盖上的小孔时，看到水流即刻停止。随即提问：“堵住小孔时，水流为什么会消失？”学生热烈地争论起来，看到他们个个满怀激情，老师倍感欣慰。

2 自制教具能丰富体验，拉近物理与生活的距离

在平时的教学中，因为一些常规仪器数量短缺、性能不佳等因素，影响分组实验的正常开展，自制教具则可以在一定程度上丰富学生的实验活动。

在“探究液体内部压强的特点”这一实验中，为了使学生深入理解“液体压强与深度”的关系[1]，我们可以组织学生完成这样一个小实验。实验前，教师要求每个实验小组准备两个饮料瓶和三根牙签，用1 mm粗的针头在其中一个饮料瓶的上、中、下三个部位各扎一个小孔，另一个饮料瓶装满水。在牙签较钝的一端各拴一根长约10 cm的线绳（要拴牢，拉动时线绳不能滑脱），三根牙签为一组把绳端拴在一起。实验时，将三根牙签尖锐的一端分别插入饮料瓶的三个小孔，小孔被堵起来后给瓶子装满水（见图2甲）。一位学生把饮料瓶提起来放在水槽的上方，另一位学生水平拉动绳头。当三根牙签被同时拔出时，水流马上喷射出来，远近程度不同说明了压强的不同（见图2乙）。实验现象生动明显，让学生感受到物理就在我们身边。

3 自制教具能弥补实验缺陷，有助于增强教学实效

有些成品仪器，由于实验效果不佳，而造成课堂教学低效。某些物理知识，因为缺少配套器材，而造成实验教学空白。针对这样的实验缺陷，如果我们研发相应的教具，则可以弥补不足，增强实效。

在“不同物质的导电性能”[2]一课的教学中，讲到“人体、大地”是导体，但这些材料属于弱导电性物质，靠常规仪器难以实验。过去学生的认识只停留在表面上，教学的有效性存在缺憾。因此，笔者制作了“物质导电性能实验器”。

3.1 制作方法

首先，设计电路。基于人体微弱导电、LED工作电流小、三极管具有放大功能等特点，笔者设计了如图3所示的电路。其次，制作盒体。利用较粗的PVC管和高分子板等材料制作如图4所示的圆盒，在盒体侧面装上螺杆作为电极。最后，组装成型。在盒盖中央打孔且装上直径为1 cm的LED，根据电路图将有关元件连接成电路并装入盒中，盖上盒底封闭内部电路。这样，就做成了“物质导电性能实验器”（见图4）。

3.2 实际应用

首先，给该装置接上3 V的直流电源。然后，给另外两个接线柱分别接上带鳄鱼夹的导线，以备接入待测物质。

（1）若要探究常见普通材料的导电性能，只需要将实验材料接在两只鳄鱼夹之间。例如，接入铁丝时，LED发光，而接入塑料时，LED不发光，导体和绝缘体得到了明显区分。

（2）若要探究人体的导电性能，只需要用两手抓住鳄鱼夹即可。每当看到LED发光，学生便发出来“哇——”的赞叹声，暗示着成功的喜悦。若要探究大地的导电性能，可将饮料瓶剪去一半且装上泥土，即代表大地，插入两段金属杆作为电极，当分别给两个电极夹上鳄鱼夹时，看到LED发光，说明地球是导体（见图5）。

从以上实验发现，该装置不仅能研究普通材料的导电性能，而且能有效解决弱导电性物质难以实验的问题，教学的有效性大大增强。

4 自制教具能突破教学难点，可以为学困生提供帮助

在“家庭电路”的复习教学中，曾碰到这样一个问题：一只接在家庭电路中的灯泡，关闭开关时灯不亮了，用测电笔分别接触灯头的两个接线柱，氖管都发光，则灯泡不亮的原因可能是（ ）

A.灯丝断了 B.零线断了

C.火线断了 D.地线断了

面对这一问题的教学，过去笔者一直从理论上分析，但发现部分学生并不能真正理解。因此，制作了图6所示的教具，图中的导线采用硬质铜芯线，其中a、b两段导线可以分别绕M点和N点转动（相当于两只开关），而且a、b导线到灯泡之间有几处被剥去了绝缘皮，目的是便于用测电笔检测。

实验时，先接通电源让灯泡发光，用测电笔检测并调整插头，使a为零线，b为火线。然后，拨动a导线使之绕M点转动造成断路，看到灯泡熄灭，再用测电笔检测灯泡两端多处位置，发现测电笔氖管均发光，原因是零线断了；拨动a导线使之复位，再拨动b导线造成灯泡熄灭，检测时氖管均不发光，即火线断了。

有了这样的实验，抽象的问题变得形象直观，如果老师进一步画图分析，学生会觉得轻松易懂。

综上所述，将自制教具运用于课堂教学，不仅能丰富实验活动，激发学习兴趣，而且能弥补实验缺陷，突破教学难点。因此，自制教具有助于提升课堂教学的有效性，开发自制教具意义深远。

参考文献：

[1]张凤天.巧用生活废品 创新物理实验[J].湖南中学物理，2016（2）：47-48.

[2]闫金铎.义务教育教科书物理（九年级全一册）[M].北京：北京师范大学出版社，2013： 66-68.

（栏目编辑 王柏庐）