中学、中职物理教学中自制教具研究

陈松

关键词：课程改革;物理实验;物理教学;自制教具

从自然科学的发展史可以清楚地看出，人们总是从实践中总结出规律和理论，然后又通过新的实践来检验这些规律和理论的正确性，借以进一步发展理论。物理学的理论和实验的关系非常密切，它们的所有成果是来自定量的实验，或经定量实验证明，随后还将依靠实验而发展。因此，从某种意义上来说，实验可以发现物理规律，还可以检验理论是否正确，开展实验教学和教具研究，与学生共同成长，是一个永恒的课题。运用物理实验开展教学，获取知识和技能，培养兴趣和科学成才等，尤为重要。而怎样选择和应用实验教具，不只是为了上好实验课，而是更深刻理解和运用知识点。时代变化，教学仪器也不断更新与改进，但由于配置的实验仪器数量有限，并且不能十全十美，新教具的开发、研制、生产，需要一个较长的过程，物理教学中自制教具研究和改进成为一个永恒的课题。

一、自制物理教具的意义

（一）自制教具有利于消除物理学的神秘感

取材简单，自制教具也容易制作，但需要动手去思考和理解、观察物理过程的变化，让学生更好地认识和理解物理现象。

例如，在学习“保险丝怎样起到保险作用”时，很多同学感觉保险丝的熔断过程比较神秘。自制“保险丝演示仪”可以加强学生的感性认识：取长约18cm的保险丝，两端用陶支架水平固定，加上最大36V可调电压。当逐渐增大电流时，保险丝中间逐渐下垂，直至垂得很厉害（4-5cm）时才突然熔断，发出火花和响声，历时几秒钟。在上述演示中若故意反复增加（但不使保险丝熔断）和减小电流，则可看到保险丝魔术般的逐渐变长，弯曲下垂，又逐渐收缩，慢慢拉直。在课堂演示的几分钟内可反复多次，把物体的“热胀冷缩”表现得淋漓尽致。

（二）自制教具有利于教改的后续之路

传统课，教师设计教学环节、自制教学仪器进行教学和实验，改变了“满堂灌”的现象;创新了教学方案;让学生动手进行自制教具，共同学习和探索教学改革的思路。自制教具还丰富了课外活动，自发成立了兴趣小组。

（三）教具自制有利于提高教师自身素质及创新能力

一件成功的自制教具的诞生，是教师智慧和汗水的结晶，是教师的教学经验积累，在过程中，思想和意志磨炼了，知识也得到了升华，能力也得到检验了，素质得到培养和提高。改进或创新教具，根构思设计，反复研究实验，一定能成功。

二、自制教具在物理教学中的应用

自制教具仪器是古往今来历代科学家的优良传统。物理学很多成就，是伴随着仪器的成功设计而诞生。目前中学中职物理实验教学现状有点担忧，实验实践因为不参加考试，被弱化。自制教具不但培养了学生的创造能力，开阔了思维，还能解决当前教学仪器不足。

（一）自制教具可以弥补原有教具的不足

自制和改进教具将现代科技溶于其中，弥补现有教具之不足。例如：在物理课的“摩擦起电”实验中，通过实验懂得了摩擦可以带上静电，带电体吸引轻小的东西。思维再扩展一些？静电还有别的用处？为此，我们可以制作一个模拟装置——消烟除尘：“烟囱式日光灯管”，蚊香烟从“烟囱”中冒，然用将烟尘除掉，起电机产生静电，改进实验后。加深了对静电理论知识点的理解，开阔视野，而且还进行了环境保护知识及现代科技知识的教育。

（二）自制教具趣味性实验的质量提升

吸引学生注意力，就是趣味性教学的好手段，增强好奇，激发兴趣，推动改革。课堂教学中增加一两个趣味性实验的穿入，可让整个课题质量提升不少。

例如，在讲解压强概念之前教师可设计这样一个实验：在一个无底盖木箱上面蒙白纸，纸面张紧，将五块砖轻轻地平放在白纸上，观察纸面下凹没破裂。一块砖轻轻竖直放白纸上，听到“叭”声白纸破裂了。同学对手指一戳就破的白纸能放五块砖感到吃惊，而对砖的平放和竖放产生的效果如此不一样更不可思议。积极思维基础，自然地教师引导认识了压强的概念，并对压力和压强的概念有了较清楚的认识。

又如，在给学生演示惯性时，改变一下传统的演示物，用鸡蛋代替小球，用水杯代替支柱，鸡蛋和水杯这些取自生活中的物体，学生感觉很熟悉，也很有兴趣。在水杯中放半杯水，当老师迅速弹掉硬纸片，学生看到鸡蛋落入杯中水花四溅，内心多么兴奋。

（三）自制教具和购买教具结合起来，可以有新的应用

把一部分自制教具器件和原购买教具搭配，可以做一些新实验，如在学习光的传播和折射时，在一个可乐瓶中放半瓶水，滴入几滴墨水，再把一只燃着的香插进瓶口，让烟充满瓶子。用一只激光笔斜向下照射可乐瓶，可以清楚地看到光在有烟雾的空气中传播，然后经折射进入水中。该教具可以将不容易看到的光线清楚地显现出来，使同学们更直观的认识光的传播和折射。

三、自制教具时需要注意的问题

（一）教具制作要求

教具制作不是模仿工作，應该含有较多的创造性。过程中的具体要求如下：

1.启发。自制教具应有利于培养学生的创造力，反对无法展现的物理知识，在学生面前，无所获。提倡让学生理解所演示的物理道理。

2.经济。自制的教具少花钱，成本低，能达到效果就行

3.可靠。我们要求自制的教育能坚固耐用、不易损坏、工作稳定。我们做的教具并不只是做一次实验就不要了，也不只求偶尔成功一次，教具应该重复性好。

4. 安全。安全第一，自制教具不能不能例外。在自制教具中应尽量避免出现高温、高压的危险因素，实在无法避免时一定要注意师生安全。

（二）教具设计时注意的问题

1.不脱离教材。脱离物理教材，任何深奥物理原理的仪器，都会失去光辉和意义。

2.不放弃改进。之前有了许多研究，资料都有介绍，我们抓住某点某方面进行改进，也可得到收获。例如：在趣味性方面着手，可以增强学生学习兴趣，刺激学生的兴奋神经，产生深刻印象，提高学生学习物理的积极性。又例如：在制作材料上下功夫，如果能使学生唾手可得，显然更具有推广意义。再例如：在启发性方面着手，可以展示物理过程，向学生揭示物理想象发生的步骤。

3.不超出范围。实际和量力同时并进，超纲内容不涉及。

（三）自制教具应该取材于生活中的常见物质。

常用的废物料有薄铁片、厚纸片、玻璃边角料、电话卡、包装泡沫、塑料膜、罐头盒、易拉罐、废胶卷、胶卷桶、旧灯泡等等。玻璃片常用于光学教具;质轻、绝缘、易加工的包装泡沫多用于静电学和其他学科;厚纸片、电话卡则易于制作规则的狭缝和图案。有些废物利用已达到系列化，如易拉罐系列、纸教具系列、泡沫塑料系列等，都能完成许多有趣的演示。

例如，在学习电动机原理时，我们可自制一个简单的电动机：用导线做两只叉形支架，分别焊接在一节干电池的正负极，再用漆包线折成一个三匝方环形线圈，漆包线的两端引出来，三匝线圈和两个端点都在一个平面内，将两个端头同一侧面的漆刮去。平放干电池，在上面固定一块磁铁，当把线圈放在叉形支架上时，通电线圈由于洛伦兹力的作用便转动起来。该教具制作简单，使用方便，很好地模拟了电动机原理，学生目睹电动机的转动，会积极地思考其中的科学道理，而且日后印象深刻。用生活中的物品与身边的常见材料来做实验，让学生热爱物理、热爱科学，有研究的情节。

四、结语

综上所述，自制教具在物理教学中的应用具有非常重要的意义，不仅有助于活跃物理教学的氛围，同时还有助于学生观察能力的提高，并且还有助于学生创新能力的提高，物理教学的效果也会明显提高。因此，物理教师应该在正式开展教学活动前，与学生们共同对这一课时的教学内容进行深入的研究和分析，以此确定需要制作的教具和需要使用的材料，学生通过各种途径找到这些材料后，便可以在正式教学活动中完成教具的制作。在开展自制教具活动的过程中，任课教师必须充分体现学生的主体位置，这也是自制较具重要价值充分发挥的重要前提和基础作为物理教师，不断学习新知识新科技，与实践结合，创新自制教具，让学生动手实践，提升自身素质和创新能力，让孩子们做个“小发明家”。

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