巧用自制教具培养高中物理解题能力——以抛体运动为例

陆文彬

(江苏省常州市武进区湟里高级中学 213000)

物理是属于理科性的，他更强调严谨性也需要一些实验的支撑，不同于文科的课程，文科更多的只是需要文字来进行教育，但这种理科课程更多的是需要实验来帮助学生理解和加深印象的.高中物理比初中物理也会更加的抽象，需要学生具有抽象思维，很多的物理知识，仅靠书面文字去理解是不能够的，还需要学生亲自去进行一些实验，实验在高中物理的教学过程中，其实是承担了一个非常重要的责任的，可以将抽象的知识具体化，让学生更好的去理解那些看起来很高深的知识.而且因为是学生自制教学，所以在这个过程中就可以很好的拉近这些物理知识与自己之间的距离，构建一个物理学习的桥梁，这样学生才能够真正的更好的学习这些知识，更好的进行物理知识的储备，在做题的时候也可以更方便的将这些知识调用出来.在实验的过程中就可以很好的调动学生的积极性，让学生主动的去进行物理知识的探寻.并在实验的过程中进一步理解物理知识背后的原理，并且加深对于这些知识的记忆，进而就可以在以后的物理解题过程中，灵活的运用这一部分的知识，提高学生的高中物理解题能力，对于学生物理知识的理解和获取来说具有重要意义.

1 高中物理教学现状

1.1 教师对于物理实验的重视程度不够

许多的高中教师对于物理实验的重视程度不够，在进行物理教学的时候，很少让学生去进行实验，只是对照着书本上的实验图片进行一些简单的讲解，但是这样是远远不够的，不能够满足学生理解物理的需要.还有一些高中教师认为带学生去实验室做实验比较浪费时间，所以只是自己在教室内进行一个实验过程的展示，自己动手让学生来观看，这样是比直接看书更有效，但是相较于学生自己动手做实验的效果还是差了很多，不能够让学生最好的最准确的理解这部分物理知识.

1.2 学校的物理教具不足

虽然现在国家对于教育事业的投入很大，但是学校用钱的地方也很多，所以许多的学校物理教具是不足的，许多的物理教学在实验室里都没有，而且有些教具是比较易损坏的，轻易不会对学生开放.所以学生在学校能够做物理实验的机会是比较少的，学校的教具不足以支撑一个班级的学生，每个人都动手做实验.在学生做实验的过程中，往往是几个人一组，在小组实验的过程中，有些时候是可以参与到过程中，但是一些不太积极的学生，或者是内向的学生，就不会主动的参与到实验过程中，进而也就失去了这个实验的机会.因为是小组实验，所以有的人就可以不参与，所以许多的学生没有真正得到这个实验的机会.

2 用自制教具培养高中物理解题能力的具体步骤

2.1 明确制作思路

在自制教具之前，教师需要和学生们一起明确制作教具的思路.教具是为我们的教学开展提供服务的，所以要根据我们的教学目标和教学的过程来设计教具.同时自制教具也要首先保证安全性，教师要永远将学生的生命安全放在第1位.教师在选取制作材料之前，可以和学生一起明确一下我们要学习的知识，知道我们实验的目的，由实验目的推导出来，我们需要用到的材料.教师在这个过程中就可以去调动一下学生的学习积极性，让学生去回顾一下，我们要用实验验证的知识，考虑这个知识当中涉及到的变量，有哪些因素是我们需要注意的，我们可以通过什么方式得到这个知识的验证，我们可以用哪些材料来做这个实验，这些问题教师都可以抛给学生，让学生去思考，还可以让学生小组交流讨论，充分的调动学生的思考性，让学生来考虑这个问题.

例如，教师在进行高一物理必修第2册第5章《抛体运动》，在抛体运动这部分物理知识的教学过程中，我们可以知道抛体运动的位移和速度公式，这个公式通过我们之前学过的物理知识，已经可以推导出来，但是推导出来的这个公式，其实也是难以记忆的，教师带领学生一起来完成这个拋体运动的实验，可以更好的帮助学生理解这个知识，而且这部分知识虽然简单，但是在高中物理教学过程中所占的比重还是比较大的，是学生们必须要掌握的.教师带领学生明确了抛体运动这部分的知识是要明确抛体运动的位移和速度公式，所以我们只要知道了他的抛体运动轨迹，就可以知道位移和速度公式，所以我们自制教具的思路就是要体现出抛体运动的轨迹就可以.

2.2 自制教具过程

在抛体运动这部分物理知识教学过程中，我们主要实验就是要找到抛体运动的一些轨迹，所以我们就需要选择抛体，能够展示超级轨迹的东西，主要的就是这两个大方向，所需要的材料还是比较简单的贴近生活的，所以教师可以充分的让学生去想材料，把这个问题交给学生去解决.教师再根据学生提出的材料进行一个选择，最终可以选择一只注射器(简单的玩具就可以)，一个正方形的木板，一根长木条，染色剂(各种简单的颜料，墨水都可以)，铁钉和很多张白纸.教师可以带领学生们用铁钉将正方形的木板和长木条固定在一起，在注射器中装入一些墨水，然后再用铁钉将注射器固定在长木条上，再将白纸固定在长方形木板上，用直尺在木板上画出一套坐标轴，这样一个简单的实验仪器就组装完毕.

2.3 具体实验过程

将注射器固定在长方形木条上，要注意注射器与正方形木板上下边缘的是平行的，保证液体是平抛出去，在选用一张白纸固定在正方形木板上，将注射器的口对准坐标系的原点，按压注射器，推出注射器内的液体，在这个过程中要注意注射器要贴近纸片，以保证液体可以落在白纸上，并且一定要快速的推，保证这些液体可以近似等于一个物体在运动，避免内部液体运动出现分层，最终的痕迹也会不清晰，在注射器喷射结束后，学生在将白纸取下，用笔描出液体的轨迹.学生再将另一张白纸固定在长方形木板上，再用注射器喷射液体，按照上述步骤进行操作，依旧将液体的痕迹用笔描绘下来.教师在用这样的方式多选择几张白纸进行实验，多操作几次，将每一次的轨迹都清楚的描绘下来.在每一次的实验过程中，都需要保持严谨认真的态度，保证实验结果的准确性.教师在通过尺子对轨迹上的长度进行测量，可以在轨迹上随意的选取几个点，从这几个点出发，垂直向X轴和Y轴分别做一条虚线，通过这条虚线测量这个点到原点的横向距离和纵向距离，学生在利用位移和速度以及加速度之间的关系，将这些测量到的数据进行整理，学生可将自己测量到的多组数据进行多次的整理，写在一个表格里，留作一会儿交流讨论.

2.4 小组交流讨论

在实验之后，每个实验的小组或个人都会得出自己的一些数据，这些数据就是我们推理知识的依据，教师就可以让学生们针对刚刚得出的实验数据，进行分析交流，讨论这个数据的规律，从中可以得到什么物理知识，这是非常关键的.由于实验都有误差存在，所以如果非常的严格的看待这些实验数据可能会与我们想要得到的结论存在一定偏差，这个时候就要接受这些实验，误差的存在在大的方向上得出我们所要验证的结论，通过小组的交流讨论，共同得出我们所要的结论，利用小组的多人数据就可以在一定程度上减少实验的误差，形成多次实验，更有利于学生发现我们想要得到的结论.

2.5 得出统一结论

教师在实验完成之后，需要带领学生得出一个统一的结论.教师可以先让学生去总结一下刚才实验中能够得到的结论，自己从实验中有哪些收获，明白了哪些知识.教师可以根据学生刚才在实验中的具体表现，来找一些刚才表现不太积极的学生来谈收获，鼓励他们更多的参与到课程中来，教师在听了学生的收获之后，再统一的来对此次实验的结论进行整理，统一得出拋体的位移和速度公式，在这个过程中教师也要关注没有得出这一实验结论的同学，帮助他们分析一下原因，并且给予其他同学这个提示，在以后的实验中需要注意这个问题.进而就完成了此次实验，验证了拋体的位移和速度公式，这个过程中就可以加深学生对于这部分知识的理解，并且帮助学生回顾了之前的位移部分的知识，巩固学生的物理学习.在物理实验过程中得出的结论会让学生更加的可以接受，而且非常有利于学生的理解和记忆，学生对于这个知识的印象会更深刻，学生在以后遇到物理题的过程中，遇到相应部分的知识，也会更加容易想起这部分知识，可以更好的解题，更好的处理这些物理上的问题.

综上所述，高中物理教师在教学过程中一定要善于利用物理实验帮助学生理解这些物理知识，并加深对于这些物理知识的理解，以便学生能够在解题过程中更好地应用这些物理知识，高中物理教师一定要重视实验的价值，利用实验帮助学生更好的学习物理知识.由于高中学校的物理实验仪器有限，所以在进行物理教学的过程中，教师可以带领学生一起去自制一些实验教具，以便更好的进行实验，让每个学生都可以投入到物理实验过程中亲自完成实验，进而真正的学会这部分物理知识，在这个过程中，教师还可以适当的调动学生的学习积极性，让学生更好的学习物理知识.