初中物理自制教具的開發(fā)與應(yīng)用

黃浩

摘要：許多科學(xué)概念的發(fā)現(xiàn)都是借助特別簡(jiǎn)單的設(shè)備和儀器而實(shí)現(xiàn)的，例如伽利略的加速度實(shí)驗(yàn)以及傅科鐘擺實(shí)驗(yàn)等。在日常教學(xué)中讓學(xué)生更好的理解和掌握科學(xué)理論，最好的方法就是通過實(shí)驗(yàn)重現(xiàn)科學(xué)理論的探索和發(fā)現(xiàn)過程。無(wú)論是演示實(shí)驗(yàn)還是探究實(shí)驗(yàn)都需要使用實(shí)驗(yàn)教具，實(shí)驗(yàn)器材的選擇和使用效果對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在著一定的影響。而物理是一門與生活結(jié)合最為緊密的學(xué)科，生活中許多常見的物品經(jīng)過稍微加工改造之后，就能在物理課堂教學(xué)中發(fā)揮出重要作用。

關(guān)鍵詞：初中物理;自制教具;應(yīng)用

初中物理具有抽象性的特點(diǎn)，通過實(shí)驗(yàn)的方式有助于更加形象、具體的呈現(xiàn)物理知識(shí)，使得學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解更加的深入。物理教師應(yīng)當(dāng)充分認(rèn)識(shí)到物理實(shí)驗(yàn)的重要作用，把理論知識(shí)和動(dòng)手實(shí)踐充分結(jié)合，推動(dòng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的發(fā)展。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)器材要充分結(jié)合初中生的認(rèn)知水平，貼合學(xué)生的日常生活。同時(shí)要注重學(xué)生探索和研究能力的培養(yǎng)，鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，使得學(xué)生能夠有更多參與實(shí)驗(yàn)和制作實(shí)驗(yàn)器材的機(jī)會(huì)，學(xué)會(huì)充分利用日常生活中的物品，通過引導(dǎo)學(xué)生自己動(dòng)手制作教具，理論與實(shí)際相結(jié)合，真正體現(xiàn)出新課程標(biāo)準(zhǔn)從生活走向物理，從物理走向社會(huì)的理念。

一、自制教具開發(fā)的重要性

（一）實(shí)現(xiàn)教學(xué)做合一

教學(xué)做合一是這一理論的重要內(nèi)容。他認(rèn)為教、學(xué)、做不是三個(gè)獨(dú)立的活動(dòng)，教學(xué)要在做上教，學(xué)習(xí)要在做上學(xué)，在做上教的是先生，在做上學(xué)的是學(xué)生。這意味學(xué)習(xí)過程不是被動(dòng)接收知識(shí)的過程，而是讓學(xué)生在實(shí)踐活動(dòng)中主動(dòng)構(gòu)建和理解知識(shí)?！敖虒W(xué)做合一”是學(xué)與做的結(jié)合，也就是知行合一。不僅注重科學(xué)知識(shí)的傳授，也注重技能的訓(xùn)練和能力的培養(yǎng)。

（二）符合初中生學(xué)習(xí)的心理特點(diǎn)

初中生正處于從形象思維向抽象思維的過渡時(shí)期，這是抽象思維發(fā)展的關(guān)鍵和成熟期。學(xué)生的推理能力、空間想象能力、探索能力和概括能力將實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍。自制教具成本低。雞蛋、乒乓球、飲料瓶、玩具等生活用品是自制教具的材料。當(dāng)這些日常生活必需品出現(xiàn)在課堂上時(shí)，會(huì)激發(fā)學(xué)生的好奇心，激發(fā)他們的探索欲望。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，損傷后易于修復(fù)，能滿足學(xué)生想要嘗試的心理要求。

二、初中物理自制教具開發(fā)與應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)路徑

（一）立足教材內(nèi)容，對(duì)教材中的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)和完善

物理教材的內(nèi)容設(shè)置符合時(shí)代發(fā)展的需要，體現(xiàn)了物理的本質(zhì)，注重學(xué)生的全面發(fā)展，確定了學(xué)生學(xué)習(xí)后應(yīng)滿足的要求，對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)具有指導(dǎo)作用。自制教具首先要以教材內(nèi)容為基礎(chǔ)。在科學(xué)技術(shù)和時(shí)代飛速發(fā)展的背景下，教科書中的一些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容將在未來進(jìn)行更新。部分實(shí)驗(yàn)設(shè)備可以進(jìn)一步改進(jìn)和完善。例如，在探索聲音的媒介時(shí)，教材中需要使用真空罩，但在教學(xué)中使用的真空罩很難達(dá)到真空，內(nèi)部的聲音仍然可以在外面聽到，這不利于學(xué)生理解真空不能傳遞聲音。您可以使用普通注射器和小型音樂播放器芯片制作教具，提高演示效果。首先，將音樂播放芯片放入注射器，將活塞推到注射器頂部，播放音樂并感受聲音大小，然后密封注射器端口，將活塞拉回到底部，讓學(xué)生感受聲音大小。通過這個(gè)過程，學(xué)生可以感受到聲音傳播所需要的媒介。

（二） 深入教材內(nèi)容，對(duì)教材中有內(nèi)容但無(wú)實(shí)驗(yàn)的知識(shí)點(diǎn)開發(fā)教具

在課程內(nèi)容中，有些物理科學(xué)概念或某個(gè)知識(shí)點(diǎn)，比較抽象難懂，但是教材中又沒有設(shè)置實(shí)驗(yàn)。針對(duì)這些沒有設(shè)置與之匹配實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容，可以根據(jù)教學(xué)的實(shí)際需要，開發(fā)制作出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，現(xiàn)象直觀的實(shí)驗(yàn)器材。這些知識(shí)點(diǎn)所使用的器材一般比較簡(jiǎn)單，這可以在學(xué)生實(shí)踐課程中，讓學(xué)生根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、要求和條件，讓學(xué)生小組合作自行設(shè)計(jì)選材制作，提升學(xué)生的動(dòng)手能力，增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)。

（三）延伸教材內(nèi)容，在課后習(xí)題的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)開發(fā)

義務(wù)教育階段物理教學(xué)提倡教師開發(fā)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，可以根據(jù)教材內(nèi)容適當(dāng)拓展和增設(shè)一些學(xué)生實(shí)驗(yàn)。教學(xué)活動(dòng)不能局限于教材，要依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)要求，根據(jù)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況，適當(dāng)對(duì)一些知識(shí)點(diǎn)和概念進(jìn)行針對(duì)性拓展。目前課后習(xí)題許多內(nèi)容的設(shè)置都是以生活為背景考察學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握，例如在學(xué)習(xí)二力平衡后常常會(huì)遇到這樣的題目，用撲克牌代替?zhèn)鹘y(tǒng)實(shí)驗(yàn)中的木塊來做探究實(shí)驗(yàn)，問將撲克牌轉(zhuǎn)過一定的角度后松手，撲克牌能否平衡，以及問與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)對(duì)比有什么優(yōu)點(diǎn)等，其實(shí)這也是屬于自制教具的途徑和方向，為了使學(xué)生更加理解這些習(xí)題對(duì)教材內(nèi)容延伸根據(jù)習(xí)題內(nèi)容，開發(fā)合適的自制教具來創(chuàng)設(shè)情境，應(yīng)用在課堂教學(xué)中，以更加直觀、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆绞綆椭鷮W(xué)生領(lǐng)悟這些知識(shí)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（四）依據(jù)課程教學(xué)目標(biāo)，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法、手段的改進(jìn)與創(chuàng)新

為了適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的需要，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神的社會(huì)主義接班人，義務(wù)教育階段的物理課程注重學(xué)生探究能力的培養(yǎng)。教學(xué)方法注重運(yùn)用探究式教學(xué)方法，使學(xué)生通過探究掌握科學(xué)知識(shí)。同時(shí)，教師可以根據(jù)實(shí)際情況，嘗試轉(zhuǎn)換和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)手段和教學(xué)方法，將原來以教師為主的演示實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為主的探究實(shí)驗(yàn)，形成自主探究、合作研究性學(xué)習(xí)模式。這種轉(zhuǎn)變和創(chuàng)新必然需要自制教具來幫助實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，自制教具應(yīng)引進(jìn)現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)，跟上時(shí)代發(fā)展，整合多種方式輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊曉燕. 中學(xué)物理自制教具設(shè)計(jì)制作的案例研究[D].云南師范大學(xué)，2019.

[2]吳琎. 基于初中物理電功率測(cè)量自制教具的設(shè)計(jì)與制作[D].江西科技師范大學(xué)，2019.

[3]屠一凡. 3D打印技術(shù)在中學(xué)物理自制教具中的應(yīng)用探索[D].福建師范大學(xué)，2018.