Question

【如何自制实用性强的物理教具】物理自制教具

Answer 1

　　李政道博士说过：自己制作的教具，永远比买来的好。乍一听这句话，似乎是一种自慰与调侃，但仔细分析，却蕴涵有很深刻的道理。师生自己动手设计、制作教具，不仅可以提高学生的实验能力、想象能力，活跃思维，还可以激发学生的学习兴趣，让学生真正体会到观察和实验是学习科学的基本方法。国际上通常把自制教具称为“无价”（non-cost）或“廉价”（low-cost）教具，这种“定义”意指花钱少，而并不是指教具的使用价值低。相反，国外教育界人士非但不小看这“廉价”教具，而是非常推崇，广为提倡。许多关于“廉价”教具的国际研讨会都是作为教学原则和教学方法的学术活动来进行的。我们可以毫不夸张地说：“自制教具是教师的永恒课题”。
　　农村初中教师在自制教具时应始终坚持把实用性放在第一位。教师自制教具是为教学而服务的，自制教具的目的是为了改进教学方法，使学生能顺利的克服学习中的难点，更深刻、牢固的掌握所学知识，从而有效地提高教学的质量。教师自制教具要做到 “做以致用”，不要追求其形式，“不为自制而自制”。如何才能做出实用的教具，笔者有以下几点体会。
　　一、发挥物理教师团队的力量
　　一般自制教具的过程是：一个教师有了灵感，发现了需要改进实验、改进教具的点子，在物理教研组内往往会掀起讨论的热潮并将其逐步完善，教具由动手能力强的老师操刀完成，这样的教具凝聚了整个物理教研组的智慧。
　　二、在生活中发现教具
　　从生活中直接发现的教具最容易被学生接受，容易达到良好的教学效果。知识是既来源于生活又要应用于生活的。一个很普通的现象，很可能就蕴含了一个很重要的知识，若通过自制的教具来加以解释说明，学生就会很容易地接受、掌握该知识。例如，搬运地板的吸盘，能方便的将很重的地板搬起，其原理就是运用了大气压强的知识。上课时，教师可把吸盘拿到教室中，让学生使用吸盘抬起桌子、凳子甚至用吸盘将自己吊在墙上（图1、图2），这对学生来讲是很新奇的。通过这样的震撼情景，学生对学习大气压强知识的积极性就提高很多了。而通过用两个吸盘对吸来模拟马德保半球实验也能取得相同的效果而且操作更加方便（图3），节省了一定的课堂时间，从而提高了课堂的效率。
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　　三、将生活中的玩具变成学具
　　每个学生都曾经玩过各种玩具，玩具对学生有着无法取代的吸引力。而玩具中往往蕴含了很多物理知识，我们将一些玩具改制成教具，用来说明某个知识时，无疑会大大激发学生学习的兴趣，从而提高学习效率。这样的教具制作简单、操作方便，容易引起学生的共鸣，能使学生在玩中获得知识，使课堂更加和谐，学生学习更轻松。例如如图4，笔者做的用于说明平衡力的“不倒的挑担人”，用来说明动能和重力势能相互转化的“翻跟头的小人”，用来内能转化为机械能的“火柴爆竹”等等就属于这类教具，这些教具在实际教学中都取得了很好的效果。
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　　四、利用身边常见的废旧的物品做教具
　　关于自制教具，物理学家麦克斯韦曾这样说过：“实验的教育价值往往与仪器的复杂性成反比，学生用自制的仪器，虽然经常出毛病，但它却比用仔细调好的仪器能学到更多的东西。”在平时的生活中，我们有重点、有目标的收集可利用的、安全的废旧材料。如：废旧纸板、月饼盒、矿泉水瓶、手纸筒等，并利用这些废旧材料合理的设计制作相应的教具。这样不仅可以废物利用，有效的节约教育教学资源，同时还能起到教育学生勤俭的美德作用。我校大部分的自制教具都取材于这些被视为废物的材料，很少动用学校公用经费。如，用来说明流速与压强的“机翼模型”、“喷泉”，用来说明声音可以传递能量的乒乓球桶等。利用矿泉水瓶也可以做多个实验:①说明气体对外做功内能减少的“矿泉水瓶炮”。将矿泉水瓶中间用力拧，快速打开瓶盖，即可看到瓶盖飞出瓶内出现白雾，很方便的说明气体对瓶盖做功内能减少，如图4-1所示。②茶壶的奥秘。堵住瓶盖上的小洞水不流出，松开手指瓶子下的小洞中有水流出，如图4-2。所示③浮沉子。矿泉水瓶装满水，里面放上稍上浮的浮子，用力捏瓶子浮子下沉，松开手浮子上浮。如图4-3所示④滚动摩擦。将矿泉水瓶横放在斜面上，瓶子会自动滚下来，而竖着放瓶子不会滑下来，要用力推才能滑下来。⑤瓶子提水。矿泉水瓶底部去掉瓶盖上扎一小洞，将矿泉水瓶浸没在水中，当手指堵住瓶盖上的小孔时，向上提起矿泉水瓶，瓶内的水也会被提起来，当不堵住小孔提起瓶子时瓶内的水不会被提起来。⑥变瘪的矿泉水瓶。瓶内装入少量的热水，等水蒸气充满整个瓶子后盖紧瓶盖，当瓶内水蒸气冷却后，在大气压的作用下，瓶子会变瘪。⑦吹不大的气球。将两个气球分别放在一个底部有孔一个密封的瓶内，底部有空的瓶内气球可以被吹大，密封的瓶内气球无论怎样吹都吹不大。⑧帕斯卡裂桶实验：一矿泉水瓶划几道细裂缝，另一矿泉水瓶底部去掉，两瓶用塑料管相连，举高装满水底部去掉的矿泉水瓶，另一矿泉水瓶的裂缝中会有水射出。矿泉水瓶被举起的越高，水射得越远。
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　　五、改进、补充已有实验教具
　　虽然现有的实验器材能够满足教学中的绝大部分要求，但有的教具由于存在某种功能的缺陷，有些实验需要通过再自制一些教具来完成。对现有的实验器材进行改进，以弥补现有教具的不足，从而达到最佳的教学效果、提高教学质量，这也是我们自制教具的任务之一。例如：在用注射器做测量大气压值的实验中，由于原来实验室配备的针筒直径较大，需要用专门配备的弹簧测力计拉动来做实验，这样的器材在课上只适合做演示实验，不能满足现在的课程标准，不能普及为学生分组实验，因此我们选用更小的针筒，以配合在实验室中所做的任何弹簧测力计的实验。我们同时在针筒里注入少量的油，这样即排尽了空气又减少了摩擦，使测量出来的大气压值的精确程度大大的提高了。
　　[参 考 文 献]
　　[1]戴春华.如何获得演示实验更大效应[J].中学物理，2009（4）.
　　[2]刘炳升、冯容士.中学物理实验教学与自制教具[M].上海：上海教育出版社，2000.
　　[3]陶洪.物理实验论[M]。南宁：广西教育出版社，1997.
　　（责任编辑：张华伟）