結合自制低成本教具,優(yōu)化初中物理演示實驗教學

欒疆濤

【關鍵詞】初中物理;演示實驗;教具制作

實驗教學一直以來都是物理學科的重要組成部分.素質教育背景下開展演示實驗教學已經成為落實物理課程目標、提升學生科學素養(yǎng)的重要途徑，結合具體的實驗內容制作低成本的教具輔助教學有利于提升整體教學效率，在幫助初中學生理解物理知識和提升應用能力的過程中增強了學生綜合素養(yǎng).針對演示實驗內容，教師可以從生活中取材設計制作低成本的教具，配合物理課程開展教學使得實驗的方式更加靈活有效，構建多元化和生動化的物理實驗課堂，發(fā)展學生的自主探究能力和思維能力.

1 自制低成本初中物理教具

自制低成本教具，從字面意思來理解就是自己制作的低成本教具，精確的定義是指教師依據教學內容和教學經驗設計和創(chuàng)作的一種課堂教學工具.針對物理演示實驗教學而言，自制低成本教具可以配合物理教材進行有效教學，使得實驗教學方式靈活多樣，構建多元化和技術性的初中物理課堂.從學生的角度而言，自制教具符合學生的物理基礎，鼓勵學生進行自主探究和主動思考促進演示實驗教學的有效化和趣味化.

在初中物理實驗教學過程中，自制教具發(fā)揮了巨大的優(yōu)勢，真正激發(fā)了學生的自主意識全身心投入到物理課堂中.作為新時期的物理教師，需要轉變教學理念，制定切實可行的教學計劃，結合課程所需引入自制教具來培養(yǎng)學生的探究能力和思維能力，一旦初中學生形成物理實驗意識在后續(xù)的學習中便會容易很多.

低成本教具在物理實驗教學中突出表現(xiàn)為取材方便、演示效果明顯，是初中物理實驗教學不可或缺的一部分，揭示了難以理解的物理現(xiàn)象和奧秘，發(fā)揮了積極的作用.物理教學中的自制低成本教具取材于日常生活，大多是學生比較熟悉的材料，在課堂教學中展示這些教具往往會起到出其不意的教學效果，有利于激發(fā)初中學生的物理學習興趣，促使物理學科從課堂走向生活.低成本的自制實驗教具彌補了傳統(tǒng)教具的不足，真正體現(xiàn)了物理教師積極探索和敢于創(chuàng)新的精神，為學生樹立了良好的榜樣，提升了教師的專業(yè)教學素質.

2 初中物理演示實驗教學目標

在素質教育和新課程改革深入發(fā)展的背景下，物理學科教學面貌煥然一新，最大的變化就是將實驗演示教學放到了重要位置，注重培養(yǎng)學生認知物理和有效應用的能力，達到提升個人能力的目的.自制教具作為一種切實可行的教學模式，如果落到實處有利于培養(yǎng)初中學生的創(chuàng)新能力，為終身發(fā)展打好基礎.初中物理教材中有眾多的實驗在教學過程中需要基于實驗目的、實驗原理、實驗操作步驟和注意事項進行詳細解答，盡量避免冗雜的講解，借助教具幫助學生形象生動地理解核心內容，接觸物理實驗的本質，從而真正掌握物理的基本規(guī)律.把握合適的時機引入自制教具，有利于激發(fā)學生的學習熱情，取得事半功倍的教學效果.拓展自制教具的內涵不僅需要充分利用身邊的廢舊物品，還需要進行改造和加工，激發(fā)學生主動參與實驗教學的興趣.

3 初中物理自制低成本教具遵循的原則

物理作為一門建立在實驗探究基礎上的自然學科，具有獨特的教學特征，借助演示實驗可以幫助學生形成物理概念，體驗科學的探究過程.引入自制低成本教具降低了理論知識的教學難度，培養(yǎng)了學生的觀察能力和動手能力.利用好已有的物理教具進行創(chuàng)新設計和動手制作必須遵循以下原則：

3.1 科學性原則

初中物理演示實驗嚴謹、科學地反應了物理概念的形成和基本的物理規(guī)律.科學性的原則，核心是指低成本的演示教具孕含的原理和技術要與物理規(guī)律高度統(tǒng)一，從現(xiàn)實生活和廢舊材料中挑選最佳的材料來制作教具需要教師付出一定的努力，盡量保證教具的美觀、大方和教學的科學有效性.

3.2 趣味性原則

物理演示實驗用教具與學生的生活息息相關，結合具體的實驗內容教師需要設計類型不同的教具，通過對比實驗或者其他方式可以激發(fā)學生的求知欲和好奇心.面對新穎的物理自制教具，大部分學生會產生眼前一亮的感覺，不自覺地全身心投入到演示實驗教學中，使得單純的理論或者操作教學更具有說服力和親和力.

3.3 有效性原則

物理演示實驗教學的有效性，包括是否達到預期的教學目標和學生的參與程度兩個層面.為提升引入自制低成本教具的有效性，教師需要結合實際教學來調動課堂氛圍，針對學生難以理解的實驗流程或者操作性問題進行指導，增強自制演示教具的直觀性和科學性，使得大部分學生可以獲得一定的啟發(fā).

3.4 可重復性原則

演示實驗教具能不能重復使用也是衡量自制低成本教具應用價值的關鍵因素，在設計過程中選擇可靠、牢固的材料進行教具制作，自制低成本教具在初中物理實驗演示教學中發(fā)揮應有的作用后需要找到合適的場地進行存放，依據實驗需求進行改進和加工，有利于發(fā)揮教具的價值，提升教學質量.

4 初中物理演示實驗教學中低成本自制教具融合的方法

4.1 更新初中物理教學理念，高度重視實驗教學

素質教育背景下初中物理實驗演示教學被放在了首要位置，結合教學需求自制低成本教具有利于增強課堂趣味性，調動學生的學習熱情.教師借助自制教具改進和優(yōu)化了實驗教學，增強了學生的創(chuàng)新能力.在演示實驗教學過程中，應用自制教具可以提高課堂教學的趣味性，調動學習積極性.初中學生第一次接觸物理學科和實驗往往會因為不理解物理概念和實驗手段導致學生學習效率不高，面對這種困難教師需要精心制作一系列的低成本教具，帶領學生深度學習物理概念，真正理解實驗探究的本質.

例如 初中物理涉及眾多的知識點，以聲學、光學、力學和電學為主，針對具體的物理公式和定理，在演示實驗教學中教師可以借助自制低成本教具進行，幫助學生充分理解物理知識，搞清楚物理現(xiàn)象和物理規(guī)律.在教學《速度與位移》知識點時，教師可以利用紙片和其他材料來自制教具“小推車”“打點計時器”來探究小車運動時位移隨時間變化的規(guī)律，在實驗教學過程中要求學生做好詳細的記錄來檢驗自制教具的有效性.這種通俗易懂的教學方式，使得復雜抽象的物理理論講解變得更加生動形象，符合學生的物理水平.

4.2 豐富初中物理課堂內容，精心設計自制教具

針對初中物理學科中眾多的探究實驗，教師需要制作不同類型的低成本教具，豐富物理演示實驗教學內容的同時極大地提升教學質量，引入自制教具時需要考查學生的心理狀態(tài)和學習情況，真正發(fā)揮教具的指導性作用，貼近學生生活，加快實驗教學的進程.演示實驗教學中，教師需要拉近和學生之間的關系，教具的設計和制作不一定都是由物理教師完成的，針對有能力的學生教師可以啟發(fā)他們進行教具的制作，在課堂演示實驗教學中進行演示和記錄，這樣一來調動了學生的課堂學習積極性.實驗教學遵循由易到難和層層深入的原則，不斷增強學生制作教具的能動性，集中學校和家庭的力量會產生很好的教學效果.

例如 初中物理演示實驗設計秉持科學性強的原則，使得實驗現(xiàn)象更加明顯和直觀，安全可靠、成功率高、裝置簡單的自制低成本教具發(fā)揮了預期的作用，使得初中物理實驗教學的成功率大幅提升.在八年級物理機械能教學中探究“重力勢能和什么因素有關”實驗時，一般利用重物下落到沙地的方式根據沙的凹陷程度來判斷重力勢能的大小，但是教師采取了一種全新的自制教具進行探究也保證了演示效果.教具的制作材料是鉛筆、廢水管、木板、鐵皮、沙以及實驗室已有的水槽和鉤碼，制作中進行了巧妙設計和改進.經過反復對比，確定了重力勢能與質量的關系，降低了演示實驗的成本.

4.3 挖掘初中物理教材內容，發(fā)揮自制教具價值

面對形象思維突出、理解能力有限的初中生群體，在物理概念教學或者演示實驗教學中，教師必須采取全新的教學模式，幫助學生直觀感知物理理論和基本原理，以增強個人認知能力，進一步發(fā)揮教具的重要作用.演示實驗教學中對不少的知識點和規(guī)律學生比較陌生，僅僅依靠常規(guī)的演示實驗和實驗室的短時間學習很難突破教學難點，借助簡單的自制教具會輔助學生理解，取得意想不到的教學效果.另外，自制教具有利于培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新能力，只有真正理解物理學科的本質才會發(fā)現(xiàn)物質運轉的現(xiàn)象，促使學生將物理知識和規(guī)律應用于現(xiàn)實生活中.

例如 “功的原理與機械效率”是非常重要的實驗，不僅是中考物理學科重要考查點，也是現(xiàn)實生活中應用廣泛的物理規(guī)律.由于實驗沒有專用的器材，因此學生有極大的創(chuàng)新空間，對于教材中常見的鐵架臺、刻度尺、杠桿、斜面進行改進完成實驗，降低了實驗操作的難度，效果會更加突出.

4.4 深度開發(fā)物理教具資源，培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)

低成本自制教具應用于初中物理演示實驗教學中發(fā)揮了積極的作用，不僅簡單地展示實驗探究過程和物理規(guī)律，更重要的是運用一種全新的方式指導初中物理實驗教學，具有更強的趣味性和新穎性.基于初中物理教學實際情況，深度開發(fā)低成本的實驗器材，本質上不是簡單地模仿或者重復，更是創(chuàng)新和改進.物理實驗教學的終極目的就是增強學生的思維創(chuàng)造性，在實際的教學過程中需要提升教師的職業(yè)素養(yǎng)和動手能力.對于學生而言，課堂中的自制教具傳遞的不僅是物理知識和原理，更重要的是一種科學精神和研究態(tài)度，無疑給學生今后物理素養(yǎng)和各方面能力的提升打下了良好的基礎.

5 結語

總而言之，初中物理演示實驗教學中開發(fā)自制低成本教具取得了意想不到的效果.一方面，呈現(xiàn)了形象生動的物理現(xiàn)象或者物理規(guī)律，加快了學生的理解應用;另一方面，低成本演示教具材料易得，制作簡單，提升了學生的動手操作能力和科學探究能力.作為新時期的物理教師，必須把握合適的時機引入低成本教具開展演示實驗教學，克服探究類實驗教學的重難點，打造真實高效的物理課堂.用自制教具和低成本教具開展演示實驗教學，有利于發(fā)展學生的實驗技能，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和思維能力.結構簡單、操作簡便的低成本教具在初中物理教學中發(fā)揮了至關重要的作用，使得物理學科教學質量得以大幅度提升.