淺談自制教具在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

劉寶全

摘 要：物理教師的教學(xué)工作應(yīng)注重讓學(xué)生經(jīng)歷從自然到物理，從生活到物理的認(rèn)識(shí)過(guò)程，學(xué)生經(jīng)歷了基本的科學(xué)探究實(shí)踐，就會(huì)對(duì)思維發(fā)展產(chǎn)生重要的影響。

關(guān)鍵詞：自制；實(shí)驗(yàn)；探究；創(chuàng)新

中圖分類號(hào)：G63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1673-9132（2016）19-0033-02

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2016.19.020

自制教具是培養(yǎng)學(xué)生的“探究能力”和“創(chuàng)新精神”的一株“常青藤”。從小培養(yǎng)學(xué)生的“探究能力”和“創(chuàng)新精神”，這樣才能真正為學(xué)生步入社會(huì)“能”就業(yè)和“會(huì)”生存打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

下面以“流體流速與壓強(qiáng)的關(guān)系”為課例，具體談一下自制教具的制作及在實(shí)驗(yàn)課堂中的應(yīng)用。

制作材料：家用電吹風(fēng)一個(gè)、自制鐵架臺(tái)一個(gè)、一次性紙杯兩個(gè)（其中一個(gè)底部打孔）、泡沫板、飲料瓶的部分瓶體、中央開孔的厚紙板、自制塑料托盤、掛鉤、紅絲線、勾碼等。結(jié)構(gòu)：如圖1所示。

制作方法：

1.用直徑27cm、厚2mm的圓形鐵板和長(zhǎng)60cm、直徑10mm的圓形鐵棒焊制成圓底鐵架臺(tái)。用長(zhǎng)30cm、直徑6mm的細(xì)鐵棒彎成兩個(gè)彎鉤焊接在鐵架臺(tái)上用于固定電吹風(fēng)，使其能平穩(wěn)豎直放置。

2.廢飲料瓶去掉底部，瓶身上端用藍(lán)膠帶纏一圈兒，在瓶口對(duì)著打兩個(gè)小孔，細(xì)木棍穿過(guò)兩孔（木棍中央系上紅絲線，絲線下方掛有鐵鉤），邊長(zhǎng)8cm、厚1mm的方形紅色紙板一塊（中間開有圓孔，孔的直徑比瓶口直徑小些即可）。在塑料盤的外沿打三個(gè)小孔，用藍(lán)皮細(xì)線穿過(guò)后固定在鐵圓環(huán)上。

3.在一次性紙杯的底部用圓規(guī)和刻刀開一個(gè)孔。

使用方法：

演示實(shí)驗(yàn)1：泡沫板飛升實(shí)驗(yàn)

將邊長(zhǎng)13cm、寬10cm、高2.5cm的泡沫板放在自制鐵架臺(tái)的鐵圈上，將底部不開孔的紙杯正放（或倒放）在泡沫板上，讓紙杯距離進(jìn)風(fēng)口小于2cm，閉合電吹風(fēng)的開關(guān)，可以觀察到紙杯向上飛升，緊貼到進(jìn)氣口周圍，但泡沫板在鐵圈上沒(méi)有動(dòng)。

換用底部開孔的紙杯作對(duì)比實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)無(wú)論紙杯正放還是倒放，閉合電吹風(fēng)的開關(guān)，泡沫板和紙杯都一起向上飛升。

為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢？分析原因如下：用底部無(wú)孔的紙杯做實(shí)驗(yàn)，電吹風(fēng)工作時(shí)，紙杯和進(jìn)氣口之間的空氣迅速流動(dòng)，氣體流速較大，壓強(qiáng)較??；紙杯周圍氣體流速較小，壓強(qiáng)較大。壓強(qiáng)差的存在，產(chǎn)生了向上的壓力，使紙杯緊貼到電吹風(fēng)進(jìn)氣口。

換用底部開孔的紙杯實(shí)驗(yàn)時(shí)，紙杯和放在它下面的泡沫板之間有間隙。電吹風(fēng)工作時(shí)，紙杯和電吹風(fēng)進(jìn)氣口之間的空氣會(huì)迅速流動(dòng)，空氣還會(huì)通過(guò)紙杯與泡沫板的間隙迅速流動(dòng)，使泡沫板上方的壓強(qiáng)比它周圍的壓強(qiáng)小，出現(xiàn)壓強(qiáng)差，產(chǎn)生了向上的壓力，使紙杯和泡沫板一起向上飛升。

演示實(shí)驗(yàn)2：勾碼實(shí)驗(yàn)。

將飲料瓶瓶體開口部分緊貼電吹風(fēng)進(jìn)風(fēng)口，在紅絲線下方的鐵鉤上掛塑料托盤。閉合電吹風(fēng)低速開關(guān)，掛有塑料托盤的瓶體緊貼進(jìn)氣口下方，向托盤內(nèi)加勾碼，觀察發(fā)現(xiàn)加到第2個(gè)勾碼時(shí)，飲料瓶和托盤會(huì)一起掉下來(lái).閉合電吹風(fēng)高速開關(guān)，向托盤內(nèi)重新加勾碼，觀察發(fā)現(xiàn)加到第3個(gè)勾碼時(shí)，飲料瓶和托盤一起掉了下來(lái)。

在飲料瓶瓶口處，放置中間帶孔的紅色紙擋板一塊，分別閉合電吹風(fēng)低速開關(guān)、高速開關(guān)，再進(jìn)行對(duì)比觀察。發(fā)現(xiàn)放置帶孔的紙擋板，閉合低速開關(guān)，向托盤內(nèi)需要加到第4個(gè)勾碼時(shí)，飲料瓶和托盤才會(huì)一起掉下來(lái)；閉合高速開關(guān)，需要向托盤內(nèi)加到第7個(gè)勾碼時(shí)，飲料瓶和托盤才會(huì)一起掉下來(lái)。

為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢？分析原因如下。

1.在其他條件都不變，只改變電吹風(fēng)中電機(jī)的轉(zhuǎn)速。閉合低速開關(guān)，電機(jī)轉(zhuǎn)速較小，飲料瓶中氣體流速較小，壓強(qiáng)較大，瓶體內(nèi)外壓強(qiáng)差較小，產(chǎn)生向上的壓力較小，當(dāng)放到第2個(gè)勾碼時(shí)，2個(gè)勾碼、托盤及瓶身的重力的合力比向上的壓力大，所以飲料瓶和托盤一起掉下；閉合高速開關(guān)，電機(jī)轉(zhuǎn)速較大，飲料瓶中氣體流速較大，壓強(qiáng)較小，瓶體內(nèi)外壓強(qiáng)差較大，產(chǎn)生向上的壓力較大，所以當(dāng)放到第3個(gè)勾碼時(shí)，3個(gè)勾碼、托盤及瓶身的重力的合力比向上的壓力大，飲料瓶和托盤一起掉下來(lái)。

2.在其他條件都不變，只改變進(jìn)氣口的大小。閉合低速開關(guān)，在瓶口沒(méi)有放置帶孔的紙擋板時(shí)，當(dāng)放到第2個(gè)勾碼時(shí)，2個(gè)勾碼、托盤及瓶身的重力的合力比向上的壓力大，所以飲料瓶和托盤一起掉下來(lái)；在瓶口放置帶孔的紙擋板時(shí)，進(jìn)氣口會(huì)變小，瓶?jī)?nèi)氣體流速變得更大，瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)更小，瓶體內(nèi)外壓強(qiáng)差變得更大，產(chǎn)生向上的壓力更大，所以放置帶孔的紙擋板后，向托盤內(nèi)加到第4個(gè)勾碼時(shí)，4個(gè)勾碼、托盤及瓶身的重力的合力比向上的壓力大，飲料瓶和托盤一起掉下來(lái)。閉合高速開關(guān)，道理同上。

裝置特點(diǎn)：

1.把抽象的變成形象直觀的，學(xué)生能在參與中反思。

2.適用于演示或?qū)W生在家進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)。電吹風(fēng)家庭都有，飲料瓶、紙杯、泡沫板隨處都可找到，塑料托盤可自制，勾碼可用細(xì)沙或石子等其他物品替代。每位學(xué)生都能在家自制實(shí)驗(yàn)器材，模擬實(shí)驗(yàn)，體驗(yàn)科學(xué)探究的全過(guò)程。

3.趣味性、啟發(fā)性、科學(xué)性強(qiáng)，能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有利于學(xué)生主動(dòng)參與、合作交流。

在自制教具制作的過(guò)程中，學(xué)生的學(xué)習(xí)潛力得到了挖掘，拓寬了師生互動(dòng)的空間，對(duì)于其中的問(wèn)題，師生間開展的是“零距離”交流，教學(xué)也變成了情感溝通和心靈交流，師生間既是師生又是朋友。

自制教具在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的使用，有效地提高了教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量，給實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)帶來(lái)勃勃生機(jī)，“看到了，忘記了；聽到了，記住了；體驗(yàn)了，理解了”。希望自制教具的發(fā)展之路越走越寬廣。

參考文獻(xiàn)：

[1] 彭玉興.自制教具在小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的幾個(gè)“有利于”[J].中國(guó)現(xiàn)代教育裝備，2012（6）.

[2] 張桂霞.自制教具在小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的運(yùn)用[J].中國(guó)現(xiàn)代教育裝備，2013（10）.