自制初中物理生活化實驗器材的嘗試

周容銳

摘 要：實驗可以讓學(xué)生獲得一定感性認(rèn)識，能加深理解物理概念和定律是在怎樣的基礎(chǔ)上建立起來的，有助于學(xué)生形成概念，掌握理論，領(lǐng)會物理知識。新編教材中增加了大量“綜合實踐活動”，旨在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力。因此，開發(fā)與自制初中物理生活化實驗器材顯得尤為必要。

關(guān)鍵詞：物理;實驗器材;自制;生活化

中圖分類號：G633.7????????? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A???? 文章編號：1992-7711（2020）21-079-1

重視自制教具的作用也是物理教學(xué)中一條重要指導(dǎo)思想。自制教具既可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力，也是解決當(dāng)前儀器不足的有效途徑。所以在任何條件下教師都應(yīng)該帶領(lǐng)學(xué)生親自動手自制一些教具，不斷改進(jìn)實驗條件。即使今后教學(xué)條件有了改善，這一傳統(tǒng)也絕不能丟。

一、自制教具的注意事項

一是不脫離教材。脫離了教材，任何具有深奧物理原理的儀器，都會在課堂上失去光輝、失去意義。

二是不放棄一點一滴的改進(jìn)。雖然前人已經(jīng)有了許多這方面的研究，各種資料也都有許多介紹，但是只要我們抓住某一點或某一個方面進(jìn)行改進(jìn)，也可以得到收獲。

二、自制教具的案例展示

【案例1】 開展實驗引領(lǐng)，促進(jìn)學(xué)生深化理解

在《流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系》“飛機(jī)升力”的教學(xué)中，因為實驗室沒有配備相應(yīng)器材，很多老師都是利用視頻或動畫講解，但學(xué)生對該知識點的認(rèn)識總浮于表面。筆者在此知識點的教學(xué)中，利用自制教具取得了較好的教學(xué)效果。

制作方法是：首先在卡紙上畫出平面圖，裁剪粘貼，用棉線穿起來即可。課堂上學(xué)生們進(jìn)行兩次對比實驗，凸面朝上時吹氣，機(jī)翼會上升，而凸面朝下時，無論如何吹氣都不能使之上升，效果顯著;通過前后兩次實驗對比，學(xué)生們能夠形成直觀強(qiáng)烈的認(rèn)識。該器材取材簡單方便，制作快捷，操作簡單，是分組實驗不可多得的教學(xué)輔助器材。

【案例2】 利用教具創(chuàng)新，制造認(rèn)知沖突

在《大氣壓強(qiáng)》的教學(xué)中，覆杯實驗幾乎為必做實驗，但觀察下來，在各級賽課、公開課及常態(tài)課堂中，大部分老師都做的戰(zhàn)戰(zhàn)兢兢，給學(xué)生傳遞的信息是信心不夠。筆者經(jīng)多次嘗試，發(fā)現(xiàn)用集氣瓶裝水，用乒乓球代替紙片，實驗時完全不用擔(dān)心實驗失敗;且可讓班級力氣大的男生拿瓶子用力甩動，均不影響實驗效果。學(xué)生起初認(rèn)為水會傾瀉而出，然而甩動時水卻仍然被托住，這種教具雖然簡單，但帶給學(xué)生心靈的震撼和思考卻是無限的。

三、用最簡單的工具整合實驗器材

【案例3】 實驗導(dǎo)思

在《壓強(qiáng)》的教學(xué)中，如何講透“壓力與重力的大小關(guān)系”，筆者在各級展評課中發(fā)現(xiàn)，最多的處理方法是教師讓學(xué)生畫圖然后討論，甚至直接提問，當(dāng)有一個學(xué)生說出老師需要的答案后，老師隨即停止學(xué)生活動并大肆表揚。此類課堂雖表面熱鬧，但很多學(xué)生還處于并不知所以然之中，只是教師強(qiáng)制灌輸，機(jī)械記憶習(xí)得，教學(xué)效果不理想。為了幫助學(xué)生深度學(xué)習(xí)，筆者采用30cm塑料尺、大鉤碼和強(qiáng)磁片組成自制創(chuàng)新教具，教學(xué)過程如下：

畫三種情形的壓力示意圖：物體放置于水平面、斜面和按壓在豎直墻面。

用強(qiáng)磁片把鉤碼固定在塑料尺中央，模擬演示剛才作圖的三種情形;讓學(xué)生觀察對比塑料尺彎曲程度的變化。

再由學(xué)生討論分析得出結(jié)論。

通過自制教具的鋪墊，知識點的進(jìn)階水到渠成。初中生的心理處于半幼稚、半成熟的狀態(tài)，思維活動既有具體的形象成分，又有抽象的邏輯思維。思維仍屬于經(jīng)驗型，所以初中物理教學(xué)往往要從學(xué)生的具體經(jīng)驗出發(fā)，當(dāng)學(xué)生缺乏相關(guān)感性認(rèn)識時，需要通過創(chuàng)設(shè)教學(xué)手段，提供具體感知，借助形象思維，使學(xué)生思維不斷向高水平轉(zhuǎn)化。

四、緊扣生活化

【案例4】 利用生活化教具深究本質(zhì)

2018年徐州中考物理試卷中，有這么一道題：如圖1所示的希羅噴泉，用3根管子連接3個容器，容器a是敞口的，容器b和c是密閉的。容器中有一些水，管B有水噴出。管A中水流的方向是向??? ，容器b中氣體壓強(qiáng)的大小比外界大氣壓??? ，要增大噴泉的高度，應(yīng)增加容器??? 的高度。

由于學(xué)生對于該題的場景比較陌生，故在理解過程中有一定的思維難度。為降低學(xué)生認(rèn)識難度，筆者引導(dǎo)學(xué)生利用廢棄礦泉水瓶制作了希羅噴泉。（見圖2）

通過對該教具的制作，學(xué)生們對其原理比較通透。

五、結(jié)合數(shù)字化工具自制教具

課本上研究做功能否改變物體的內(nèi)能，主要是通過三個實驗來演示：（1）反復(fù)彎折鐵絲;（2）空氣壓縮引火儀;（3）酒精炮。學(xué)生看得熱鬧，但不能透過現(xiàn)象認(rèn)識到物體內(nèi)能的變化，尤其是氣體對外做功內(nèi)能減小不知所以然。為了讓學(xué)生清楚認(rèn)識到同一物體由于溫度的改變導(dǎo)致內(nèi)能的變化，特改進(jìn)為如下教具：

首先，準(zhǔn)備電子傳感溫度計、大號玻璃瓶、橡皮塞、橡膠管、氣嘴、打氣筒等材料;然后在塑料瓶蓋上分別開三個大小不同的孔，分別將橡皮塞、氣嘴、溫度傳感器固定到瓶蓋上，然后打膠固定，最后封膠增加氣密性。最后，開始演示實驗：一是用高壓氣筒對瓶內(nèi)打氣，對瓶內(nèi)氣體做功，發(fā)現(xiàn)瓶內(nèi)氣體溫度逐漸升高，說明它的內(nèi)能在增大。二是打開閥門，讓瓶內(nèi)壓縮氣體對著外界風(fēng)車做功，同時發(fā)現(xiàn)氣體溫度降低，說明其內(nèi)能在減小。

該裝置將學(xué)生不易察覺的內(nèi)能變化用數(shù)字傳感器顯示，便于學(xué)生分析、理解，體現(xiàn)數(shù)字化與可視化，將現(xiàn)代信息技術(shù)與物理學(xué)科融合，可以促進(jìn)學(xué)生對重難點知識的建構(gòu)與生成。

總之，利用開發(fā)和自制初中物理生活化實驗器材，能夠更好的達(dá)成物理教育思想與目標(biāo)。只要教師心中有愛，自始至終的把學(xué)生放于心中，利用實驗創(chuàng)新和開發(fā)、自制教具，突破教學(xué)瓶頸，就能讓我們的學(xué)生的頭腦不再是要被填滿的容器，而是一支需要被點燃的火炬。

（作者單位：蘇州市吳江經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)運西實驗初級中學(xué)，江蘇 蘇州215000）