自制教具在中學(xué)物理教學(xué)中的應(yīng)用研究

施美娜 陳連松

摘要：為進一步培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，創(chuàng)新意識和探究能力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，新課程理念倡導(dǎo)師生利用生活中的常見物品或廢棄物品自制教具進行中學(xué)物理實驗教學(xué)。自制教具在中學(xué)物理教學(xué)中發(fā)揮著越來越重要的作用。本文探討了自制教具在中學(xué)物理教學(xué)中的作用，并列舉了自制教具的案例，說明其在中學(xué)物理教學(xué)中的必要性。

關(guān)鍵詞：自制教具；中學(xué)物理；案例分析

一、 對自制教具的認(rèn)識

目前，在中學(xué)物理教學(xué)中，由于教學(xué)實驗器材的短缺或者實驗器材不符合教學(xué)要求，很多時候教師用播放視頻的形式取代了實驗演示。大多數(shù)教師對于自制教具的認(rèn)識不到位，不知道自制教具在中學(xué)物理教學(xué)中的重要作用。

1. 自制教具的特征。自制教具的目的是為了更好地服務(wù)于教學(xué)，使物理課堂的質(zhì)量得到提高。其特征主要有以下四個：

（1）教學(xué)性：自制教具要與教學(xué)緊密結(jié)合起來，不能一味地追求實驗效果的精彩而忽視教學(xué)目標(biāo)的達成。教師結(jié)合學(xué)生現(xiàn)有的知識水平和思維水平，通過自制教學(xué)向?qū)W生展示物理現(xiàn)象，揭示物理規(guī)律，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，好奇心與求知欲，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力與動手能力。

（2）科學(xué)性：自制教具必須要保證以科學(xué)性為前提，能正確地反映物理規(guī)律，任何有失科學(xué)性的教具都是沒有價值的，容易對學(xué)生造成誤導(dǎo)。

（3）經(jīng)濟性：自制教具所用材料的主要來源是生活中的常見物品或廢棄物品，盡量低成本，能不花錢就不花錢。自制教具不僅能達到滿意的教學(xué)效果，也能讓學(xué)生養(yǎng)成勤儉節(jié)約的好習(xí)慣。

（4）安全性：不論是教具的制作還是使用都必須保證安全，這就要求教師要有較強的動手能力，學(xué)生和教師都要注意高溫高壓以及刀、鋸等危險物品，必要的時候采取保護措施以免對人造成危害。

2. 自制教具的作用

對于學(xué)生而言，自制教具能夠吸引學(xué)生的眼球，激發(fā)他們學(xué)習(xí)物理的興趣，增強他們的動手能力，培養(yǎng)他們的科學(xué)探究能力，在教具的制作和使用過程中，讓學(xué)生親身體驗，主動建構(gòu)新知識；對于教師而言，自制教具能夠提高教師的學(xué)科素養(yǎng)，練就教師的基本技能，教師和教師之間以及教師和學(xué)生之間多一些交流與合作，也有利于教師了解學(xué)生的發(fā)展動向；對于學(xué)校而言，自制教具一方面可以為學(xué)校節(jié)省開支，另一方面還能完善實驗室設(shè)備，補充實驗室教具數(shù)量。

二、 自制教具案例分析

在動手自制教具之前，要明確實驗原理，制作過程以及所需要的材料，設(shè)計好實驗方案，對于較復(fù)雜或者精度要求較高的教具，要事先畫好尺寸圖。接下來為大家介紹幾個簡單的教具的設(shè)計與制作。

1. 揚聲器的設(shè)計與制作

（1）實驗材料

1.5m耳機線一根、0.1mm漆包線5m左右、強磁鐵一塊、紙質(zhì)底座、泡面桶各一個、外觀玩偶一個、智能手機一部（提供交變電流）。

（2）實驗原理

通電線圈形成的電磁鐵與強磁鐵相互作用，成為揚聲器，將手機里邊的音樂播放出來。

（3）制作過程

①將強磁鐵插入底座，并將它們用帶有花紋的紙包裹上；

②將漆包線纏繞成一個線圈粘在泡面桶的底部，漆包線的兩端連接耳機線，并插在手機上；

③將玩偶放在泡面盒上，裙擺罩住泡面盒。

（4）實驗步驟及現(xiàn)象

①耳機插孔接入智能手機，耳機線與線圈端銅絲相連，以此給線圈通入持續(xù)不斷的交變電流。

②將女孩放置在舞臺旁，沒有聲音輸出。

③將女孩放置在舞臺上，使泡面桶下方的線圈套住舞臺上的強磁鐵，聽見聲音。

④將外觀的玩偶拿走，觀察自制揚聲器內(nèi)部結(jié)構(gòu)，學(xué)生能清楚看到揚聲器的結(jié)構(gòu)，并且通過觀察現(xiàn)象和分析電磁鐵與永久磁鐵的相互作用，得出揚聲器的工作原理。

（5）本套自制教具的創(chuàng)新之處及教學(xué)作用分析

本套自制教具的創(chuàng)新之處在于實驗材料易獲取，貼近生活，使學(xué)生有一種親切感，樂于探索其原理。真實揚聲器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不易拆卸，自制教具能夠形象直觀地展示出揚聲器的工作原理。教師利用此套自制教具進行教學(xué)，使物理課堂更加生動有趣，避免了空洞乏味的講解。

2. 浮沉子的設(shè)計與制作

（1）實驗材料：普通飲料瓶、吸管，曲別針

（2）實驗原理：浮沉子的浮沉是在外加壓強作用下，靠改變它的排水體積來實現(xiàn)的。當(dāng)空氣被壓縮時，將壓強傳遞給水，水被壓入瓶體中，將瓶體中的空氣壓縮，這時浮沉子里進入一些水，排水體積不變，所受重力大于它受到的浮力，于是向下沉。當(dāng)松手時，筒內(nèi)水面上的空氣把水壓出來，此時排水體積增大，浮塵子的重力小于它所受的浮力，因此它就向上浮。

（3）制作過程

①剪下一段吸管，長度在八厘米左右；將其對折。用兩個曲別針分別卡在吸管兩端，“浮沉子就完成了”；

②用水將瓶子灌滿，然后將“浮沉子”放入水中，使其恰能浮于水面，扣緊瓶蓋。（如果制作后的“浮沉子”浮于水面部分過多，需稍微剪短吸管。）

（4）實驗步驟及現(xiàn)象：輕按瓶身，會發(fā)現(xiàn)“浮沉子”往下移動；松手后，“浮沉子”又會向上移動；當(dāng)用力恰當(dāng)時，“浮沉子”會懸浮于瓶體中央。

（5）本套自制教具的創(chuàng)新之處及教學(xué)作用分析：浮沉子實驗選用日常生活廢棄的飲料瓶、吸管、回形針材料組合而成。材料易得不花錢，組裝容易，并且實驗現(xiàn)象新奇明顯，趣味性強，實驗效果良好，適合于中學(xué)生自制。在實際生活中也有應(yīng)用，比如潛水艇，實驗原理和這個是一樣的，潛水艇有蓄水倉，通過排出和注入水，改變潛水艇的重量來改變浮沉。教師利用此套教具進行教學(xué)，不僅能吸引學(xué)生眼球，增加趣味性型，而且有利于學(xué)生掌握浮沉原理，提高課堂質(zhì)量。

三、 小結(jié)

自制教具改變了實驗室教具數(shù)量不足的弊端，充分利用低成本材料引導(dǎo)學(xué)生親自動手，在這一過程中，學(xué)生動手能力得到提高，科學(xué)態(tài)度和科學(xué)素養(yǎng)得到提升。希望通過本研究，讓物理教師重視自制教具在中學(xué)物理教學(xué)中的應(yīng)用。

參考文獻：

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[2]牟紅.自制教具在中學(xué)物理教學(xué)中的應(yīng)用研究[D].2015，8-9.

[3]錢曉.自制教具在物理教學(xué)過程中的應(yīng)用[D].2014，35（6）：47-48.

作者簡介：施美娜，陳連松，遼寧省大連市，遼寧師范大學(xué)物理與電子技術(shù)學(xué)院。