自制教具在初中物理教學中的應用

李正華

【摘要】自制教具是一種重要的教學資源，具有低成本、易操作、實驗現(xiàn)象明顯等特點.在物理教學中，合理利用教具資源，可以激發(fā)學生的學習興趣，提高課堂教學效率.本文結合四個具體案例，闡述自制教具在初中物理教學中的應用.

【關鍵詞】初中物理；實驗教學；自制教具

自制教具既是一種重要的教學資源，又是一種行之有效的教學手段.自制教具體現(xiàn)了一名物理教師的教學智慧.合理利用自制教具，可以激發(fā)學生的學習興趣，提高課堂教學效率.筆者就自制教具的特點及自制教具在初中物理教學中的應用，談幾點粗淺的認識.

1自制教具的設計特點

1.1經(jīng)濟實用，成本低

目前，一些學校的實驗器材和設備短缺，僅存的一些實驗器材也已經(jīng)陳舊過時，這些陳舊的器材和設備不能有效發(fā)揮實驗的效果，難以激發(fā)學生學習物理的興趣，嚴重阻礙物理實驗教學的開展.而自制教具具備經(jīng)濟實用，成本低廉的優(yōu)勢，一直以來深受廣大師生的青睞.生活中的一些日常用品、廢舊物品、工業(yè)邊角料等都可以用來自制教具，變廢為寶，彌補學校實驗器材的緊缺.一些教師將自制教具應用到物理課堂教學中，獲得了較好的教學效果.

1.2操作方便，使用靈活

自制教具通常適用于簡單的物理實驗，所以操作較為簡單、容易上手.而且自制教具一般小巧輕便，方便攜帶，可以提高學生對物理實驗的興趣，增強實驗體驗和反饋.教師要善于結合實際教學的需要，有創(chuàng)造性地、靈活地自行設計教具，從設計構思到取材制作，都由教師獨立完成，這種個性化教具使用起來更加靈活、更加得心應手.另外，教師可以對教具進行小的改進或優(yōu)化，以期達到理想的實驗效果.

1.3現(xiàn)象直觀，效果明顯

在初中物理教學中，有一部分自制教具是對前人的研究成果或現(xiàn)有的實驗器材進行改進和創(chuàng)新的.將自制教具應用于物理教學中，能夠讓學生更清晰、更直觀地看到實驗現(xiàn)象，以便對實驗結果進行準確分析.教師在使用自制教具時，可以把原本不明顯的實驗現(xiàn)象放大，便于學生觀察，在一定程度上降低了學生的學習難度.自制教具可以有效破解物理教學中的難題.

1.4設計科學，安全可靠

作為一種物理實驗輔助工具，自制教具并不是憑空臆造的，而是依據(jù)科學原理進行研發(fā)并經(jīng)檢驗的.應用于實際教學中的自制教具都具備科學性.自制教具只要出現(xiàn)科學性錯誤，那它就不具有使用價值.除此之外，自制教具必須具備安全可靠的性能，安全是物理實驗的前提.自制教具所選用的材料應是無毒無味、環(huán)保安全的.在設計教具時，也盡量避免尖銳的形狀，排除安全隱患.

2自制教具在初中物理教學中的應用

2.1巧用自制教具，增加實驗的趣味性

興趣是推動學生主動學習的內(nèi)在動力.在物理教學中若能增加一些趣味性實驗，既能豐富教學內(nèi)容，又能激發(fā)學生學習興趣、活躍課堂氣氛.教師根據(jù)教學內(nèi)容的需要，精心構思，自制一個極富特色的教具，將其應用于課堂教學，給課堂帶來不斷的驚喜.

例如在教授“物體浮沉條件的應用”一課時，有個“孔明燈”升空實驗.筆者自制了一個孔明燈，如圖1、圖2、圖3所示.在三個鐵架臺中間放置一個圓筒，將酒精燈放在圓筒上面，把塑料袋口朝下展開，套在三個鐵架臺上，用火柴點燃酒精燈.很快塑料袋膨脹起來，隨后學生觀察到塑料袋徐徐升空.教師進而引導學生思考孔明燈升空的原因.課堂上學生們興致勃勃、熱烈討論、踴躍發(fā)言.教師用自制教具再現(xiàn)學生熟悉的生活情境，促使學生產(chǎn)生強烈的求知欲望，讓整個物理課堂趣味盎然，充滿生機和活力.

2.2改進自制教具，提高演示實驗效果

物理教學中有很多演示實驗，這些實驗需要學生細心觀察物理現(xiàn)象，認真分析這些物理現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，從而總結概括出物理規(guī)律.如果實驗現(xiàn)象或效果不明顯，會使學生陷入認知障礙，從而影響教學效果.實驗現(xiàn)象或效果不明顯時，教師就要想方設法改進實驗器材或操作方式，力求演示實驗的成功展示.

例如“走進分子世界”一課中有一個酒精和水混合的實驗.一些教師的做法如圖4、圖5所示，圖4采用膠頭滴管注入液體的方法，這種方法速度慢，所花時間較多；圖5雖然所用酒精和水較多，但100ml量筒的內(nèi)徑較大，液面變化不明顯，可見度太小.

針對這些弊端，筆者對教具進行了改進，如圖6所示.圖6所示實驗所花時間少并且效果明顯.該實驗選用一根長約80cm，內(nèi)徑約1cm，一端封閉的細玻璃管，在玻璃管中間位置做一個標記.先用注射器向管中注入一半體積的水，再用注射器向管中注入一半體積的染色酒精，然后用拇指堵住管口，反復顛倒數(shù)次，使酒精和水充分混合.正立玻璃管觀察，發(fā)現(xiàn)液面明顯降低了.此實驗直接采用注射器注入，不但能控制液體加入量還節(jié)約了時間.

2.3借助自制教具，有效突破教學難點

俗話說：“百聞不如一見”.教師的演示實驗能夠刺激學生的感官，吸引學生的注意力，活躍學生的思維.所以，教師要盡可能地圍繞教學難點設計實驗，幫助學生化解學習難點.

例如在“浮力”一課中，“浮力產(chǎn)生的原因”是教學中的一個難點.在以往的教學中，筆者通過圖示加上理論推導的方式探究浮力產(chǎn)生的原因.設想一個質(zhì)地均勻的正方體物體浸沒在水中靜止，對此物體進行受力分析.它的前后、左右兩對側面受力平衡；上下兩表面由于深度不同，受到水的壓強不同，受到水的壓力也不同，因此浮力產(chǎn)生的原因是液體對物體上下表面的壓力差.這樣雖然也能得出結論，但太過抽象，學生聽得一知半解.針對這個難點，筆者自制了一個教具“浮力產(chǎn)生的原因演示器”，如圖7所示.將無蓋的塑料瓶底部剪掉，做成一個大“漏斗”，把一個乒乓球放到瓶口處，然后向瓶中注水，會看到有少量水不斷從瓶口流出，乒乓球不上浮.教學過程如下：

師：乒乓球受不受浮力？為什么？

生1：乒乓球不受浮力.因為水從瓶口向下流出，球下表面沒有受到水的壓力，而它的上表面受到水向下的壓力，此時球受到的合力方向向下，所以球不受浮力的作用，不能上浮.

師：如何讓乒乓球上浮？

生2：用手堵住瓶口.

生3：用瓶蓋堵住瓶口.

（教師讓學生上臺做實驗，學生用手堵住瓶口，乒乓球上浮.）

師：乒乓球為什么會上??？

生4：用手堵住瓶口，水就不會從瓶口流出.乒乓球下表面有水，球下表面受到水向上的壓力，球受到水向上的壓力大于它受到水向下的壓力，就產(chǎn)生浮力，所以乒乓球能浮起來.

師：浮力產(chǎn)生的原因是什么？

生5：液體對物體上下表面的壓力差.

用此教具做演示實驗，操作簡單，實驗現(xiàn)象明顯，學生對浮力產(chǎn)生的原因印象深刻，輕松突破教學難點.

2.4利用自制教具，培養(yǎng)學生的思維能力

演示實驗不僅是把直觀生動的物理現(xiàn)象展現(xiàn)在學生眼前，更為重要的是通過實驗啟迪學生，培養(yǎng)學生的思維能力.想要實現(xiàn)這個目標，教師要巧妙設計“問題串”，深度挖掘學生的思維深度，充分發(fā)展學生的思維能力.

例如 在教授“氣體的壓強”一課時，由于大氣壓強具有較強的抽象性，學生在理解上存在一定的困難.為此，筆者用塑料瓶、乒乓球自制一個教具，用來演示大氣壓強的存在，如圖8所示.向塑料瓶中注滿水，將小球放在瓶口，手用力壓著球同時把塑料瓶倒置.教學過程如下：

師：如果松開壓著小球的手，小球會怎么樣？

生1：球會掉落，同時瓶里的水也會向下流.

生2：球會被瓶子吸住.

（教師松開壓著小球的手，學生觀察到小球沒有掉下來，而瓶里的水也沒有流出.接著，教師引導學生對小球進行受力分析.）

師：小球受到哪幾個力的作用？

生3：小球受到兩個力的作用，重力和一個向上的力.

師：小球會受到一個向上的力，有什么依據(jù)？

生3：小球靜止，它受到平衡力的作用.小球受到豎直向下的重力，根據(jù)二力平衡的條件可知，必然有一個向上的力來平衡這個重力.

師：這個向上的力的施力物體是什么？

生4：是瓶子.

生5：是大氣.

師：小球受到向上的力的施力物體究竟是瓶子還是大氣呢？請同學們設計一個實驗方案來驗證自己的猜想.

生6：把瓶中的水全部倒出，再重復一次實驗，看球是否掉下來.如果施力物體是瓶子，球就不會掉下來.

（教師讓學生上臺做實驗，學生觀察到小球掉落.）

師：為什么把水倒出，小球會掉下來.

生：這是大氣壓強的作用，原來瓶子里裝滿水，瓶內(nèi)壓強比瓶外壓強低，于是大氣就把球壓在了瓶口.后來，將瓶中的水全部倒出，瓶子里充滿空氣，瓶內(nèi)外壓強相等，小球在重力的作用下掉落.

通過這個實驗，讓學生對大氣壓強有了切身感受，同時利用學生對實驗現(xiàn)象產(chǎn)生的疑惑，放手讓學生自主設計實驗來解惑，教師適時點拔，提高學生的思維能力.

3結語

教師通過自制教具給學生起到示范作用，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識.自制教具取材于生活，拉近物理與生活的距離，讓學生深刻感受到物理在生活中無處不在.將自制教具與物理教學有機結合，促進學生的思維由形象思維向邏輯思維轉變，使學生在潛移默化中體驗物理的精彩與魅力.

參考文獻：

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