自制教具在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用

摘要：隨著課改深入，教學(xué)更加關(guān)注培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。傳統(tǒng)的物理教學(xué)法對(duì)學(xué)生而言，教學(xué)顯得抽象、復(fù)雜，而實(shí)驗(yàn)演示教學(xué)則憑借著探究性、直觀性、趣味性特點(diǎn)受到學(xué)生的歡迎，有效彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)的缺陷。因此教師應(yīng)積極創(chuàng)新，通過(guò)自制教具的過(guò)程與演示過(guò)程增強(qiáng)教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：自制教具；實(shí)驗(yàn)；核心素養(yǎng)

1前言

物理實(shí)驗(yàn)是物理的靈魂，體現(xiàn)著物理科學(xué)的特點(diǎn)。在高中物理教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)更是起著培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科素養(yǎng)的關(guān)鍵所在。開(kāi)展與課程相適宜的實(shí)驗(yàn)，不僅能提升學(xué)生的理解能力、推理能力、綜合分析能力和動(dòng)手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ?，更能培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣和科學(xué)品質(zhì)，使學(xué)生具備科學(xué)精神。實(shí)驗(yàn)教具作為實(shí)驗(yàn)的載體，有著不可或缺的地位，然而現(xiàn)實(shí)中物理實(shí)驗(yàn)器材缺少、更新速度慢以及實(shí)驗(yàn)器材與知識(shí)不相適應(yīng)等因素，導(dǎo)致課堂實(shí)驗(yàn)達(dá)不到預(yù)期效果。教師通過(guò)對(duì)所教知識(shí)特性的理解和對(duì)課堂的設(shè)想，自制實(shí)驗(yàn)器材以達(dá)到預(yù)想效果，使實(shí)驗(yàn)與課堂更相融合，對(duì)學(xué)生更具啟發(fā)性。同時(shí)，實(shí)物展臺(tái)、傳感器、無(wú)線同屏技術(shù)等現(xiàn)代多媒體技術(shù)的成熟為物理課堂實(shí)驗(yàn)的可觀測(cè)性提供了技術(shù)支持。本文以“互感和自感”教學(xué)中教具制作為例，探索教具制作的過(guò)程，為物理教師提供一定思路和方法，使自制教具更好地為教學(xué)服務(wù)。

教具的目的是服務(wù)于教學(xué)，因此需要對(duì)教材和學(xué)情進(jìn)行深入了解，明確教具的使用目的和設(shè)計(jì)意圖?！盎ジ泻妥愿小边x自人教版高中物理選修3—2第四章“電磁感應(yīng)”的第6節(jié)。本節(jié)突出了物理學(xué)的技術(shù)應(yīng)用的特色并強(qiáng)調(diào)了科學(xué)技術(shù)與生活的密切聯(lián)系。

2 自制教具可以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，提高學(xué)習(xí)主動(dòng)性

高中階段的學(xué)生有較強(qiáng)的好奇心，教師要是能調(diào)動(dòng)其學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生就會(huì)積極融入到物理教學(xué)活動(dòng)中，活躍、開(kāi)放的課堂，往往就能達(dá)到理想教學(xué)效果。比如：在引入自感教學(xué)中，為了吸引學(xué)生注意力，把抽象的感應(yīng)現(xiàn)象轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生的一種體會(huì)。教師就可以親自制作“自感現(xiàn)象體驗(yàn)器”，用1節(jié)干電池、開(kāi)關(guān)和線圈組成一個(gè)自感線路，讓5-6個(gè)學(xué)生與自感線圈串聯(lián)。開(kāi)關(guān)閉合時(shí)候?qū)W生沒(méi)有體會(huì)，當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)一瞬間學(xué)生手被電擊了一下。這樣學(xué)生有了深刻的體驗(yàn)，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)探究的欲望，而且參與面廣，也增強(qiáng)師生互動(dòng)。制作材料也簡(jiǎn)單易得，且這些材料可以多次利用。

3 自制教具可以驗(yàn)證理論知識(shí)，理論與實(shí)踐相結(jié)合，提高學(xué)生創(chuàng)新能力。

根據(jù)理論學(xué)習(xí)，線圈在電路中會(huì)有自感現(xiàn)象產(chǎn)生。為了驗(yàn)證這一理論，教師與學(xué)生進(jìn)行電路的設(shè)計(jì)。最終設(shè)計(jì)成一個(gè)并聯(lián)電路：一條支路上有一個(gè)線圈和一個(gè)燈泡，另一條支路有一個(gè)電阻和一個(gè)同型號(hào)的燈泡。

當(dāng)教師要接通電路時(shí)把開(kāi)關(guān)合上，我們會(huì)看到第二條支路（加電阻）上的燈泡會(huì)立刻變亮，而第一條支路上的燈泡是緩緩變亮，最后達(dá)到一樣亮，而當(dāng)我們斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，第一條支路的燈泡會(huì)緩緩熄滅，而第二條支路的燈泡會(huì)閃一下再熄滅。通過(guò)這些現(xiàn)象我們就驗(yàn)證了自感現(xiàn)象，就是線圈中的電流發(fā)生變化時(shí)，它周?chē)拇艌?chǎng)也隨著變化，并由此產(chǎn)生磁通量的變化，因而在線圈中就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，這個(gè)電動(dòng)勢(shì)阻礙導(dǎo)體中原來(lái)電流的變化，開(kāi)關(guān)閉合時(shí)第一條支路燈泡緩緩變亮的原因得以驗(yàn)證。

為了驗(yàn)證開(kāi)關(guān)斷開(kāi)瞬間也有自感現(xiàn)象產(chǎn)生，教師與學(xué)生進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)電路。電路為一個(gè)并聯(lián)電路：兩支發(fā)光二極管與感應(yīng)線圈并聯(lián)，再與電源并聯(lián)，發(fā)光二極管一支正極與電路正極連接，而另一支發(fā)光二極管正極與電路負(fù)極連接。我們已知二極管的單項(xiàng)導(dǎo)電性，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)前正極與電源正極連接的二極管會(huì)亮，斷開(kāi)一瞬間正極與電路負(fù)極連接的二極管會(huì)閃亮一下。這就驗(yàn)證了感應(yīng)的電流與原電流方向是相反的。

通過(guò)師生合作設(shè)計(jì)感應(yīng)電路，并完成理論知識(shí)的驗(yàn)證，讓學(xué)生親自參與到整個(gè)教學(xué)與學(xué)習(xí)過(guò)程，課堂的營(yíng)造了活躍的課堂氛圍，充分地使學(xué)生把知識(shí)消化，同時(shí)享受到了學(xué)習(xí)的樂(lè)趣，有效提高學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力。

4 自制教具還可以彌補(bǔ)學(xué)校設(shè)備不足，提高教學(xué)靈活度。

學(xué)校雖然購(gòu)入許多的儀器設(shè)備，但是相比于實(shí)際需求，不僅數(shù)量不足，還缺少許多種類(lèi)，這導(dǎo)致很多教學(xué)需求難以得到滿足。教師此時(shí)就要學(xué)會(huì)適應(yīng)教學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)，與學(xué)生共同發(fā)現(xiàn)和制造教具，并應(yīng)用自制教具彌補(bǔ)現(xiàn)有設(shè)備 的不足。如互感現(xiàn)象中的無(wú)線充電技術(shù)演示實(shí)驗(yàn)。學(xué)校不能滿足各班的教學(xué)需求。

我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了互感概念：當(dāng)一線圈中的電流發(fā)生變化時(shí)，在臨近的另一線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。而且通過(guò)互感，線圈可以使能量或信號(hào)由一個(gè)線圈很方便的傳遞到另一個(gè)線圈中。

蘋(píng)果手機(jī)的無(wú)線充電又將這一技術(shù)展現(xiàn)在現(xiàn)實(shí)生活中。為了適應(yīng)課堂需求，教師將實(shí)驗(yàn)普通的不支持無(wú)線充電的手機(jī)，還有線圈、電源等備好帶領(lǐng)學(xué)生自制無(wú)線充電器，完成兩個(gè)線圈制作，一個(gè)線圈與電源連接，另一個(gè)線圈與手機(jī)連接。兩個(gè)線圈外用絕緣材料包裹。明顯線圈之間不會(huì)有導(dǎo)線直接連接。當(dāng)兩線圈靠近時(shí)，發(fā)現(xiàn)手機(jī)開(kāi)始充電，遠(yuǎn)離時(shí)手機(jī)停止充電。

通過(guò)自制無(wú)線充電器讓學(xué)生更加深刻體會(huì)到感應(yīng)現(xiàn)象的真實(shí)存在，彌補(bǔ)了設(shè)備的不足，同時(shí)教學(xué)與時(shí)代同步，與生活接軌，更加促進(jìn)學(xué)生的思維開(kāi)放。

總結(jié)

總而言之，自制教具不僅能節(jié)約資金，而且能鍛煉學(xué)生的動(dòng)腦與動(dòng)手能力，培養(yǎng)其思維能力、實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力，發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動(dòng)性。在此過(guò)程中，教師的能力也會(huì)得到很大提升，師生共同努力，營(yíng)造良好的課堂教學(xué)氛圍，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生參與物理活動(dòng)的積極性。學(xué)生的合作能力和實(shí)踐創(chuàng)新能力得到了很大程度的提高。培養(yǎng)了學(xué)生核心素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)

[1]顧霞.自制教具與中學(xué)物理教學(xué)[J].教學(xué)儀器與實(shí)驗(yàn)，2005，21（19）：124-127136.

[2]陳偉.自制教具在高中物理教學(xué)中的作用[J]學(xué)周刊，2014（16）：173.

[3]毛嚇梅.運(yùn)用自制教具提高中學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)有效性教學(xué)的研究[D].福建師范大學(xué)，2017.

作者簡(jiǎn)介：李林深（1992—），江西科技師范大學(xué)研究生，籍貫：福建南平，研究方向：學(xué)科教學(xué)（物理）物理教育。

（作者單位：江西科技師范大學(xué)研究生）