自制教具激發(fā)物理教學(xué)新活力

楊香云

摘 要：利用生活中常見(jiàn)材料和廢棄物自制教具，指導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手完成實(shí)驗(yàn)，改進(jìn)原有實(shí)驗(yàn)器材，提高實(shí)驗(yàn)效果.這不僅有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解掌握，也提高了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng).自制教具，既培養(yǎng)了學(xué)生勤儉節(jié)約的優(yōu)良品質(zhì)，又提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?chuàng)新能力.利用自制教具進(jìn)行實(shí)驗(yàn)所達(dá)到的效果，是任何現(xiàn)有儀器所不具備和不能代替的.

關(guān)鍵詞：變“廢”為“寶”；提高教學(xué)效果；設(shè)計(jì)巧妙；容易制作

物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是其教學(xué)中的重要組成部分.實(shí)驗(yàn)教具則是物理實(shí)驗(yàn)的物質(zhì)基礎(chǔ)，對(duì)實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)、提高教學(xué)質(zhì)量具有不可替代的作用.隨著物理教學(xué)改革的不斷深入，教材內(nèi)容不斷更新，課程設(shè)計(jì)更加貼近學(xué)生日常生活，“從生活到物理，從物理到社會(huì)”的課程思想落實(shí)更加深入，教師在引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究時(shí)，對(duì)實(shí)驗(yàn)器材要求更加日?；?，更加接地氣.

很多學(xué)校物理教學(xué)設(shè)備配備不足，儀器老化落后，程式化嚴(yán)重，使得部分現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)教具教學(xué)效果不好，不能滿足教學(xué)需要，大大地阻礙物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的順利開(kāi)展.因此，在學(xué)校采購(gòu)、更新實(shí)驗(yàn)器材的同時(shí)，教師帶領(lǐng)學(xué)生就地取材，自制并使用教具十分必要和迫切.

現(xiàn)結(jié)合自己多年教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)自制教具在物理教學(xué)中的獨(dú)特魅力淺談?wù)J識(shí)：

1 什么是自制教具

自制教具是指教師和學(xué)生，利用簡(jiǎn)便易行的方法，就地取材，按照教學(xué)需求自己動(dòng)手制作的教與學(xué)的器具.諾貝爾獎(jiǎng)獲得者李政道博士曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：自己制作的教具，永遠(yuǎn)比買來(lái)的好.國(guó)外通常把自制教具稱為“無(wú)價(jià)”或“廉價(jià)”教具，這種稱呼指花錢少，不是指教具作用低.麥克斯韋說(shuō)過(guò)“實(shí)驗(yàn)的教育價(jià)值與儀器的復(fù)雜性成反比，學(xué)生自制的儀器，雖然經(jīng)常出問(wèn)題，但它卻會(huì)比用仔細(xì)調(diào)節(jié)好的儀器能學(xué)到更多的東西”.可見(jiàn)，各國(guó)教育人士都非常推崇自制教具，并大力提倡.

其實(shí)，教師自制教具的過(guò)程，就是鉆研教材、研究教學(xué)、研制和改進(jìn)儀器的過(guò)程.利用自制教具不僅改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，提高了實(shí)驗(yàn)效果，也更容易突出教學(xué)重點(diǎn)，并突破難點(diǎn)，從而全面提高了教學(xué)質(zhì)量.學(xué)生自制教具的過(guò)程是學(xué)生利用所學(xué)到的知識(shí)，通過(guò)創(chuàng)造性思維和動(dòng)手制作，轉(zhuǎn)化為實(shí)物、成果的過(guò)程.這一過(guò)程不僅使所學(xué)知識(shí)得到了鞏固和運(yùn)用，更重要的是，使學(xué)生的思維能力、動(dòng)手能力、創(chuàng)造能力都得到了培養(yǎng).

2 自制教具在物理教學(xué)中的作用

2.1 自制教具落實(shí)了新課標(biāo)的要求：從生活走向物理，物理應(yīng)用于生活

自制教具可以利用的材料很多，如：硬紙板、易拉罐、 玻璃瓶、梳子、雞蛋、小燈泡等，這些材料都是學(xué)生見(jiàn)過(guò)的或者使用過(guò)的，學(xué)生已經(jīng)對(duì)它們有了一定的感性認(rèn)識(shí).現(xiàn)在他們利用熟悉的物品來(lái)完成物理實(shí)驗(yàn)，可以從“已知”的環(huán)境中發(fā)現(xiàn)“未知”，對(duì)物理知識(shí)會(huì)倍感親切，并產(chǎn)生強(qiáng)烈的探求欲望和學(xué)習(xí)興趣，從而對(duì)所得到的物理知識(shí)倍感認(rèn)同.學(xué)生自己動(dòng)手研制的教具，也使學(xué)生清楚地了解自制教具的結(jié)構(gòu)和工作原理，加深對(duì)物理知識(shí)的掌握和運(yùn)用.學(xué)生通過(guò)自己獨(dú)特的認(rèn)知方式和生活經(jīng)驗(yàn)，對(duì)外在信息進(jìn)行心理加工、組織，再通過(guò)實(shí)踐加以演練，有利于構(gòu)建成系統(tǒng)的物理知識(shí)體系.

2.2 自制教具實(shí)現(xiàn)變“廢”為“寶”

利用生活中一些廢棄物如小鐵絲、廢鐵片、木材下腳料、用完的一次性針管，小藥瓶（注意消毒）等，制作出各種各樣的教具，即就地取材、修舊利廢、因陋就簡(jiǎn)，創(chuàng)造條件指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué).著名物理教育家朱正元教授曾說(shuō)過(guò)“壇壇罐罐當(dāng)儀器，拼拼湊湊做實(shí)驗(yàn)，”就是說(shuō)在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要大力倡導(dǎo)自制教具.例如講到溫度對(duì)電阻大小的影響時(shí)，沒(méi)有教學(xué)儀器，可利用廢舊白熾燈的鎢絲，連入帶有小燈泡的串聯(lián)電路中，用酒精燈給鎢絲加熱，讓學(xué)生觀察小燈泡亮度的變化.而小燈泡的亮度變化，非常直觀地反映了電阻大小與溫度之間的關(guān)系.這既解決了實(shí)驗(yàn)器材不足問(wèn)題，又節(jié)省了教育經(jīng)費(fèi).

例如將一只礦泉水瓶底部剪去，然后瓶底向上，瓶口朝下，放入乒乓球，然后往瓶底倒水，直至水倒?jié)M（瓶口無(wú)蓋），有少量水從瓶口流出，此時(shí)乒乓球不上浮；用手堵住瓶口后，乒乓球上浮到液面，這一現(xiàn)象讓學(xué)生心生好奇，迫切想探明原因.通過(guò)分析這一實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，學(xué)生更容易明白浮力產(chǎn)生的原因就是：浸在液體中的物體受到液體對(duì)它產(chǎn)生的向上和向下的壓力差.

如果老師制作的教具吸引了學(xué)生，在其影響下，學(xué)生都想自己親手做，那么他們?cè)谏钪校蜁?huì)處處留心，觀察哪些材料、物品可以用來(lái)做教具.并且會(huì)認(rèn)真研究老師的教具，思考其能不能改進(jìn)，讓實(shí)驗(yàn)效果更好，這樣可以更有效地培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神.

2.3 自制教具可成為學(xué)生和家長(zhǎng)交流溝通的橋梁

有些自制教具具有魔術(shù)效果，學(xué)生回到家中把這些“魔術(shù)”給家長(zhǎng)表演，既讓家長(zhǎng)對(duì)孩子的表現(xiàn)感到驚嘆，又會(huì)讓學(xué)生具有成就感.

例如在研究物體的浮沉?xí)r，將由一個(gè)藥瓶制成的“浮沉子”放入一個(gè)盛水的飲料瓶?jī)?nèi)，就能表演魔術(shù)——“聽(tīng)話的小瓶子”；在學(xué)習(xí)浮力產(chǎn)生的原因時(shí)，利用礦泉水瓶、乒乓球和水，讓學(xué)生給家長(zhǎng)表演魔術(shù)——“被水壓住的乒乓球”；在學(xué)習(xí)流體壓強(qiáng)和流速關(guān)系時(shí)，利用漏斗和乒乓球，讓學(xué)生表演魔術(shù)——“吹不跑的小球”……這些魔術(shù)先讓家長(zhǎng)來(lái)破解，然后再讓學(xué)生給家長(zhǎng)解釋其原理.還有些教具，學(xué)生在家長(zhǎng)的幫助下會(huì)完成地更好.比如，有的家長(zhǎng)比較精通電路，利用這個(gè)優(yōu)勢(shì)，電學(xué)部分內(nèi)容學(xué)完之后，讓學(xué)生自制一個(gè)串、并聯(lián)電路，家長(zhǎng)把關(guān)，不合理的地方予以糾正.他們共同完成的作品，其中電池盒、開(kāi)關(guān)、燈座都做得非常好，并且固定在木板上，整個(gè)電路教具很精致.這樣在共同制作的過(guò)程中，既讓學(xué)生鞏固了知識(shí)，又加深了親子關(guān)系.

當(dāng)然，在實(shí)際的物理教學(xué)中，教師應(yīng)該挖掘更多學(xué)生可以表演給家長(zhǎng)的“魔術(shù)”，以及學(xué)生和家長(zhǎng)可以一起制作的教具，這樣既增加了學(xué)生與家長(zhǎng)交流的機(jī)會(huì)，又讓自制教具真正成為學(xué)生和家長(zhǎng)交流溝通的橋梁.

3 自制教具在教學(xué)中的應(yīng)用要求

3.1 自制教具應(yīng)力求設(shè)計(jì)巧妙，取材方便，構(gòu)造簡(jiǎn)單，容易制作

針對(duì)教學(xué)中的重點(diǎn)、難點(diǎn)和急需解決的問(wèn)題而制作的自制教具，更能便于學(xué)生突破重難點(diǎn).例如在學(xué)習(xí)溫度計(jì)時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生采用小藥瓶、酒精、不同粗細(xì)的吸管，自制多個(gè)溫度計(jì)來(lái)進(jìn)行對(duì)比.通過(guò)這一巧妙的設(shè)計(jì)，學(xué)生們了解溫度計(jì)的改進(jìn)過(guò)程，理解了溫度計(jì)的原理和構(gòu)造.這樣不僅給學(xué)生以形象具體的認(rèn)知，也提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性.這些簡(jiǎn)單易做的教具也彌補(bǔ)了原有教學(xué)儀器的不足.

再如，在演示證明大氣壓存在的馬德堡半球?qū)嶒?yàn)時(shí)，教師補(bǔ)充演示了這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)：取一個(gè)常吃的大蘿卜，中間攔腰一切，取其帶根的一半，中間挖空，然后將其用力按在一潔凈的平底盤子里.這時(shí)，拎起蘿卜根，會(huì)連盤子一起帶起，要用很大的力氣才能將它們分開(kāi).由于所用的材料極為簡(jiǎn)單（半個(gè)蘿卜，一個(gè)盤子），又來(lái)自學(xué)生身邊，面對(duì)這個(gè)現(xiàn)象，學(xué)生極為驚訝，便很想弄清其中原因.教師借機(jī)分析引導(dǎo)，使學(xué)生真正地認(rèn)識(shí)到了大氣壓的存在.

3.2 自制教具應(yīng)增強(qiáng)演示效果，提高實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的可見(jiàn)度

教材中一些演示實(shí)驗(yàn)效果不理想，師生可以利用生活中的物品自制教具改進(jìn)實(shí)驗(yàn).例如在透鏡對(duì)光線的作用環(huán)節(jié)，教材中的演示實(shí)驗(yàn)，不僅無(wú)法讓學(xué)生親自動(dòng)手，在實(shí)驗(yàn)中去體驗(yàn)成功的快樂(lè)，而且此實(shí)驗(yàn)利用激光燈直接在空氣中照射透鏡，不易觀察出光的傳播路徑.為提高學(xué)生積極性，教師可以將演示實(shí)驗(yàn)改為學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)，采用小組合作，共同改進(jìn)教具：將無(wú)色透明大可樂(lè)瓶放在水平桌面上，在瓶中放入凸透鏡或凹透鏡，將點(diǎn)燃的香頭放在瓶中，收集少量煙，形成一個(gè)“煙室”.再用激光燈對(duì)準(zhǔn)透鏡照射，觀察透鏡對(duì)光的作用，我們可清晰地看到光的偏折情況.這時(shí)，適當(dāng)調(diào)節(jié)激光燈和透鏡的高度，三束光同時(shí)照射，又可以觀察到通過(guò)凸透鏡的光會(huì)聚一點(diǎn)，通過(guò)凹透鏡的光相互遠(yuǎn)離.因此，通過(guò)學(xué)生自制教具，形象直觀地展現(xiàn)了透鏡對(duì)光的作用，提高了教學(xué)效果.

有的學(xué)生還能結(jié)合生活實(shí)際，自主創(chuàng)新，改進(jìn)教具.例如在研究《聲音的產(chǎn)生》一節(jié)中，把正在發(fā)聲的音叉放入水槽中，可是后排的學(xué)生根本看不到被激起的水波.有的同學(xué)提出在音叉旁邊掛一小塑料泡沫，泡沫在發(fā)聲的音叉上蹦蹦跳跳.這樣不僅提高了實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的可見(jiàn)度，也使學(xué)生廣泛參與，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí).

總之，自制教具在初中物理教學(xué)中天地廣闊，大有可為.雖然教育事業(yè)不斷發(fā)展，教育投入持續(xù)增長(zhǎng)，各校的教學(xué)儀器日臻完善，但是仍達(dá)不到預(yù)期的教學(xué)效果.而使用自制教具能彌補(bǔ)以上不足，起到意想不到的作用.

師生自己動(dòng)手進(jìn)行設(shè)計(jì)、反復(fù)實(shí)驗(yàn)、協(xié)同合作，極大的提高了學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦的能力，許多奇思妙想都可以在實(shí)驗(yàn)中得到實(shí)踐.其創(chuàng)作過(guò)程大大提高了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的創(chuàng)新能力，為提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)找到了一個(gè)極為有力的支撐點(diǎn).

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