淺談自制教具在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的作用

張小敏

物理學(xué)是一門以觀察和實(shí)驗(yàn)為主的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)教學(xué)則是物理教學(xué)的一種重要手段.在新課標(biāo)下，教師要注重培養(yǎng)學(xué)生敏銳的觀察力、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，激發(fā)他們學(xué)習(xí)物理的興趣，增強(qiáng)他們的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，因此在物理教學(xué)中要大力加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué).現(xiàn)在的教材中也安排了大量的實(shí)驗(yàn)，有學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)、教師演示實(shí)驗(yàn)，還有課后習(xí)題小實(shí)驗(yàn)等.

然而很多學(xué)校并沒有成套的標(biāo)準(zhǔn)化的物理實(shí)驗(yàn)器材，因此物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)就會(huì)受到影響.若能自制一些儀器或選用生活中常見的物品做實(shí)驗(yàn)，則可以起到很好的教學(xué)效果.自制教具（包括學(xué)具）是指師生利用身邊的廢舊材料，通過簡(jiǎn)單易行的方法，研制的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)用具. 而且麥克斯韋也曾說過：“實(shí)驗(yàn)的教育價(jià)值常常與儀器的復(fù)雜性成反比，學(xué)生用自制儀器，即使老是出錯(cuò)，也常常比人們用細(xì)心調(diào)整的儀器易于學(xué)到更多的東西”.所以在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，用自制教具做物理實(shí)驗(yàn)，更能凸顯實(shí)驗(yàn)所蘊(yùn)涵的“過程與方法”教育教學(xué)功能.

根據(jù)學(xué)校和學(xué)生的實(shí)際情況，筆者在教學(xué)中可以增加或改進(jìn)一些教師或?qū)W生親自制作的小實(shí)驗(yàn)，用上師生自制的一些教具.以自制教具做物理實(shí)驗(yàn)是課堂教學(xué)的延伸和補(bǔ)充，在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中起著重要的作用.

1自制教具，激發(fā)學(xué)生的興趣，提高課堂教學(xué)效率

興趣是產(chǎn)生動(dòng)機(jī)的首要條件. 如果由于實(shí)驗(yàn)器材的原因不做實(shí)驗(yàn)，只是老師講實(shí)驗(yàn)，在黑板上畫實(shí)驗(yàn)，學(xué)生沒有觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，沒有動(dòng)手操作，學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)物理就會(huì)沒有興趣，那么課堂教學(xué)效率是很低的.如果學(xué)生對(duì)物理學(xué)產(chǎn)生了興趣，那么他們就會(huì)積極主動(dòng)地學(xué)習(xí)，教學(xué)就能達(dá)到事半功倍的效果.當(dāng)我們把瓶瓶罐罐制成的教具擺到物理課堂時(shí)，學(xué)生會(huì)感到既熟悉又陌生：這些生活中看到用到的物品里面也能研究物理問題嗎？能有什么現(xiàn)象產(chǎn)生呢？一種好奇心就會(huì)油然而生.如果這些東西拼拼湊湊能產(chǎn)生新奇的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，那么學(xué)生就會(huì)產(chǎn)生自己尋找材料制作實(shí)驗(yàn)器材的念頭和嘗試實(shí)驗(yàn)的沖動(dòng)，從而激發(fā)出他們強(qiáng)烈的求知欲和學(xué)習(xí)興趣.學(xué)生就會(huì)在課堂上非常專注，這樣就可以提高教學(xué)效率.

在初中的第一節(jié)物理課，教師就可以讓學(xué)生觀察老師如何利用生活中的一些物品當(dāng)教具，動(dòng)手操作簡(jiǎn)單的儀器，在學(xué)生眼前揭開一個(gè)嶄新的物理世界.例如把兩個(gè)吸盤壓緊，即使班上兩個(gè)力氣最大的學(xué)生也拉不開它們，這是為什么？用硬紙片蓋住裝滿水的杯子，然后把杯子倒過來，水怎么不流出來？摩擦過頭發(fā)的氣球?yàn)槭裁茨芪∷榧埰蛞桌?？把一根筷子放入剪掉了上半部分的透明礦泉水瓶中，筷子怎么在水面處看起來像似折斷了呢？諸如此類等等.在以后的物理教學(xué)中，教師如果能經(jīng)常運(yùn)用生活中的物品制作教具來做一些實(shí)驗(yàn)，并能因勢(shì)利導(dǎo)，就會(huì)使學(xué)生一時(shí)的好奇心逐漸轉(zhuǎn)化為探求科學(xué)知識(shí)的持久興趣和飽滿熱情，從而提高課堂教學(xué)效率.

2自制教具，提高學(xué)生的綜合能力

自制教具做實(shí)驗(yàn)的過程實(shí)際上是對(duì)學(xué)生進(jìn)行動(dòng)手動(dòng)腦的訓(xùn)練過程，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的有效途徑，因此積極鼓勵(lì)與支持學(xué)生參加自制教具做實(shí)驗(yàn)的活動(dòng)，對(duì)增強(qiáng)學(xué)生的綜合實(shí)踐能力具有十分重大的意義.

學(xué)生在自己找材料制作實(shí)驗(yàn)儀器的過程中，必須先要理解實(shí)驗(yàn)原理，然后還要對(duì)實(shí)驗(yàn)用具進(jìn)行反復(fù)改進(jìn)、操作實(shí)驗(yàn)儀器、觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果等活動(dòng)，使自己的操作能力、觀察能力、思維能力都得到鍛煉與加強(qiáng).在這個(gè)過程中，為了得到理想的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，學(xué)生必須認(rèn)真地觀察，又必須有合乎邏輯的思維指導(dǎo).同樣，為了合理地動(dòng)手操作，也必須有這種思維的指導(dǎo)，而在思維指導(dǎo)下的熟練的操作往往是創(chuàng)造能力得以產(chǎn)生的基礎(chǔ).

例如為了讓學(xué)生自己去做 “小孔成像實(shí)驗(yàn) ”，老師可以先簡(jiǎn)單介紹一下如何制作小孔成像實(shí)驗(yàn)器和“小孔成像實(shí)驗(yàn)”原理，然后讓學(xué)生自己回家找材料制作實(shí)驗(yàn)器材.有的學(xué)生就將一小燈泡正放在一封閉的鞋盒內(nèi)，在鞋盒另一側(cè)扎一小孔，當(dāng)給燈泡通電后，就將小孔對(duì)著墻壁，墻壁上會(huì)出現(xiàn)燈泡鎢絲的清晰倒像； 有的學(xué)生在易拉罐的底部扎個(gè)小孔，頂部用半透明塑料薄膜覆蓋好，用小孔正對(duì)點(diǎn)燃的蠟燭，薄膜上會(huì)出現(xiàn)蠟燭火焰的倒立像；有的學(xué)生用一個(gè)完整的牙膏盒，在封口的一端扎一個(gè)小孔，未封口的一端用半透明薄膜蒙好，用小孔正對(duì)點(diǎn)燃的蠟燭，可以觀察到薄膜上的像等等.在老師的指導(dǎo)下，他們自己會(huì)找生活中的常見物品來制作實(shí)驗(yàn)儀器，然后做實(shí)驗(yàn)，觀察現(xiàn)象，分析原理，得出結(jié)論.

當(dāng)學(xué)生用自己制作的儀器能成功地演示實(shí)驗(yàn)過程，得出正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，他們會(huì)有一種成就感和自豪感，學(xué)生也體驗(yàn)了“玩中學(xué)”、“做中學(xué)”的樂趣.同時(shí)使得許多小實(shí)驗(yàn)有充裕的時(shí)間能順利完成，也讓學(xué)生在合作交流中有更多的發(fā)現(xiàn)新問題的機(jī)會(huì)，這有利于學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)和綜合能力的提高.

3自制教具，提升教師自身的專業(yè)素養(yǎng)

教師在教育中起著關(guān)鍵的作用，教師的專業(yè)素養(yǎng)是決定學(xué)生學(xué)習(xí)能力的一個(gè)重要因素.教師自身的專業(yè)素養(yǎng)高，學(xué)生的學(xué)習(xí)成績會(huì)相對(duì)好些.

初中物理的整個(gè)教學(xué)階段中，基本上所有的物理知識(shí)是由物理實(shí)驗(yàn)得出，教師如果用好實(shí)驗(yàn)，那么在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上可以很快得出結(jié)論.但是有些實(shí)驗(yàn)卻沒有現(xiàn)成的實(shí)驗(yàn)儀器，有些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯或者不穩(wěn)定，有些實(shí)驗(yàn)由于技術(shù)所限難以完成等問題.針對(duì)這些問題，教師可以通過自制教具做實(shí)驗(yàn)，改進(jìn)教學(xué)中的舊儀器或改良教學(xué)效果，使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更加明顯或?qū)嶒?yàn)結(jié)論更加準(zhǔn)確.這就要求我們教師在平時(shí)的生活、教學(xué)中做一個(gè)有心人，要多學(xué)習(xí)、多觀察、多思考、多花時(shí)間精力去設(shè)計(jì)一些實(shí)驗(yàn)，注意搜集實(shí)驗(yàn)素材.例如一些常見的礦泉水瓶、易拉罐、硬紙片、沙發(fā)海綿、木塊木條、廢棄的玻璃杯、眼藥水瓶等等.自制教具做物理實(shí)驗(yàn)，可以提升教師的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、教學(xué)設(shè)計(jì)、動(dòng)手操作等各方面的專業(yè)素養(yǎng).

但教師在設(shè)計(jì)制作教具時(shí)，應(yīng)該注意以下幾個(gè)方面：（1）教育性.教具的制作體現(xiàn)一定的教育教學(xué)目標(biāo)；（2）科學(xué)性.教具的制作須以一定的理論為基礎(chǔ)；（3）簡(jiǎn)易性.教具需結(jié)構(gòu)合理、制作方法簡(jiǎn)單，其演示操作簡(jiǎn)單.當(dāng)然，有些要求精準(zhǔn)的儀器不適合自制，有些危險(xiǎn)的實(shí)驗(yàn)也不宜自制教具.

在自制物理教具做實(shí)驗(yàn)的過程中，教師只有不斷學(xué)習(xí)，不斷實(shí)踐，不斷反思，才可以彌補(bǔ)自身某些方面的不足（如動(dòng)手操作能力不強(qiáng)），增強(qiáng)自身的教學(xué)能力等專業(yè)素養(yǎng)，從而達(dá)到提高教學(xué)成績的目的.

4自制教具，補(bǔ)充、豐富實(shí)驗(yàn)室的儀器

隨著新課程標(biāo)準(zhǔn)的全面貫徹實(shí)施，有些傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教具已跟不上教材的變化以及時(shí)代的要求，因而很多儀器已不適合在教材中使用，急需補(bǔ)充新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器，這是教學(xué)改革的需要，是教育發(fā)展和學(xué)生能力培養(yǎng)的需要.但是與新教材配套的教具的開發(fā)、研制、定型、生產(chǎn)還需要一個(gè)漫長的過程，這就導(dǎo)致出現(xiàn)儀器與課本不配套的局面，而自制教具填補(bǔ)了這一缺陷.自制教具是物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器的必要補(bǔ)充.

教師在教學(xué)過程中多制作自己需要的教具來做實(shí)驗(yàn)，多激勵(lì)、多幫助、多提倡學(xué)生做課外小制作小實(shí)驗(yàn).經(jīng)過師生自己動(dòng)手制作，日積月累，就可以研制出一系列的簡(jiǎn)單儀器，就可以解決器材不足的問題. 各學(xué)校實(shí)驗(yàn)室通常會(huì)有一批用生活中的物品自制的教具.例如微小形變演示器、水火箭、小孔成像演示器、光的反射實(shí)驗(yàn)器、平面鏡成像實(shí)驗(yàn)器、焦耳定律實(shí)驗(yàn)器、聲音的波形演示器等等，這些自制的教具補(bǔ)充和豐富了實(shí)驗(yàn)儀器.

總之，利用生活中的常見物品自制教具做物理實(shí)驗(yàn)，材料易得、廢物利用、準(zhǔn)備簡(jiǎn)單、操作方便、現(xiàn)象明顯、富有吸引力.它可以培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和提高學(xué)生的各方面的能力、提升教師的專業(yè)素養(yǎng)、補(bǔ)充和豐富實(shí)驗(yàn)室的器材.最重要的是師生在此過程中不僅獲得了知識(shí)，還會(huì)感受到樂趣.