自制教具在物理教学中的应用

季明登

物理是一门实验性学科，物理实验教学是锻炼学生观察能力、分析能力、科学探究能力，激发学生学习热情的重要途径。在培养学生观察能力、实践能力、科学探究意识和能力等方面，自制教具具有不可比拟的优势。自制教具常被用于中学物理实验教学，但有不少中学物理教师不重视自制教具，也不会动手制作教具，在运用自制教具开展物理教学方面经验不足，存在较大困难。基于此，探讨自制教具在中学物理教学中的运用具有积极的现实意义。

一、借助自制教具导入新课

选择课堂导入环节的素材时要考虑激发学生的学习兴趣。新鲜奇特的事物总能吸引学生的目光，引起学生的兴趣。在学习新知识前，大部分学生会通过预习对课本中的内容进行了解，如果教师用课本中的内容进行导入，新鲜感不强，难以提升学生的兴趣。如果教师在开展课堂导入时借助自制教具向学生展示从没见过的实验，将有利于激发学生的好奇心和求知欲。例如，在“流体流速与压强之间的关系”教学中，单一的讲解使学生难以理解，而如果教师用生活中常见的泡沫小球、玻璃管为学生演示“隔管吹球”的实验，可以给学生带来强烈的新奇感，从而极大地激起他们的好奇心，促使他们积极主动地参与实验探究。具体实验过程如下：首先将玻璃管置于支架上，将泡沫小球置于玻璃管的一端，请一名学生隔着玻璃管对泡沫球轻轻吹气，同时嘴巴顺着玻璃管向另一端移动，当嘴巴移动至另一端时用力吹一口气，这时，学生们会发现玻璃管中的小球从一端向另一端移动，最终从另一端飞出。对于这样的现象学生们都感到很新奇，希望能够找出其中的原因。此时教师可以结合实验，运用恰当的语言提出问题，顺利导入新课。通过自制教具给学生演示“魔术”一般的物理实验，可以有效激发学生的学习兴趣，启发学生去思考探究实验现象和实验原理，从而获得理想的课堂导入效果。

二、借助自制教具开展新课教学

利用生活中的物品自制教具，将物理知识的相关特点、现象直观地呈現在学生面前，使学生脑海中形成深刻鲜明的印象，从而更好地理解和掌握抽象的物理概念和物理规律。例如，雾凇是由水蒸气凝华而成，是极寒气候下出现的一种美丽奇特的自然现象。“升华和凝华”这部分内容，课本中给出的是碘的升华和凝华实验。在该实验中，学生可以看到碘受热后形成紫色碘蒸气，随着温度的下降，紫色的蒸气渐渐消失，最终凝华成黑色的固体碘。但是当观察了碘蒸气凝华成黑色固体碘后，学生往往存有疑惑：碘蒸气是直接转化成了固体碘还是先液化之后再凝固成固体碘的呢？为了解决学生的困惑，提高演示实验的直观性，教师可以自制教具，为学生演示“人造雾凇”实验。具体过程如下：准备几颗樟脑丸（易挥发物质“萘”），一只烧杯，一个电热杯，一个装有冰块的保温盒，用铁丝制成的小树，橡皮筋，保鲜袋，热水等实验材料。在开始演示之前，教师需要将铁丝制成的小树置于装有冰块的保温盒中;将樟脑丸研磨成粉末加入烧杯中;用保鲜袋套住烧杯并用橡皮筋扎紧，避免气体泄漏;将烧杯置于装有热水的电热杯中，接通电热杯电源进行加热;收集到萘蒸汽后，去除保鲜袋，迅速从保温盒中取出铁丝小树倒扣于烧杯上，使铁丝小树保持低温，这样一来温度较高的萘蒸气就会在“小树”上凝华成雪花状固体，看起来如同小型雾凇一般。利用生活中常见的物品制作实验教具，设计实验，模拟自然界的雾凇景观，既可以有效补充课本实验的不足，丰富学生的实验探究内容，又能够利用美丽的“人造雾凇”吸引学生的注意力，活跃课堂气氛，还可以使学生更加深刻地体会到“物理无处不在”，从而进一步激发他们的学习热情，在观察、分析实验的过程中，学生更加深刻地理解了升华和凝华这两个物理状态的变化过程，进而提高教学效果。

三、借助自制教具组织学生实验

学习的最终目的是为了运用知识解决实际问题，教师在教学中要引导学生在理解知识的基础上对知识进行应用。实验是让学生将所学知识用于实践的重要手段，是他们积累物理经验、锻炼动手操作能力的重要途径。在教学实践中，教师要善于引导学生针对物理问题提出自己的猜想，引导学生设计实验，通过自制教具进行实验探究，通过实验验证自己的猜想并得出结论，在实验探究中逐步提升自己的物理综合能力。当前，学生分组实验活动过于模式化，根据教材中既定的结论进行实验验证的居多，学生很难有机会根据课题自由探究。因此，教师应该充分发挥自制教具的作用，增强学生实验的实效性，更加高效地培养学生物理综合素养。例如，在组织学生实验“探究光的反射定律”时，教师应该先给学生介绍“什么是反射现象”，“实际生活中常见的反射现象有哪些”。要探究反射现象的物理规律，需人为制造反射现象，结合实验现象分析反射的特点和规律。教师应准备不同类型的光源，如手电筒、激光笔、灯泡、蜡烛等;不同材质的反射面，如玻璃、木板、纸板等;各种测量工具：如圆规、量角器、直尺、三角板等。要求学生按照自己设计的实验方案选取材料自主实验。这种实验方式类似于命题作文，实验方案和实验过程由学生自行把握，但主题是统一的。这样的实验方式可以充分凸显学生的主体地位，让他们将自己的想法付诸行动，突破了教材限制，实现了真正的自主实验、自主探究。在学生的实验方案明确后，教师应要求学生根据方案选择生活中的废弃物品自制实验器材，学生通过自制学具变废为宝，这种成就感可有有效激发他们的学习兴趣和求知欲，从而更加积极主动地进行实验探究。实验结束后，教师要组织学生分组展示实验成果，如果实验非常成功，学生将获得极大地成就感，如果实验不成功，也可以从老师和其他同学那获得鼓励和建议，从而发现问题，不断完善，最终解决问题。各组学生还要对实验进行总结，归纳物理规律，得出一定的结论。学生通过实验展示与交流，不但可以取长补短，共同进步，还可以锻炼观察能力、问题解决能力、动手操作能力。

新课标明确指出：教师应该结合教学实际情况灵活开展自制教具教学活动，实施形式多样的实验教学。中学物理教师要及时走出自制教具的认识误区，创造性地利用各种生活中常见的物品制作教具辅助教学，指导学生利用自制实验教具完成实验探究。