自制教具在初中物理有效教學(xué)中的應(yīng)用

摘 要：自制教具在物理教學(xué)中有著不可低估的作用。將自制教具運用于課堂教學(xué)，不僅能豐富實驗活動，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，而且能彌補實驗缺陷，突破教學(xué)難點。因此，自制教具有助于提升物理課堂教學(xué)的有效性，開發(fā)自制教具意義深遠(yuǎn)。

關(guān)鍵詞：自制教具；初中物理；有效教學(xué)；弱導(dǎo)電物質(zhì)

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-6148（2019）2-0052-3

“課堂教學(xué)的有效性”歷來是教育界常談常新的話題，也是中小學(xué)教師不懈的追求。物理作為一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)，實驗教學(xué)則是影響其有效性的關(guān)鍵所在。自制教具是我們對實驗教學(xué)的創(chuàng)新，其特殊的教育功能對有效教學(xué)的發(fā)展有著不可低估的作用。

下面，筆者舉例介紹自制教具在初中物理有效教學(xué)中的作用。

1 自制教具能創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

現(xiàn)行初中物理教材，非常重視情景的創(chuàng)設(shè)，力求給學(xué)生展示一個可親可近的物理世界。自制教具在情景創(chuàng)設(shè)中的應(yīng)用，讓看似遙不可及的科學(xué)世界揭開了自己的神秘面紗，有效地激發(fā)了學(xué)生的積極性。

在大氣壓強的教學(xué)中，為了解釋“用吸管喝飲料”的科學(xué)原理，筆者設(shè)計了如圖1所示的實驗。圖中A是一個帶蓋的塑料桶，B是用來接水的容器。首先，用打孔器在A桶蓋上相距5 cm的位置開兩個直徑約為1 cm的小孔，蓋上桶蓋且用透明膠帶對桶口邊沿進(jìn)行密封。其次，用粗鐵絲給A桶做一個能緊套在桶壁上的固定圈，按圖中所示將A桶固定在鐵架臺上較高的位置。最后，給其中一個小孔緊插入長約50 cm的透明塑料管。因現(xiàn)象奇妙，該裝置被稱作“神奇的抽水管”。

實驗前，將漏斗插入A桶的另一個小孔，把配好的紅墨水裝入A桶，然后取掉漏斗。實驗時，先在管口下方放上B桶，然后用氣囊對著管口抽氣，看到水即將流出時馬上取掉氣囊，發(fā)現(xiàn)水流不斷地從管口流下。奇妙的現(xiàn)象即刻激發(fā)了學(xué)生的興趣，學(xué)生感到很好奇，沒有動力，水為什么會自動流出呢？老師因勢利導(dǎo)，幫助學(xué)生分析原因。但是，一些學(xué)生還是存在疑慮。于是老師再做實驗并提醒學(xué)生觀察，當(dāng)用手指輕輕堵住桶蓋上的小孔時，看到水流即刻停止。隨即提問：“堵住小孔時，水流為什么會消失？”學(xué)生熱烈地爭論起來，看到他們個個滿懷激情，老師倍感欣慰。

2 自制教具能豐富體驗，拉近物理與生活的距離

在平時的教學(xué)中，因為一些常規(guī)儀器數(shù)量短缺、性能不佳等因素，影響分組實驗的正常開展，自制教具則可以在一定程度上豐富學(xué)生的實驗活動。

在“探究液體內(nèi)部壓強的特點”這一實驗中，為了使學(xué)生深入理解“液體壓強與深度”的關(guān)系[1]，我們可以組織學(xué)生完成這樣一個小實驗。實驗前，教師要求每個實驗小組準(zhǔn)備兩個飲料瓶和三根牙簽，用1 mm粗的針頭在其中一個飲料瓶的上、中、下三個部位各扎一個小孔，另一個飲料瓶裝滿水。在牙簽較鈍的一端各拴一根長約10 cm的線繩（要拴牢，拉動時線繩不能滑脫），三根牙簽為一組把繩端拴在一起。實驗時，將三根牙簽尖銳的一端分別插入飲料瓶的三個小孔，小孔被堵起來后給瓶子裝滿水（見圖2甲）。一位學(xué)生把飲料瓶提起來放在水槽的上方，另一位學(xué)生水平拉動繩頭。當(dāng)三根牙簽被同時拔出時，水流馬上噴射出來，遠(yuǎn)近程度不同說明了壓強的不同（見圖2乙）。實驗現(xiàn)象生動明顯，讓學(xué)生感受到物理就在我們身邊。

3 自制教具能彌補實驗缺陷，有助于增強教學(xué)實效

有些成品儀器，由于實驗效果不佳，而造成課堂教學(xué)低效。某些物理知識，因為缺少配套器材，而造成實驗教學(xué)空白。針對這樣的實驗缺陷，如果我們研發(fā)相應(yīng)的教具，則可以彌補不足，增強實效。

在“不同物質(zhì)的導(dǎo)電性能”[2]一課的教學(xué)中，講到“人體、大地”是導(dǎo)體，但這些材料屬于弱導(dǎo)電性物質(zhì)，靠常規(guī)儀器難以實驗。過去學(xué)生的認(rèn)識只停留在表面上，教學(xué)的有效性存在缺憾。因此，筆者制作了“物質(zhì)導(dǎo)電性能實驗器”。

3.1 制作方法

首先，設(shè)計電路?；谌梭w微弱導(dǎo)電、LED工作電流小、三極管具有放大功能等特點，筆者設(shè)計了如圖3所示的電路。其次，制作盒體。利用較粗的PVC管和高分子板等材料制作如圖4所示的圓盒，在盒體側(cè)面裝上螺桿作為電極。最后，組裝成型。在盒蓋中央打孔且裝上直徑為1 cm的LED，根據(jù)電路圖將有關(guān)元件連接成電路并裝入盒中，蓋上盒底封閉內(nèi)部電路。這樣，就做成了“物質(zhì)導(dǎo)電性能實驗器”（見圖4）。

3.2 實際應(yīng)用

首先，給該裝置接上3 V的直流電源。然后，給另外兩個接線柱分別接上帶鱷魚夾的導(dǎo)線，以備接入待測物質(zhì)。

（1）若要探究常見普通材料的導(dǎo)電性能，只需要將實驗材料接在兩只鱷魚夾之間。例如，接入鐵絲時，LED發(fā)光，而接入塑料時，LED不發(fā)光，導(dǎo)體和絕緣體得到了明顯區(qū)分。

（2）若要探究人體的導(dǎo)電性能，只需要用兩手抓住鱷魚夾即可。每當(dāng)看到LED發(fā)光，學(xué)生便發(fā)出來“哇——”的贊嘆聲，暗示著成功的喜悅。若要探究大地的導(dǎo)電性能，可將飲料瓶剪去一半且裝上泥土，即代表大地，插入兩段金屬桿作為電極，當(dāng)分別給兩個電極夾上鱷魚夾時，看到LED發(fā)光，說明地球是導(dǎo)體（見圖5）。

從以上實驗發(fā)現(xiàn)，該裝置不僅能研究普通材料的導(dǎo)電性能，而且能有效解決弱導(dǎo)電性物質(zhì)難以實驗的問題，教學(xué)的有效性大大增強。

4 自制教具能突破教學(xué)難點，可以為學(xué)困生提供幫助

在“家庭電路”的復(fù)習(xí)教學(xué)中，曾碰到這樣一個問題：一只接在家庭電路中的燈泡，關(guān)閉開關(guān)時燈不亮了，用測電筆分別接觸燈頭的兩個接線柱，氖管都發(fā)光，則燈泡不亮的原因可能是（ ）

A.燈絲斷了 B.零線斷了

C.火線斷了 D.地線斷了

面對這一問題的教學(xué)，過去筆者一直從理論上分析，但發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生并不能真正理解。因此，制作了圖6所示的教具，圖中的導(dǎo)線采用硬質(zhì)銅芯線，其中a、b兩段導(dǎo)線可以分別繞M點和N點轉(zhuǎn)動（相當(dāng)于兩只開關(guān)），而且a、b導(dǎo)線到燈泡之間有幾處被剝?nèi)チ私^緣皮，目的是便于用測電筆檢測。

實驗時，先接通電源讓燈泡發(fā)光，用測電筆檢測并調(diào)整插頭，使a為零線，b為火線。然后，撥動a導(dǎo)線使之繞M點轉(zhuǎn)動造成斷路，看到燈泡熄滅，再用測電筆檢測燈泡兩端多處位置，發(fā)現(xiàn)測電筆氖管均發(fā)光，原因是零線斷了；撥動a導(dǎo)線使之復(fù)位，再撥動b導(dǎo)線造成燈泡熄滅，檢測時氖管均不發(fā)光，即火線斷了。

有了這樣的實驗，抽象的問題變得形象直觀，如果老師進(jìn)一步畫圖分析，學(xué)生會覺得輕松易懂。

綜上所述，將自制教具運用于課堂教學(xué)，不僅能豐富實驗活動，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，而且能彌補實驗缺陷，突破教學(xué)難點。因此，自制教具有助于提升課堂教學(xué)的有效性，開發(fā)自制教具意義深遠(yuǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張鳳天.巧用生活廢品 創(chuàng)新物理實驗[J].湖南中學(xué)物理，2016（2）：47-48.

[2]閆金鐸.義務(wù)教育教科書物理（九年級全一冊）[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2013： 66-68.

（欄目編輯 王柏廬）