中學(xué)物理教具的設(shè)計(jì)與制作

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1、中學(xué)物理教具的設(shè)計(jì)與制作　　摘要：傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)課堂上，很多老師都是以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，極大地束縛了學(xué)生的創(chuàng)造性思維，也不利于教師個(gè)人素質(zhì)的提升。隨著新課程改革的不斷推進(jìn)，教師隨手取材自制實(shí)驗(yàn)教具進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)需成為物理課堂上的一部分。結(jié)合自制水透鏡的案例，闡述了對中學(xué)物理自制教具的認(rèn)識，教具制作的基本方法，讓更多的老師了解初中物理自制教具的必要性，同時(shí)為物理教學(xué)提供更多可以借鑒的自制教具素材?！　￡P(guān)鍵詞：中學(xué)物理；自制教具；案例示范　　物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，物理實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中的作用是不言而喻的。在英國

2、，科學(xué)教學(xué)備受重視，在科學(xué)教學(xué)中以“科學(xué)探究”為其首要特色；在美國中學(xué)物理教學(xué)中，只要教師能夠用實(shí)驗(yàn)說明的一般就不用語言說明；在德國物理教學(xué)界流傳著這樣一種說法：“沒有演示實(shí)驗(yàn)的一堂課是不可想象的”；在日本有一個(gè)中學(xué)教師自愿組織起來的“山貓”學(xué)會(huì)，他們致力于開發(fā)隨手取材的實(shí)驗(yàn)裝置，千方百計(jì)地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)造熱情，使教學(xué)充滿樂趣，從而成功地吸引了大批學(xué)生。在中國，《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》也明確指出：“利用日常用品進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)，這樣既可以拉近物理學(xué)與生活的距離，讓學(xué)生深切地感受到科學(xué)的真實(shí)性，

3、補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)課程資源，而且有利于增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識?！?教師除了利用已有的實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，還應(yīng)大力提倡利用身邊物品，創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)豐富多彩的活動(dòng)情境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣?！　」P者通過查閱大量的文獻(xiàn)和相關(guān)書籍，歸納總結(jié)出對自制教具的認(rèn)識、中學(xué)物理教具制作意義及必要性、教具制作的基本方法以及筆者結(jié)合自己的經(jīng)驗(yàn)介紹如何自制水透鏡，希望給廣大教師提供更多可以借鑒的自制教具素材，從而有效地豐富初中物理課堂?！　∫弧ψ灾平叹叩恼J(rèn)識　　自制教具指的是教師根據(jù)教學(xué)中的重難點(diǎn)，利用隨手可得的物品自行構(gòu)思、設(shè)計(jì)、制

4、作的一類能解決問題、滿足教學(xué)需要的手工工具。這樣的手工工具能讓學(xué)生深切地體會(huì)到物理就在我們身邊，感受到物理和社會(huì)、生活的密切聯(lián)系?！　∽灾平叹呤窃趧?chuàng)造性思維的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，一般的創(chuàng)造性思維有以下幾種方式：創(chuàng)造構(gòu)建型、推理改進(jìn)型、綜合歸納型、科技創(chuàng)新型等。自制教具的設(shè)計(jì)一定要滿足科學(xué)性、教育性、簡易性、直觀性、實(shí)用性等要求，且滿足結(jié)構(gòu)簡明，但并不簡陋的原則，突出為教育教學(xué)服務(wù)的宗旨。　　二、中學(xué)物理教具的制作意義及必要性5　　關(guān)于自制教具的必要性，不同教師有不同的觀點(diǎn)，有些教師認(rèn)為教具的制作是廠家的事情，而且其生產(chǎn)

5、的教具制作精美，配備充足，作為一線的教師，只要教好書就可以了，沒有必要再花精力去自制教具。殊不知，實(shí)驗(yàn)教具沒有最好的，而需在教學(xué)實(shí)踐中不斷改進(jìn)與創(chuàng)新。比如，在探究兩種電荷間的相互作用的實(shí)驗(yàn)中，教科書上給的實(shí)驗(yàn)器材如圖1所示，但早在2014年郭衛(wèi)東老師就指出了該實(shí)驗(yàn)的缺點(diǎn)，并設(shè)計(jì)出更靈敏的實(shí)驗(yàn)裝置，如圖2所示。學(xué)生在這個(gè)實(shí)驗(yàn)教具的基礎(chǔ)上完成課堂分組實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生自主探究“電荷相互作用規(guī)律和電荷種類”實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過程可控性強(qiáng)，效果明顯。　　這樣的例子并非唾手可得，只有在教學(xué)實(shí)踐中使用、驗(yàn)證成品儀器，就會(huì)發(fā)現(xiàn)有些成品儀器

6、或因?qū)嶒?yàn)現(xiàn)象不明顯，或因操作復(fù)雜不適合我們的教學(xué)工作。一線教師更能根據(jù)需求改進(jìn)或創(chuàng)造出新的自制教具并服務(wù)于教學(xué)。通常自制的教具更貼近生活，更能培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、激發(fā)學(xué)生的求知欲。此外，設(shè)計(jì)和制作教具也有利于培養(yǎng)教師的創(chuàng)新意識和動(dòng)手能力，對提高教師的個(gè)人業(yè)務(wù)水平有很大的幫助。因此，有教師已經(jīng)提出中小學(xué)教師自制教具獲獎(jiǎng)應(yīng)作為職評的業(yè)績條件之一?！　∪⒔叹咧谱骰痉椒鞍咐痉丁　〗Y(jié)合物理的學(xué)科特點(diǎn)，自制教具一般有以下幾種設(shè)計(jì)方法：功能變通法、比較法、模擬示動(dòng)法、增效法等。下面是個(gè)人利用功能變通的方法自制的水透鏡，

7、筆者就制作過程及其在教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行闡述?！　」P者針對的課題是人教版八年級上冊的第五章第一節(jié)《透鏡》。其中有這樣一個(gè)知識點(diǎn)：“凸透鏡的焦距越小，透鏡對光的會(huì)聚作用越強(qiáng)”，對于怎么讓學(xué)生深刻理解凸透鏡的凸起程度會(huì)影響到其對光的會(huì)聚本領(lǐng)的強(qiáng)弱，進(jìn)而改變凸透鏡的焦距大小，經(jīng)過多方的思考和嘗試，最終確定選用水透鏡（如圖3）來突破這個(gè)知識點(diǎn)?！　≈谱鞑牧希旱V泉水瓶，氣球，502膠水，剪刀，小刀，一塊70cm*15cm的泡沫?！　≈谱鬟^程：用剪刀截取礦泉水瓶中間一段，大約75cm高，并將裁剪部分修剪平整。截取的這段瓶子必須沒

8、有花紋，否則后面的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象會(huì)不明顯。裁剪出一塊面積大小大于礦泉水瓶底面積的氣球。這些工作可以提前讓學(xué)生完成并提交半成品。然后用502膠水將氣球粘在截取的這段瓶子的一側(cè)（考慮到502的使用具有危險(xiǎn)性，由教師本人完成該環(huán)節(jié)）。此外，為了固定這塊水透鏡，需選取木板或泡沫板并刻槽固定，鑒于泡沫板更易刻槽，本次教具采用泡沫板。在其上表面裁出一個(gè)面積略大于水透鏡底面積，深約為2cm的