自制教具提高初中物理演示實驗教學(xué)有效性

馬黎明

(江蘇省蘇州高新區(qū)第五初級中學(xué)校 215001)

當(dāng)前的物理課堂比較傳統(tǒng)，教師主要依照課本的知識給學(xué)生進(jìn)行講解，雖然完成了基礎(chǔ)的教學(xué)目標(biāo)，但是會阻礙學(xué)生發(fā)展進(jìn)步的空間，甚至讓學(xué)生對教師的課堂產(chǎn)生依賴的思想，不利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)和發(fā)揮.而在物理實驗課中加入了自制教具的實驗方法，學(xué)生能正確理解物理概念，在掌握課本知識的同時搞清物理規(guī)律，加強(qiáng)對日常生活的理解.我們一定要嚴(yán)格的制定符合學(xué)生身心發(fā)展規(guī)律的物理自制教具課堂計劃，對當(dāng)前初中物理實驗的教學(xué)策略和教具引導(dǎo)做一些探討和研究.

一、自制教具在初中物理演示實驗中的作用

從字面意思來理解，“自制教具”是指教師通過自己的教學(xué)經(jīng)驗，動手創(chuàng)作出有助于學(xué)生實驗活動的一種課堂教學(xué)工具.這種自制教具能有效的配合物理教材，讓實驗方式更加靈活，充分構(gòu)造多元化和技術(shù)性的初中物理實驗教學(xué)課堂.我們教師要從學(xué)生的角度出發(fā)，切實導(dǎo)入符合學(xué)生心理動向的實驗器材，并不斷地鼓勵學(xué)生自主探討和研究，養(yǎng)成學(xué)習(xí)時勤動腦、勤動手的良好物理實驗習(xí)慣.配合實驗自制教具，能讓實驗課堂體現(xiàn)出“一舉兩得”的優(yōu)勢，使教學(xué)內(nèi)容更加的符合學(xué)生的生活，促進(jìn)各種各樣的實驗進(jìn)程生活化、趣味化、多樣化.

二、自制教具在初中物理演示實驗中的優(yōu)勢

為了讓自制教具在實驗課堂中真正激發(fā)學(xué)生的自主意識，我們作為教師就要配合自制教具在物理課堂中的優(yōu)勢和理念，體現(xiàn)出探究式教學(xué)的目的和課堂方向，并注重數(shù)字化實驗系統(tǒng)和做好當(dāng)前的實驗教學(xué)計劃.首先，在引入自制教具之前要培養(yǎng)學(xué)生的探究能力，選取合適的教學(xué)題材供其思考和想象.當(dāng)學(xué)生有了實驗的意識，便能在實驗中投入大量的精力和時間.其次，自制教具不僅成本低廉，取材較為方便，還有利于教師給學(xué)生示范教學(xué)，頗具“實驗規(guī)范、操作簡單”的特點，可以充分的幫助學(xué)生理解物理知識.而且這些小小的教具，有時在物理課堂中能起到關(guān)鍵性的作用.

比如給學(xué)生講解“加速度和位移”的物理知識時，其公式和定理比較抽象，學(xué)生剛接觸與加速度有關(guān)的知識，難免會產(chǎn)生“畏懼”的心理，遇到復(fù)雜的例題更是不知道“如何下手”解答.而加入了自制教具“小推車”和“實驗用打點計時器”，教學(xué)效果就會發(fā)生翻天覆地的變化.讓學(xué)生自己動手探究小車在加速運(yùn)動時的運(yùn)動曲線和速度隨時間的變化規(guī)律，邊做實驗邊做好詳細(xì)的記錄，能比一大堆“拖沓冗長”的理論講解更生動、更形象具體.這些有趣的實驗活動比“枯燥無味”的傳統(tǒng)課本講解更具有說服力，比五彩斑斕的教材更有效．全面的彰顯出了自制教具的優(yōu)勢和作用.學(xué)生在模擬小車前進(jìn)的實驗過程中能理解物理實驗的核心理念和知識，在打好物理基礎(chǔ)的同時能感受到物理教具的魅力.由此可見，教師借助自制教具，能引導(dǎo)學(xué)生的實驗方向，輕松突破教學(xué)難點，并對提高課堂效率、打造高效實驗課堂有重要意義.

三、自制教具在初中物理演示實驗中的實踐

1.注重自制教具的分類，豐富初中物理課堂的內(nèi)容性

圖1

關(guān)于浮力的實驗是多種多樣的，一般都是用浸入液體物體上下表面來創(chuàng)造一定的壓力差，當(dāng)壓力差到達(dá)一定程度后就會產(chǎn)生“浮力”.通過物理學(xué)的深層理論來分析解釋，涉及到許多高難度的理論和物理概念，由于分析原理比較復(fù)雜，所以學(xué)生難理解和掌握，在解答相關(guān)例題時便有困難.為此，我們教師可以在教學(xué)中自制一個如圖1所示的“導(dǎo)流管”演示器裝置供學(xué)生實驗和學(xué)習(xí)，構(gòu)造先進(jìn)的“自制教具”物理課堂，滿足學(xué)生的求知欲望.這套儀器使用的物理元件少，構(gòu)造過程簡單明了，操作起來也非常簡便，具有直觀性強(qiáng)的特點，方便學(xué)生使用和探究.從圖1中我們可以看到，導(dǎo)流管與一個倒置在底座上的燒杯相連接，其上有閥門，控制燒杯內(nèi)的液體進(jìn)出和流速，氣門用來控制燒杯內(nèi)的壓強(qiáng).通過這一整套裝置，可以測試出液體浮力與壓強(qiáng)之間的關(guān)系.

我們將適量的水倒人容器內(nèi)，閥門處于閉合的狀態(tài)，此時水只對浮體上表面有壓 力，可以看到浮體未浮起，表明此時的裝置內(nèi)并沒有浮力產(chǎn)生；當(dāng)我們打開閥門，水便從導(dǎo)流管向下流入浮體下方，浮體便隨著壓強(qiáng)的增大而漂浮到液體上表面，表明此時水對浮體上下表面都有壓力，閥門的打開使得整個裝置內(nèi)的液體產(chǎn)生浮力，且由浮體上浮的速度可以判斷出浮力大于浮體的重力，浮體才能迅速浮起.通過這個實驗可以得出物理結(jié)論：浸入水中的物體受到浮力主要是水對物體上下表面的壓力差產(chǎn)生的.教師還可以引入相關(guān)的物理公式讓學(xué)生繼續(xù)探究物體的質(zhì)量、體積與液體浮力之間的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生主動思考、積極探究的物理學(xué)習(xí)能力，有效地觀察實驗課上的實驗現(xiàn)象.

2.加強(qiáng)自制教具在課堂中的引用，提高物理教學(xué)的時效性

探究“燈泡發(fā)光情況和電路規(guī)律”是初中物理學(xué)中一項非常重要的實驗.教師可以通過自制教具讓學(xué)生自己動手操作，觀察“串聯(lián)”和“并聯(lián)”的實驗規(guī)律，記錄實驗現(xiàn)象.如圖2和圖3，就很好的呈現(xiàn)出了燈泡的發(fā)光現(xiàn)象.從實驗現(xiàn)象，我們可以得出許多結(jié)論.當(dāng)調(diào)節(jié)電路使燈泡并聯(lián)，60W的燈泡明顯比40W的燈泡要亮；在并聯(lián)中如果將其中一燈泡短接，可以看到這個燈泡會出現(xiàn)熄滅，即短 路的現(xiàn)象等.

圖2

3.擴(kuò)展物理課堂的實驗活動，保證自制教具的有效性

我們可以將一些生活中常見的材料“變廢為寶”，制作成實驗活動中所需的教學(xué)工具.例如一款能改變焦距的“水透鏡”.該水透鏡儀器能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，模擬人眼的調(diào)節(jié)過程，并且制作過程簡單，使用時安全可靠，實驗效果良好.其制作原理如圖4.其三角支架可以用三根等長度的木棍代替，承載水用的器皿可以用塑料薄膜或者飲料瓶底代替，做好后可以將水透鏡設(shè)備放置到陽光下供學(xué)生觀察.該實驗的教學(xué)目標(biāo)是要求學(xué)生在實驗過程中深層次的了解照相機(jī)和眼睛的成像原理.

圖3

圖4

學(xué)生在薄膜上看到物體呈現(xiàn)的光影，就能知道正常的人眼是通過晶狀體來調(diào)節(jié)眼睛到物體的成像距離，使遠(yuǎn)近物體都能清晰和準(zhǔn)確地呈現(xiàn)在視網(wǎng)膜上.這樣真實和具有說服力的自制教具，能幫助學(xué)生理解和掌握相關(guān)知識點，做好每一項的實驗步驟筆記，可輕松模擬人眼的調(diào)節(jié)過程，真正發(fā)揮出改變焦距“水透鏡”的優(yōu)勢和作用.在實驗過程中師生互相配合，教師能看到每一位學(xué)生的努力和學(xué)習(xí)狀態(tài)，學(xué)生也能將自己所學(xué)到的物理知識通過實驗活動反饋給教師，起到一個“雙重優(yōu)勢”的物理實驗效果.

通過一系列的探討和分析我們可以看到，隨著時代的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，當(dāng)前的初中物理課堂越來越實際化和多元化，融合了諸多新鮮元素和時代特征.作為新時期的教學(xué)者，我們必須看到科技的力量，從當(dāng)前的時代教學(xué)理念中挖掘適合學(xué)生學(xué)習(xí)和思考的物理元素，有效的結(jié)合自制教具的使用模式，才能豐富初中物理課堂的內(nèi)容性，保證自制教具的有效性.在各種引導(dǎo)過程中，必須從學(xué)生的學(xué)習(xí)實際出發(fā)，注重自制教具的分類，以便制定高強(qiáng)度、高效率的物理實驗課堂計劃，循序漸進(jìn)的配合自制教具在物理課堂中的優(yōu)勢和理念.通過這樣的自制教具物理實驗課堂，一定能幫助學(xué)生綜合提高物理學(xué)習(xí)能力.