學(xué)校自制實驗器材和教具思路研究

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摘要：2013年，重慶市正式啟動高中階段的新課程改革。目前，重慶市中學(xué)物理學(xué)科很多都參考新課程標(biāo)準(zhǔn)制定了相應(yīng)的教學(xué)策略。然而，舊框架下設(shè)計制作出的許多教學(xué)實驗器材和教具已經(jīng)不能完全實現(xiàn)新課程標(biāo)準(zhǔn)的知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值現(xiàn)三位一體的課程目標(biāo)。這就迫切要求學(xué)校找到制作實驗器材和教具的新思路。本文旨在描述和總結(jié)我校關(guān)于自制實驗器材和教具的一些做法和嘗試。

關(guān)鍵詞：自制：實驗器材：教具

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-6148（2013）5（S）-0011-2

自重慶進(jìn)入新課程改革之后，市內(nèi)不少中學(xué)物理學(xué)科都切合自身實際，結(jié)合新課程標(biāo)準(zhǔn)制定出了不同的教學(xué)模式，比如南開中學(xué)的“高效課堂”模式，巴蜀中學(xué)的“333課堂”，均在不同程度上取得了滿意的教學(xué)效果?？呻S著教學(xué)的深入，有一對矛盾日益凸顯出來。現(xiàn)行課程標(biāo)準(zhǔn)著眼于未來社會對國民素質(zhì)的要求，確立了知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀三位一體的課程目標(biāo)。要構(gòu)建以科學(xué)探究為主體的學(xué)習(xí)過程，要運用信息科技，提高教學(xué)效能。而在舊教學(xué)大綱（指“2000年版”甚至“86年版”）的框架下設(shè)計制作的許多教學(xué)實驗器材和教具已經(jīng)不能完全實現(xiàn)新課程標(biāo)準(zhǔn)的三位一體的課程目標(biāo)；在“普九、普實”工作的推動下建立起來的全國各學(xué)校千篇一律的實驗裝備和教學(xué)器具也不能滿足新課程改革彈性化、特色化、個性化、人性化、生活化教學(xué)理念的要求。

如何使教育教學(xué)工作在新課程理念的指導(dǎo)下讓每一個學(xué)生都獲得最好的發(fā)展，實現(xiàn)素質(zhì)教育倡導(dǎo)下的教育目標(biāo)？如何形成我們自己特色化、個性化、人性化、生活化的教學(xué)？我們認(rèn)為對教學(xué)實驗器材和教具的開發(fā)研究是實現(xiàn)以上目標(biāo)的突破口之一。因此學(xué)校結(jié)合自身特點，在新課程標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)下，在自制實驗器材和教具上做了很多嘗試。在這一過程中我們逐步總結(jié)出以下幾條思路。

1.根據(jù)新課程理念下課堂教學(xué)的需求自制實驗器材和教具

新課程理念下的課堂教學(xué)目標(biāo)是知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀三位一體的課程目標(biāo)的體現(xiàn)。新課程理念下的課堂教學(xué)與傳統(tǒng)理念下的課堂教學(xué)相比更注重個性化、人性化和生活化。對新課程理念下的課堂教學(xué)特點進(jìn)行分析，把握新課程理念下課堂教學(xué)的需求，自制有針對性的教學(xué)實驗器材和教具可以更好地實現(xiàn)新課程改革的教育教學(xué)目標(biāo)。比如，一幅師生自己拍攝的空氣污染或河流污染的照片就可從環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展等角度實現(xiàn)情感態(tài)度價值觀的教學(xué)目標(biāo)。用一根直尺做自由落體運動來測學(xué)生的反應(yīng)時間就可激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)和運用自由落體運動規(guī)律的興趣。一瓶用吸過的煙的過濾嘴泡制的有毒液體就可以讓學(xué)生充分認(rèn)識到吸煙有害健康的道理。

2.對現(xiàn)有實驗器材和教具進(jìn)行改進(jìn)、組合、延伸和擴(kuò)展

中學(xué)階段各學(xué)科，特別是理、化、生等自然學(xué)科，其學(xué)科知識結(jié)構(gòu)和體系發(fā)展了多年已經(jīng)較為完善。很多現(xiàn)有實驗器材和教具都設(shè)計得較為科學(xué)，現(xiàn)有的演示實驗和分組實驗也大都能夠?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)的教育教學(xué)功能。新課程理念下的教育教學(xué)不能把這些傳統(tǒng)的好的實驗給丟掉。但是也有相當(dāng)一部分實驗器材和教具不能適應(yīng)形勢的發(fā)展，也有一部分實驗器材和教具進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和改進(jìn)就能適應(yīng)形勢的發(fā)展，甚至達(dá)到更好的教育教學(xué)效果。因此，對現(xiàn)有器材和教具進(jìn)行改進(jìn)、組合、延伸和擴(kuò)展，以求得更好的教育教學(xué)效果，是實驗器材和教具開發(fā)的又一思路。

比如，平拋豎落儀是一個學(xué)習(xí)平拋運動規(guī)律的好實驗器材，但是平拋豎落儀體積較小，用在分組實驗中還比較適合，用在課堂演示就偏小。因此我校有的教師就將教室里配置的視頻展示臺與平拋豎落儀組合，將整個實驗過程投影到屏幕上方讓全班同學(xué)觀察。又有教師進(jìn)一步創(chuàng)新，用兩只足球來代替平拋和豎落的兩個小球。讓一個同學(xué)捧著一球，教師兩手夾一球，師生二人靠近組成一具“真人”版、放大版的平拋豎落儀來做這個實驗，取得很好的教育教學(xué)效果。

3.利用新技術(shù)、新手段自制實驗器材和教具

如今，信息技術(shù)已走人中學(xué)各學(xué)科的教育教學(xué)中。教師們大都能熟練地使用信息技術(shù)設(shè)備來輔助教育教學(xué)活動的開展，從某種意義上說，教師用來輔助教學(xué)的PPT幻燈片、動畫、視頻、音頻等都屬于教具。

信息技術(shù)的廣泛運用也使我們的實驗技術(shù)和手段得以革新。上海等課改區(qū)已經(jīng)為學(xué)校配備的DIS數(shù)字化信息系統(tǒng)（digital information system）就是信息技術(shù)結(jié)合各類傳感器在實驗教學(xué)中的運用。也有專業(yè)公司利用信息技術(shù)開發(fā)了各類學(xué)科的仿真實驗室。

在日常的教育教學(xué)活動中，只要教師肯開動腦筋，也能夠利用信息技術(shù)制作或改進(jìn)實驗器材和教具。比如，在數(shù)碼攝錄像時代之前要想得到一幅頻閃照片是相當(dāng)?shù)睦щy，而現(xiàn)在只需一臺普通家用數(shù)碼攝像機(jī)（或帶短片錄像的數(shù)碼相機(jī)）和一臺安裝有photoshop等圖像處理軟件的電腦就可以在幾分鐘內(nèi)制一幅頻閃照相圖片出來，操作熟練的教師甚至可以在課堂上現(xiàn)場制頻閃照相圖片。

其它新技術(shù)的廣泛運用也為我們提供自制實驗器材和教具的切入點。比如，用激光光源玩具就可以自制多種光學(xué)實驗器材和教具。超聲波、微波、紅外線、傳感器、無線電通訊等在現(xiàn)代生產(chǎn)和生活中的廣泛運用都能為教師自制實驗器材和教具提供相應(yīng)切入點。比如本課題的主研教師之一蔣彬老師就將手機(jī)裝入一密封的鐵皮餅干筒，然后用其它手機(jī)撥打該手機(jī)而打不通的演示，生動演繹了電磁屏蔽現(xiàn)象。

4.靈活運用日常生活用品及玩具自制實驗器材和教具

新課程理念要求教育教學(xué)貼近學(xué)生的生活實際和現(xiàn)代科技。利用日常生活用品自制實驗器材和教具就可以達(dá)到這一要求。比如我們在講靜電屏蔽時就給學(xué)生展示幾截有屏蔽層的網(wǎng)線和電纜，講電路時展示兩張廢舊的主板，這樣靈活的展示，不會花費太多的精力，卻讓我們的課堂更貼近學(xué)生的生活。本課題的主研人員之一羊自力老師愛好攝影，他在講光的偏振時就把兩張照相器材PL鏡（偏振鏡）扣在一起，旋轉(zhuǎn)觀察自然光在第一張PL鏡處起偏后以不同的偏振方向透過第二張PL鏡光線的強(qiáng)弱變化。既講清了光的偏振，也讓學(xué)生學(xué)習(xí)了一定的攝影知識。

現(xiàn)在的玩具設(shè)計精巧，包含了很多科技元素。對于有意識的教師而言，只要稍稍留心就可以利用玩具來自制實驗器材和教具。有的玩具甚至可以直接作為教具，比如有一種用很細(xì)的塑料絲扎在一起，底部插在一個發(fā)光裝置上、一通電塑料絲的頂端就發(fā)亮的玩具就可以用來闡明光的全反射及光纖通信原理。

5.將他人設(shè)計或思路轉(zhuǎn)化為實物

設(shè)計是開發(fā)實驗器材和教具中最為關(guān)鍵的步驟之一，將相應(yīng)的設(shè)計制成實物也是實驗器材和教具開發(fā)的重要步驟。如果其他人設(shè)計了某種器材或教具，我們覺得很有用處，完全可以按照他人的設(shè)計將這種器材或教具制作出來，用于我們的教育教學(xué)工作中。

教育部教學(xué)儀器研究所主辦的《教學(xué)儀器與實驗》的“實驗園地”欄目就經(jīng)?？歉鞯亟處焸冏灾茖嶒炂鞑幕蚪叹叩姆桨浮Ｎ覀兛梢怨膭罱處焸儗@些信息加以收集，找出其中容易實現(xiàn)又對教育教學(xué)有幫助的方案，將他人的設(shè)計轉(zhuǎn)化為實實在在的實驗器材或教具。在網(wǎng)絡(luò)上也能夠找到很多這種設(shè)計方案。因此，課題組認(rèn)為將他人公開發(fā)表的設(shè)計或思路轉(zhuǎn)為實物是我們自制實驗器材和教具的一條重要途徑。

學(xué)校的這些嘗試對踐行新課程理念，提高教師隊伍素質(zhì)，激發(fā)學(xué)生興趣，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實踐、團(tuán)結(jié)協(xié)作能力都起到了極大的促進(jìn)作用。誠然，關(guān)于自制實驗器材和教具的思路肯定還有很多，我校還將繼續(xù)探討研究下去，以期取得更多的成果。

（欄目編輯 趙保鋼）