袁 超

（龍巖市第一中學(xué)分校，福建 龍巖 364000）

物理實(shí)驗(yàn)課中自制教具使用策略初探

袁 超

（龍巖市第一中學(xué)分校，福建 龍巖 364000）

在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，自制教具是教學(xué)中一項(xiàng)重要的組成部分。文章首先闡述教師對(duì)于自制教具存在的諸多誤區(qū)，并結(jié)合筆者的經(jīng)驗(yàn)和觀察，分析得出自制教具對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和動(dòng)手能力，以及推進(jìn)新課程標(biāo)準(zhǔn)和教師的個(gè)性化教學(xué)等方面有較大的幫助。最后，提出了教師開(kāi)展自制教具工作的一些可行性意見(jiàn)。

自制教具；實(shí)驗(yàn)改革；物理教學(xué)

教具即一切輔助課堂教學(xué)的設(shè)施、器材，是課堂的拓展和延伸，在課堂中起到了舉足輕重的作用。教具的范圍非常寬泛，小到一顆納米機(jī)器人，大到直徑500米的射電望遠(yuǎn)鏡，不管是傳統(tǒng)的圓規(guī)、三角板還是先進(jìn)的數(shù)字一體機(jī)，它們都可以作為教具。物理學(xué)科的教具更是隨處可見(jiàn)，所以作為物理教師更應(yīng)該開(kāi)展好自制教具工作。然而如今，還是有一部分物理教師并不重視自制教具工作，存在些許誤區(qū)。

一、在物理實(shí)驗(yàn)課中使用自制教具的五種誤區(qū)

誤區(qū)之一：在平時(shí)的教學(xué)中，很多年輕教師認(rèn)為，現(xiàn)在數(shù)字多媒體那么先進(jìn)，不管什么實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象都能夠用視頻動(dòng)畫(huà)演示出來(lái)，節(jié)省了大量課堂時(shí)間，而且“實(shí)驗(yàn)”的數(shù)據(jù)不僅精確、現(xiàn)象還很明顯。所以根本沒(méi)有必要搞什么自制教具。

其實(shí)在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)地位不容置疑。將物理實(shí)驗(yàn)過(guò)程、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行模擬，使得學(xué)生無(wú)法獲得真實(shí)的感性認(rèn)識(shí)，從而無(wú)法完成從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象到物理規(guī)律的升華。不僅如此，通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)還能培養(yǎng)學(xué)生的觀察力、動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。這些都是利用電腦模擬實(shí)驗(yàn)做不到的地方。比如，在法拉第電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，教師利用實(shí)物教具演示產(chǎn)生感應(yīng)電流的過(guò)程，激發(fā)學(xué)生的好奇心和學(xué)習(xí)興趣。然而，如果直接用課件動(dòng)畫(huà)進(jìn)行模擬，雖然能展示出物理知識(shí)，但是會(huì)讓學(xué)生產(chǎn)生一種似是而非的感覺(jué)。

所以，在物理實(shí)驗(yàn)課中，用多媒體模擬實(shí)驗(yàn)只能用于實(shí)驗(yàn)的再現(xiàn)和知識(shí)點(diǎn)的溫習(xí)。直接用視頻動(dòng)畫(huà)來(lái)取代物理實(shí)驗(yàn)是非常不合理的！

誤區(qū)之二：現(xiàn)在學(xué)校的實(shí)驗(yàn)器材配備充足，種類也很豐富，足夠應(yīng)付平時(shí)的教學(xué)，沒(méi)有必要再去自制教具。

其實(shí)在平時(shí)的教學(xué)中可以發(fā)現(xiàn)，這些學(xué)校統(tǒng)一采購(gòu)的教具使用壽命短，價(jià)格較貴，有的甚至實(shí)驗(yàn)效果差，采購(gòu)起來(lái)周期又非常長(zhǎng)。更重要的是，在物理課上使用成品儀器教具，會(huì)使得學(xué)生和物理實(shí)驗(yàn)之間產(chǎn)生距離感，甚至?xí)共糠謱W(xué)生產(chǎn)生錯(cuò)覺(jué)：認(rèn)為物理實(shí)驗(yàn)與他們的生活毫無(wú)關(guān)系，只有用上“高大上”的實(shí)驗(yàn)儀器才能看到。

誤區(qū)之三：教具只有教師才能自制，并且會(huì)占用教師很多時(shí)間。

自制教具并不是只能教師參與，更重要的是要讓學(xué)生成為主角，使他們能夠自己親手做實(shí)驗(yàn)教具，從而通過(guò)自制教具的過(guò)程培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和動(dòng)手實(shí)踐能力。在課上使用的是學(xué)生自己制作的教具，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣并獲得成就感。教師在這個(gè)過(guò)程中只負(fù)責(zé)組織和指導(dǎo)，學(xué)生在課外進(jìn)行制作，作為教師并不會(huì)因此花費(fèi)太多時(shí)間和精力。

誤區(qū)之四：自制教具只局限于課堂教學(xué)內(nèi)容或教材中的實(shí)驗(yàn)。

筆者認(rèn)為自制教具還可以結(jié)合一些課本外的，甚至課標(biāo)沒(méi)要求的一些小實(shí)驗(yàn)、小發(fā)明、小創(chuàng)造，來(lái)開(kāi)拓學(xué)生的視野。

誤區(qū)之五：為參賽而自制教具，“重創(chuàng)新輕仿制”。

近年來(lái)，教育部對(duì)于自制教具特別重視，經(jīng)常會(huì)舉辦一些自制教具比賽，其出發(fā)點(diǎn)是要大力發(fā)展自制教具，從而更好地為教學(xué)和教育服務(wù)。簡(jiǎn)而言之，自制教具應(yīng)該“貴在使用、重在過(guò)程”。但是，在平時(shí)的教學(xué)中，自制教具普遍存在著“重參賽輕使用”的問(wèn)題，特地為了參賽而設(shè)計(jì)一些優(yōu)秀的自制教具，而賽后就“束之高閣”，很少使用。而且參賽教師絞盡腦汁思考的是怎樣的自制教具更容易獲獎(jiǎng)，而很少根據(jù)課本上的實(shí)驗(yàn)器材，從平時(shí)生活中的用品取材，接地氣地制作出一些簡(jiǎn)單有用的實(shí)驗(yàn)教具。

二、物理實(shí)驗(yàn)課使用自制教具的意義

（一）激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

在新課標(biāo)中，提倡每位教師要在平時(shí)的教學(xué)中，時(shí)刻關(guān)注學(xué)生的興趣和好奇心?！昂闷嫘氖亲詈玫睦蠋?！”自制教具的“新”“奇”“疑”，能夠使學(xué)生在課堂上產(chǎn)生強(qiáng)烈的好奇心和求知欲，主動(dòng)地去探究和學(xué)習(xí)，自然而然上課效率也就提高了。

自制教具的“新”，并非是指所做的教具一定要新奇、獨(dú)特，其實(shí)也可以用學(xué)生平時(shí)生活中熟悉的物品構(gòu)建成他們平時(shí)很少見(jiàn)到的組合，或者在課堂上出現(xiàn)一些很少在教室中出現(xiàn)的“新鮮事物”。比如在物理課堂上出現(xiàn)雞蛋、養(yǎng)生壺、針筒、玩具、乒乓球等這些教室里的“新鮮事物”，場(chǎng)合的沖突感會(huì)使學(xué)生們感到十分的好奇，自然而然被你的實(shí)驗(yàn)吸引過(guò)來(lái)。

“奇”是指教具所呈現(xiàn)的物理現(xiàn)象是學(xué)生意想之外的，比如在上壓強(qiáng)這節(jié)課時(shí)，教師站在排滿生雞蛋的平板上，所有的雞蛋完好無(wú)損；在上大氣壓強(qiáng)時(shí)，將一根薄木板放在講臺(tái)一角，并伸出一半懸空，另一半用一張報(bào)紙鋪開(kāi)覆蓋，然后教師徒手將木板劈斷，而薄薄的報(bào)紙卻完好無(wú)損。這些現(xiàn)象都是學(xué)生無(wú)法想象的。

“疑”是指對(duì)于學(xué)生而言一些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象無(wú)法解釋。這種情況在物理實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常出現(xiàn)，如覆杯實(shí)驗(yàn)、沸點(diǎn)與氣壓關(guān)系實(shí)驗(yàn)、噴泉實(shí)驗(yàn)等等。

可見(jiàn)，自制教具的“新”“奇”“疑”，會(huì)給學(xué)生強(qiáng)烈的視覺(jué)沖擊和巨大的思考空間，從而調(diào)動(dòng)起學(xué)生的認(rèn)知需求和學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。只有這樣學(xué)生才能學(xué)得開(kāi)心，教師才能教的輕松。

（二）有利于發(fā)揮教師的個(gè)性、有助于發(fā)展學(xué)生的個(gè)性

在新課程改革的背景下，教學(xué)觀點(diǎn)逐漸由統(tǒng)一規(guī)格的教育向差異性教育轉(zhuǎn)變，注重學(xué)生的個(gè)性化培養(yǎng)。當(dāng)下所有中學(xué)都裝備著整齊劃一的實(shí)驗(yàn)器材，無(wú)論在種類上還是數(shù)量上都嚴(yán)重制約了教師發(fā)揮個(gè)性化教學(xué)的自由度，長(zhǎng)此以往，肯定會(huì)阻礙物理課程的改革。

例如，教師在進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，有些實(shí)驗(yàn)效果上并不是非常明顯，沒(méi)辦法讓教室里的每個(gè)學(xué)生都能夠清楚看見(jiàn)，所以有些教師很想將這些演示實(shí)驗(yàn)改成學(xué)生的分組實(shí)驗(yàn)，但是由于學(xué)校在這些器材采購(gòu)時(shí)是按照演示儀器進(jìn)行采購(gòu)，數(shù)量上根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)分組。比如演示平行光經(jīng)過(guò)凹凸透鏡的發(fā)散和會(huì)聚情況、演示探究焦耳定律的相關(guān)實(shí)驗(yàn)。如果在課堂上使用的是教師或者學(xué)生自己制作的教具，這樣的課堂一定別具一格，學(xué)生也會(huì)在動(dòng)手的過(guò)程中收獲成功和效果。

反之，如果教師在教學(xué)中千篇一律，沒(méi)有自己的思考和創(chuàng)新，就不可能教出富有創(chuàng)新意識(shí)的學(xué)生。

（三）拉近物理與生活的距離

新課程標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)“從生活走向物理，從物理走向社會(huì)”。平時(shí)在使用常規(guī)實(shí)驗(yàn)教具進(jìn)行教學(xué)時(shí)，雖然能夠很好激發(fā)學(xué)生的好奇心和新鮮感，但是也給學(xué)生帶來(lái)了陌生感，因?yàn)檫@些常規(guī)器材在平時(shí)生活中是很少出現(xiàn)的，它們對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)更是前所未見(jiàn)、聞所未聞的。久而久之，會(huì)讓學(xué)生誤以為物理現(xiàn)象只有學(xué)校里的實(shí)驗(yàn)儀器才能產(chǎn)生，這些錯(cuò)誤的認(rèn)知都會(huì)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)物理造成障礙。相反自制教具都是學(xué)生和教師利用生活中常見(jiàn)的材料制成，學(xué)生較為熟悉，從而削弱學(xué)生對(duì)于物理的神秘感。［1］

（四）有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神

現(xiàn)如今的教育，強(qiáng)調(diào)在德智體美全面發(fā)展的基礎(chǔ)上，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性地學(xué)知識(shí)和用知識(shí)，而不再是讓學(xué)生被動(dòng)地接受知識(shí)和儲(chǔ)存知識(shí)。尤其物理的學(xué)科特點(diǎn)，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力起著至關(guān)重要的作用。如果能在物理課上使用生活中隨處可見(jiàn)的材料制成的教具，這無(wú)形中培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神。［2］

（五）培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力

物理的自制教具所需材料大多是生活中常見(jiàn)的，所以大可放心讓學(xué)生自己回家進(jìn)行制作。而且易制自然易修，這使得在教學(xué)過(guò)程中可以放心地讓學(xué)生充分使用自制教具，不怕學(xué)生不小心弄壞。麥克斯韋也說(shuō)過(guò)那么一句話：“使用自制簡(jiǎn)易設(shè)備的學(xué)生常比使用精密儀器的學(xué)生學(xué)到的多，而且由于后者過(guò)分依賴儀器，一旦儀器有了毛病，不敢拆卸它而顯得束手無(wú)措。”確實(shí)，自制教具出了故障，反而是件好事，因?yàn)樗菍W(xué)生自己制作的，他們敢大膽拆卸它、修理它，通過(guò)拆修讓學(xué)生又鍛煉到了動(dòng)手實(shí)踐能力。在物理教學(xué)中使用“不怕學(xué)生弄壞”的實(shí)驗(yàn)器材，教師放心，學(xué)生隨心，學(xué)起來(lái)自然也開(kāi)心。

總而言之，自制教具不僅對(duì)物理實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行了有效補(bǔ)充，而且對(duì)于提高學(xué)生的綜合素養(yǎng)起到了重要作用。因此，筆者認(rèn)為物理教師應(yīng)該提倡自制教具活動(dòng)。［3］

三、物理實(shí)驗(yàn)課使用自制教具的體會(huì)

（一）注重課本中傳統(tǒng)教具的仿制和改造

課本中的傳統(tǒng)教具在實(shí)驗(yàn)效果方面是非常好的，但是學(xué)校采購(gòu)來(lái)的器材中有些價(jià)格相對(duì)比較昂貴，有些使用壽命較短，而且招標(biāo)采購(gòu)周期較長(zhǎng)，這些都阻礙了物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的正常開(kāi)展。所以，作為教師應(yīng)該利用周圍的一些生活物品仿制和改造一些物理實(shí)驗(yàn)器材，對(duì)學(xué)校器材的短缺進(jìn)行一定的補(bǔ)充。

（二）注重挖掘教材中的隱藏實(shí)驗(yàn)

1.某些知識(shí)點(diǎn)，課標(biāo)中雖然沒(méi)有要求通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)突破，但是為了讓學(xué)生更容易理解這些知識(shí)，可以利用一些自制教具來(lái)輔助教學(xué)。

2.對(duì)于課本中一些較難理解的知識(shí)點(diǎn)，除了利用教材中規(guī)定的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行突破外，還可以利用自制教具幫助學(xué)生理解。

如測(cè)量大氣壓數(shù)值的實(shí)驗(yàn)中，人教版教材中有一個(gè)實(shí)驗(yàn)：用彈簧測(cè)力計(jì)拉一個(gè)吸在玻璃上的吸盤(pán)，利用公式p=F/S粗測(cè)大氣壓的值。這個(gè)實(shí)驗(yàn)在滬科版教材中沒(méi)有提及，但是對(duì)學(xué)生掌握大氣壓的產(chǎn)生原因以及壓強(qiáng)的計(jì)算有很大的幫助，所以在平時(shí)教學(xué)過(guò)程中可以嘗試加入這個(gè)實(shí)驗(yàn)。筆者對(duì)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了適當(dāng)改進(jìn)，減小了實(shí)驗(yàn)誤差，具體操作如下：

（1）將蘸水的塑料掛鉤吸盤(pán)按壓在水平放置的玻璃板下表面，盡量擠出塑料吸盤(pán)內(nèi)的空氣，測(cè)出吸盤(pán)的直徑，計(jì)算出吸盤(pán)的面積。

（2）將一個(gè)小桶輕輕地掛在吸盤(pán)的塑料掛鉤上。

（3）用小勺輕輕地向小桶內(nèi)加沙，直到吸盤(pán)剛好脫離玻璃板，用臺(tái)秤測(cè)出此時(shí)小桶、掛鉤、吸盤(pán)和沙的總質(zhì)量，再計(jì)算出重力。

（4）最后利用公式p=F/S計(jì)算出壓強(qiáng)的大小。

這樣不僅達(dá)到了實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，而且減小了實(shí)驗(yàn)誤差、復(fù)習(xí)鞏固了前知。同時(shí)所用器材都是學(xué)生身邊常見(jiàn)的東西，更符合從生活走向物理的新課標(biāo)要求。

（三）重視課本上的小制作素材

為了培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，在課本中特別編排了許多小制作內(nèi)容，如：鉛筆芯變阻器、自制電磁鐵、自制西紅柿電池等。作為中學(xué)教師應(yīng)該重視這部分內(nèi)容，布置學(xué)生認(rèn)真完成，并當(dāng)作一次重要作業(yè)進(jìn)行打分、點(diǎn)評(píng)，甚至可以舉行比賽和展覽。

不僅如此，中學(xué)物理教師應(yīng)掌握一些小制作的基本技能與方法，根據(jù)教學(xué)進(jìn)度布置一些小制作任務(wù)，讓學(xué)生完成。比如：小孔成像、潛望鏡、投影儀、電熱切割器、自制溫度器等。

（四）關(guān)注物理與生活緊密相連的切入點(diǎn)

正如著名物理教育家朱正元教授說(shuō)過(guò)：“壇壇罐罐當(dāng)儀器，拼拼湊湊做實(shí)驗(yàn)?！保?］生活之中有許多東西都可以放到物理課堂上做實(shí)驗(yàn)，比如說(shuō)：手壓發(fā)電手電筒、高腳杯、軌道UU球、光纖棒等。所以，作為教師應(yīng)該時(shí)刻留心生活的點(diǎn)點(diǎn)滴滴，充分關(guān)注物理與生活的連結(jié)點(diǎn)，并把它們帶到課堂之中。

（五）利用各式比賽作為推進(jìn)載體

校內(nèi)可舉行一些物理小制作和妙趣大連環(huán)比賽，通過(guò)比賽調(diào)動(dòng)起廣大學(xué)生群體的動(dòng)手制作興趣，并且還可以在比賽中發(fā)現(xiàn)一些好的項(xiàng)目，推薦參加科技創(chuàng)新大賽和小小發(fā)明家比賽。通過(guò)這些活動(dòng)，提高學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí)，從而推動(dòng)學(xué)生自制教具活動(dòng)的發(fā)展。

［1］趙卓立.淺談初中物理自制教具的開(kāi)發(fā)與利用［J］.甘肅聯(lián)合大學(xué)學(xué)報(bào)，2011（25）.

［2］朱秋艷.自制教具 快樂(lè)認(rèn)知［J］.教育實(shí)踐與研究，2013（10）.

［3］王永剛.中學(xué)物理自制教具研究［D］.成都：四川師范大學(xué)，2009.

［4］孫天河.中學(xué)物理自制教具的切入點(diǎn)［J］.云南教育，2008（12）.

（責(zé)任編輯：詹國(guó)榮）