初中物理自制教具的開(kāi)發(fā)應(yīng)用探究

王樂(lè)磊 王夢(mèng)琪

【內(nèi)容摘要】教具是輔助物理教學(xué)的重要手段，但很多教師并沒(méi)有認(rèn)識(shí)到物理教具的重要意義，缺乏改進(jìn)創(chuàng)新物理教具的意識(shí)，重復(fù)使用實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷葐我唤叹?，從而?dǎo)致教學(xué)效果無(wú)法獲得更大的提升。為此，我們不僅要關(guān)注教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的創(chuàng)新，同時(shí)還要增強(qiáng)對(duì)物理教具的開(kāi)發(fā)和使用，增強(qiáng)物理教學(xué)的直觀性和生動(dòng)性，激發(fā)學(xué)生探究物理知識(shí)的熱情和動(dòng)力，提高物理教學(xué)的質(zhì)量水平。

【關(guān)鍵詞】初中物理? 教具? 應(yīng)用? 開(kāi)發(fā)方法

自制教具是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力和動(dòng)手實(shí)踐能力的有效途徑，不僅可以幫助學(xué)生深入理解物理原理，鍛煉學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，同時(shí)還能提高物理學(xué)習(xí)的趣味性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。自制教具的材料來(lái)源于生活，結(jié)合物理知識(shí)進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)形成了獨(dú)具生活化、簡(jiǎn)便化特點(diǎn)的教具，充分展現(xiàn)了學(xué)生的動(dòng)手能力。在物理教學(xué)過(guò)程中，我們教師要鼓勵(lì)并帶來(lái)學(xué)生自制教具，將理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐活動(dòng)中，提高物理學(xué)習(xí)的有效性。

一、自制教具在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用

教學(xué)中教師要從教學(xué)實(shí)際出發(fā)，利用自制教具充實(shí)課程資源，提高教學(xué)的趣味性，讓課堂充滿(mǎn)生活化氣息，吸引學(xué)生注意力，讓學(xué)生積極參與到探究中，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的目的。

1.利用教具拓展延伸教學(xué)內(nèi)容

物理知識(shí)的前后關(guān)聯(lián)性很強(qiáng)，在學(xué)習(xí)一個(gè)知識(shí)點(diǎn)時(shí)要在此基礎(chǔ)上進(jìn)行拓展延伸，結(jié)合前后知識(shí)更全面、更透徹的理解知識(shí)點(diǎn)的原理和應(yīng)用，不僅可以提高物理教學(xué)的質(zhì)量水平，更能幫助學(xué)生建立健全知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，提升學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)。例如，在學(xué)習(xí)“聲波的產(chǎn)生和傳播”的時(shí)候，教師帶領(lǐng)學(xué)生自己動(dòng)手制作聲波的能力傳遞裝置，一方面可以提高教學(xué)的趣味性和生動(dòng)性，吸引學(xué)生注意力，另一方面加強(qiáng)學(xué)生對(duì)聲波知識(shí)的理解和認(rèn)識(shí)。準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)需要用到的器材：音叉、泡沫小球、橡皮膜、橡皮筋、圓柱形空罐子，然后自制實(shí)驗(yàn)器具，首先，將圓柱形空罐去除蓋子，在空罐上蓋一層橡皮膜，使用橡皮筋固定;然后，將泡沫小球放置于橡皮膜上，這樣一個(gè)簡(jiǎn)易的聲波能力傳遞裝置就制作完成了。在演示實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師由遠(yuǎn)及近依次敲擊音叉，當(dāng)音叉靠近橡皮膜的時(shí)候可以觀察到泡沫小球隨著敲擊音叉發(fā)生跳動(dòng)，當(dāng)把音叉捂住后泡沫小球就停止跳動(dòng)，如此直觀的現(xiàn)象讓學(xué)生對(duì)聲波的傳遞有了更深刻的認(rèn)識(shí)。為了延伸教學(xué)內(nèi)容，教師還可以引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察泡沫小球的跳動(dòng)頻率，音叉距離橡皮膜越近，泡沫小球跳動(dòng)頻率越快，以此來(lái)證明距離越近，發(fā)聲物體的響度越高，同時(shí)，通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)也證明了空氣是可以傳遞聲音的。

2.利用教具幫助深入理解知識(shí)

物理學(xué)習(xí)對(duì)學(xué)生邏輯思維能力有著一定的要求，特別是在學(xué)習(xí)抽象性比較強(qiáng)的知識(shí)點(diǎn)時(shí)，需要通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)將抽象知識(shí)內(nèi)容轉(zhuǎn)化為直觀生動(dòng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，方便學(xué)生理解記憶。為此，我們需要借助自制教具，提升實(shí)驗(yàn)效果的直觀性，幫助學(xué)生深入理解物理知識(shí)，提高學(xué)習(xí)效率。例如，在學(xué)習(xí)“電與磁”的時(shí)候，教師提前準(zhǔn)備了制作物理教具需要使用的材料，包括塑料泡沫、銅絲、電阻絲、接線柱、長(zhǎng)木條等等。第一步，將兩個(gè)接線柱分別固定在木條兩端，然后再將兩個(gè)接線柱固定在中間，保證接線柱之間的距離相等;第二步，給接線柱標(biāo)注號(hào)碼，分別為1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)，然后1號(hào)、2號(hào)之間綁上電阻絲，穿過(guò)3號(hào)在2號(hào)和4號(hào)之間綁上銅絲，1號(hào)和4號(hào)用導(dǎo)線相連;第三步，給1號(hào)和4號(hào)之間的導(dǎo)線通電，一段時(shí)間過(guò)后使用電阻絲和銅絲分別切割泡沫，結(jié)果發(fā)現(xiàn)銅絲不能切割泡沫，電阻絲可以。實(shí)驗(yàn)教具都可以在生活中找到材料，制作成本低，操作簡(jiǎn)便，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象形象直觀，方便學(xué)生觀察，經(jīng)過(guò)制作教具，參與實(shí)驗(yàn)過(guò)程，學(xué)生最終通過(guò)泡沫的切割情況明白了在相同時(shí)間內(nèi)電阻越大消耗電熱越多的物理結(jié)論，學(xué)習(xí)效率事半功倍。

3.利用教具創(chuàng)新物理實(shí)驗(yàn)過(guò)程

實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)的重要組成部分，作為一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，演示實(shí)驗(yàn)是必不可少的，通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)不僅可以幫助學(xué)生更深入了解物理現(xiàn)象，探究物理原理，同時(shí)還能體現(xiàn)物理學(xué)科的嚴(yán)謹(jǐn)性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)的熱情和興趣。為了更好地發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，教師要結(jié)合教學(xué)要求對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行創(chuàng)新改進(jìn)，提高實(shí)驗(yàn)的直觀性和生動(dòng)性，簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)操作步驟，讓學(xué)生更直觀地觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，理解實(shí)驗(yàn)原理。首先，要優(yōu)化實(shí)驗(yàn)裝置，借助自制教具代替?zhèn)鹘y(tǒng)實(shí)驗(yàn)器材，讓實(shí)驗(yàn)的過(guò)程更加簡(jiǎn)潔，方便學(xué)生觀察思考;其次，教材中一些知識(shí)點(diǎn)沒(méi)有實(shí)驗(yàn)輔助學(xué)生理解起來(lái)會(huì)比較困難，為此，教師要采用實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方式進(jìn)行知識(shí)拓展，探索物理規(guī)律，加強(qiáng)對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握。例如，在學(xué)習(xí)“凝華”和“升華”這兩個(gè)概念的時(shí)候，傳統(tǒng)教學(xué)是以教材實(shí)驗(yàn)案例為主，為學(xué)生展示碘的凝華例子和升華例子，但教材提供的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容直觀性比較差，學(xué)生并不能清楚地觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，理解實(shí)驗(yàn)原理。為此，教師要結(jié)合實(shí)際情況對(duì)教材實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，比如使用燒杯、鐵絲、保鮮袋、冰塊、電熱杯、樟腦丸等材料自制實(shí)驗(yàn)裝置，進(jìn)行全新實(shí)驗(yàn)展示：首先，將鐵絲彎曲放置于冰塊之中，然后在燒杯中放入少量的樟腦丸粉末，將燒杯口用保鮮袋密封，最后給燒杯加熱，一段時(shí)間過(guò)后取下保鮮袋，用燒杯扣住放在冰塊上的鐵絲，一段時(shí)間后我們會(huì)發(fā)現(xiàn)鐵絲上出現(xiàn)許多呈現(xiàn)雪花形狀的固體物質(zhì)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)比教材中提供的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更加直觀，學(xué)生觀察更加簡(jiǎn)便，對(duì)凝華、升華的概念和物理現(xiàn)象有了更深刻的理解和認(rèn)識(shí)，教學(xué)效果事半功倍。因此，我們要在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教具的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新改進(jìn)，從生活中尋找材料，自制實(shí)驗(yàn)教具，拉近物理學(xué)科和實(shí)際生活的距離，借助生活經(jīng)驗(yàn)思考物理現(xiàn)象涉及的知識(shí)原理，展現(xiàn)物理教育的實(shí)用價(jià)值，提高并保護(hù)學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)的積極性。

4.利用教具培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力

在新課改背景下，單純的掌握的理論知識(shí)而不懂得應(yīng)用技巧是沒(méi)有價(jià)值的，教育的目標(biāo)不是培養(yǎng)一個(gè)“紙上談兵”的“人才”，將理論與實(shí)踐相結(jié)合，提高學(xué)生運(yùn)用理論知識(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題的能力才是符合時(shí)代要求的教學(xué)目標(biāo)。好奇心重，求知欲強(qiáng)是初中生這個(gè)年齡階段的最主要特點(diǎn)，這個(gè)時(shí)期的學(xué)生對(duì)于未知的事物總會(huì)抱有一探究竟的心理，喜歡觀察，樂(lè)于思考，善于動(dòng)手，教師要發(fā)揮學(xué)生的性格優(yōu)勢(shì)，引導(dǎo)學(xué)生自制教具，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力。自制教具使用的材料都能從生活中找到，降低了制作成本和條件限制，所以，在教學(xué)過(guò)程中，教師要鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)需求自己動(dòng)手制作教具，鍛煉學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手操作的能力，實(shí)現(xiàn)綜合素質(zhì)的提高。例如，在長(zhǎng)度測(cè)量的時(shí)候，教師鼓勵(lì)學(xué)生課下結(jié)合所掌握的知識(shí)自己制作一根刻度尺，可以發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力，在傳統(tǒng)刻度尺的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新，使刻度尺在基本功能之上擁有更多的附加功能。當(dāng)學(xué)生將自己的作品拿到課堂上后，學(xué)生們極具創(chuàng)造力的作品會(huì)讓教師刮目相看，比如有的刻度尺增加了照明裝置，可以在光線昏暗的情況下觀察刻度;有的刻度尺擁有放大視野的功能，方便學(xué)生在測(cè)量時(shí)觀察刻度。通過(guò)自制教具不僅可以提高學(xué)習(xí)的趣味性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，同時(shí)還能開(kāi)發(fā)學(xué)生智力，培養(yǎng)創(chuàng)造性思維。此外，師生配合制作物理教具，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維。物理教具的制作不是教師一個(gè)人的工作，需要師生共同參與，配合開(kāi)發(fā)，集合大家的智慧才能設(shè)計(jì)出高質(zhì)量的物理教具。為此，教師要給學(xué)生創(chuàng)造參與制作物理教具的機(jī)會(huì)，傾聽(tīng)學(xué)生們的意見(jiàn)，一起尋找制作器材，思考設(shè)計(jì)思路，解決設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的問(wèn)題。首先，要加強(qiáng)安全教育，自制教具的過(guò)程中首先要確保人身安全;其次，根據(jù)教學(xué)核心理念分析探索物理知識(shí)的本質(zhì)屬性，對(duì)應(yīng)尋找生活中與之匹配的物理原型和實(shí)物，在需要的時(shí)候也可以轉(zhuǎn)化角度，找尋符合要求的替代品，這對(duì)學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)具有非常大的幫助。

二、自制物理教具的開(kāi)發(fā)方法

設(shè)計(jì)教具首先需要敢想，大腦中形成一個(gè)概念和雛形，然后使用實(shí)物將大腦中的模型創(chuàng)造出來(lái)，具體包括合成法、分解法、模仿法、變換法、對(duì)立法幾種方法。

1.使用合成法設(shè)計(jì)教具

合成法，顧名思義就是由已有的事物合成的新事物，在傳統(tǒng)物理教具的基礎(chǔ)上將幾種實(shí)驗(yàn)器材充分組合，實(shí)現(xiàn)功能更強(qiáng)大、操作更便捷、結(jié)構(gòu)更優(yōu)化，將已有的實(shí)驗(yàn)器材的優(yōu)勢(shì)都發(fā)揮出來(lái)，使新的物理教具更符合實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需求。

2.使用分解法設(shè)計(jì)教具

將一個(gè)原有事物分解成新的事物就是分解法，傳統(tǒng)物理教具的一大缺陷就是結(jié)構(gòu)難以拆分，為此，我們?cè)谠O(shè)計(jì)物理教具時(shí)要簡(jiǎn)化器具結(jié)構(gòu)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求和目的的不同對(duì)器具進(jìn)行分解，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的直觀性和生動(dòng)性，提高實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的清晰度。

3.使用模仿法設(shè)計(jì)教具

事物和事物之間總會(huì)有關(guān)聯(lián)的共性，我們要通過(guò)類(lèi)比挖掘共性，尋找聯(lián)系，通過(guò)模仿來(lái)設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)需要的教具。

4.使用變換法設(shè)計(jì)教具

找到事物的部分思路和信息進(jìn)行替換，使其更滿(mǎn)足教學(xué)的實(shí)際需求，符合我們對(duì)客觀事物的認(rèn)知。變化法的核心就是變不利條件為有利條件，成為我們需要的新事物。為此，我們?cè)O(shè)計(jì)教具也可以使用變換法，改變已有的思路或事物，設(shè)計(jì)出我們需要的物理教具，滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需求，提高物理教學(xué)的質(zhì)量水平。

5.使用對(duì)立法設(shè)計(jì)教具

事物總有兩面性，借助逆向思維我們可以發(fā)現(xiàn)事物對(duì)立的狀態(tài)，根據(jù)客觀需要對(duì)器具進(jìn)行創(chuàng)造設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)變廢為寶，讓物理教具使用更加簡(jiǎn)便，降低制作成本和操作步驟，提高實(shí)驗(yàn)的效果。

綜上所述，自制教具無(wú)論是對(duì)教師教學(xué)還是學(xué)生學(xué)習(xí)而言都具有積極的意義，我們教師要重視自制教具，發(fā)揮自制教具的優(yōu)勢(shì)，鍛煉學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維能力，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。

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（作者單位：山東省淄博市淄川區(qū)楊寨中學(xué)）