史云奎

(新浦中學(xué) 江蘇 連云港 222000)

物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，學(xué)生通過對實(shí)驗(yàn)的動(dòng)手操作或者是教師通過實(shí)驗(yàn)演示，將一些抽象的物理概念和規(guī)律形象化、實(shí)際化，可以幫助學(xué)生豐富感性認(rèn)識，獲得直觀印象，有效突破重難點(diǎn)．物理實(shí)驗(yàn)還可以培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，讓學(xué)生學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)技能，學(xué)會(huì)科學(xué)探究的方法，也是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造力和創(chuàng)造性思維的最佳途徑．新課標(biāo)更是將物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)貫穿于教材始終．可見，物理實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中具有十分重要的地位和作用．

要做好物理實(shí)驗(yàn)，需要有配套的實(shí)驗(yàn)儀器，而實(shí)驗(yàn)室配備的實(shí)驗(yàn)器材往往不能滿足教學(xué)需要或存在一些不足．因此，在教學(xué)中，需要教師和學(xué)生對現(xiàn)有的教具進(jìn)行改進(jìn)或自制新的教具以彌補(bǔ)不足．下面結(jié)合近幾年本人自制的一些教具，談?wù)剬ψ灾平叹叩恼J(rèn)識．

1 自制教具可以變抽象為實(shí)際變理論推導(dǎo)為實(shí)際驗(yàn)證

在牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用學(xué)習(xí)中，常遇到關(guān)于等時(shí)圓的興趣題.如圖1(a)，三個(gè)小球抓在手中從圓上一點(diǎn)同時(shí)釋放，沿光滑桿下滑，問它們到達(dá)底部的時(shí)間什么關(guān)系？

圖1

教具裝置圖1(b).(2011年獲新浦區(qū)自制教具一等獎(jiǎng))

教師可以在學(xué)生的思考與爭論中，演示這樣的實(shí)驗(yàn)，給學(xué)生以親眼目睹，結(jié)合牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問題，確有事半功倍的效果．

特點(diǎn)：三個(gè)小球抓在手中，完全可以輕松演示，操作簡單．此教具可以使學(xué)生直觀感受物體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，給學(xué)生以視覺的沖擊．切實(shí)感受科學(xué)的趣味性和真實(shí)性，從而提高學(xué)習(xí)物理的積極性．

2 自制教具可以改進(jìn)原有儀器的不足提高演示實(shí)驗(yàn)的可視性

人教版《物理·必修1》中，“探究力的合成”演示實(shí)驗(yàn)先后用一個(gè)和兩個(gè)彈簧測力計(jì)吊著重物處于同一個(gè)位置，讓學(xué)生觀察并記錄測力計(jì)讀數(shù)，還要畫出力的方向．該實(shí)驗(yàn)在定量研究問題方面很好，但從操作性和精確性方面不夠好，特別是后排的同學(xué)，幾乎無法看到彈簧測力計(jì)示數(shù)．筆者對該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了以下改進(jìn).

器材：三根規(guī)格一樣的橡皮筋(在市場上出售的長皮筋內(nèi)芯剪取)，三根細(xì)線．

教具裝置如圖2.(2011年獲連云港市自制教具一等獎(jiǎng))

圖2

使用說明：(1)將三根材料相同，長度相同的橡皮筋一端系在一起，另一端分別系上細(xì)繩，注意保證三根原長相等；

(2)外端分別用大頭釘固定在板周邊如圖2(a)，或一根吊起鋼球如圖2(b)，待平穩(wěn)后，從三根橡皮筋的外端點(diǎn)開始向內(nèi)分別截除橡皮筋原長，在背景紙上用鉛筆分別標(biāo)記下三個(gè)截點(diǎn)和中間的連接點(diǎn)．

(3)再將三個(gè)截點(diǎn)分別與中間連接點(diǎn)連接，通過作圖，驗(yàn)證平行四邊形定則．

創(chuàng)新之處：該裝置改進(jìn)了課本的演示實(shí)驗(yàn)，通過簡單易行的操作，學(xué)生很容易接受力的合成遵從平行四邊形定則．

3 自制教具能有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性提高動(dòng)手操作能力體驗(yàn)探究的樂趣

教具裝置如圖3.(2011年獲連云港市自制教具一等獎(jiǎng))

圖3

如果只有理論的內(nèi)容，缺乏實(shí)際情景的驗(yàn)證，很難讓學(xué)生信服和接受．該教具就可以給學(xué)生以真實(shí)感，切實(shí)感受科學(xué)的趣味性和真實(shí)性，從而提高學(xué)習(xí)物理的積極性．

教具操作簡單，直觀性強(qiáng)．教師課堂演示、學(xué)生課外實(shí)驗(yàn)皆適宜．

操作方法：

(1)定性驗(yàn)證機(jī)械能守恒

去掉檔桿，將小球拉至水平虛線的右側(cè)，使其自由下擺，讓學(xué)生觀察小球擺動(dòng)的左右位置是否等高，是否能返回原出發(fā)點(diǎn)，理解機(jī)械能守恒．

(2)驗(yàn)證小球完成圓周運(yùn)動(dòng)的臨界條件

(3)驗(yàn)證向心力大小與擺繩長度的的關(guān)系

小球拉至水平位置，改變檔桿的上下位置，觀察能使繩子斷裂的檔桿位置，驗(yàn)證繩子拉斷與檔桿位置的關(guān)系．

創(chuàng)新之處：該實(shí)驗(yàn)裝置輕便，易拆裝攜帶．用三合板做成的面板，按圖釘方便，可以讓學(xué)生更好的進(jìn)行自主探究．

4 學(xué)生自制教具能有效激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造能力增強(qiáng)創(chuàng)新意識

學(xué)生自制教具從提出問題、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題到創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)出新教具．在這個(gè)過程中，學(xué)生的能力和思維都得到了不同程度的發(fā)展．學(xué)生可以體驗(yàn)創(chuàng)造的無窮魅力，從學(xué)習(xí)中體驗(yàn)，在體驗(yàn)中學(xué)習(xí)．

在電磁場中，判斷安培力、洛倫茲力、感應(yīng)電流方向時(shí)，總要用到手來判斷：左手定則、右手定則、安培定則．學(xué)生在學(xué)習(xí)中，由于缺乏訓(xùn)練，總是會(huì)不知所措，蹩手蹩腳．如果有可以代替“手”的工具，判斷起來應(yīng)當(dāng)不錯(cuò)．筆者引導(dǎo)學(xué)生自制了下面的教具，該教具就可以幫助學(xué)生解決問題，操作簡單，效果明顯．

教師課堂演示、學(xué)生課外實(shí)驗(yàn)皆適宜．

教具裝置如圖4.(2011年獲新浦區(qū)自制教具一等獎(jiǎng))

圖4

操作方法：

(1)圖4(a)：標(biāo)B的指針與磁場方向一致，標(biāo)I的指針與電流方向一致，標(biāo)F的方向就是電流受力方向.

(2)圖4(b)：標(biāo)B的指針與磁場方向一致，標(biāo)v的指針與導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向一致，標(biāo)I的方向就是感應(yīng)的電流方向.

創(chuàng)新之處：用三種顏色的電線做成互相垂直且可調(diào)節(jié)角度的如圖裝置，操作靈活有效，更具直觀性，完全可以輔助學(xué)生理解左右手定則的使用方法．當(dāng)然此裝置并非能完全替代左右手定則，僅僅是輔助手段，加強(qiáng)學(xué)生理解．

5 提高教師業(yè)務(wù)水平實(shí)現(xiàn)師生素質(zhì)和諧同步發(fā)展

教師自制教具是在深入理解教材，充分了解學(xué)生，精心備課的過程中，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)儀器的不足，從而萌發(fā)的一種教學(xué)方法的轉(zhuǎn)變．教師在自制教具的過程中，需要考慮很多因素，比如設(shè)計(jì)、取材及教具結(jié)構(gòu)等．

學(xué)生在學(xué)習(xí)帶電粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)中，由于需要畫圖分析，但是作圖工具及作圖方法缺乏訓(xùn)練，造成學(xué)生害怕乃至放棄這類題的分析．如果有簡便的工具，繪畫起來應(yīng)當(dāng)不錯(cuò)．該教具就可以幫助教師和學(xué)生解決問題，操作簡單，效果明顯．

教具裝置如圖.(2011年獲新浦區(qū)自制教具一等獎(jiǎng))

器材：光滑的鉛絲，量角器，套管，萬能尺

圖5操作方法(學(xué)生使用)：

圖5

(1)用萬能尺畫勻強(qiáng)電場：通過萬能尺的滾輪作用，畫一組平行線，標(biāo)上箭頭．

(2)用萬能尺畫直角坐標(biāo)系：利用萬能尺上的量角器畫出一組垂直線．

(3)用萬能尺在磁場中畫電荷運(yùn)動(dòng)軌跡：利用萬能尺上的軸心確定圓心，用可調(diào)節(jié)半徑的操作桿畫出相應(yīng)的圓弧或圓周．

圖6操作方法(教師使用)：用該尺在黑板上畫電荷在磁場中運(yùn)動(dòng)軌跡，教師利用轉(zhuǎn)軸軸心確定圓心，利用可調(diào)節(jié)半徑的粉筆套作轉(zhuǎn)腳，根據(jù)量角器畫出相應(yīng)的角度或圓周．

圖6

創(chuàng)新之處：教師利用該尺子在黑板上繪畫方便快捷，簡單易行，學(xué)生可觀性強(qiáng)．

教師在教具的制作、思考過程中，可提高完善專業(yè)素養(yǎng)，體現(xiàn)著教師的創(chuàng)造性和主動(dòng)性．教師用自制的教具來授課，針對性強(qiáng)，能有效突破教學(xué)上的重難點(diǎn)，把知識點(diǎn)講透，學(xué)生也容易理解．所以，教師經(jīng)常制作教具可提高自身業(yè)務(wù)水平，實(shí)現(xiàn)師生素質(zhì)和諧同步發(fā)展．

當(dāng)然，教具的制作不可能是隨手拈來的，需要教師的反復(fù)思考、實(shí)驗(yàn)、改進(jìn)、求精，可能要經(jīng)過多次的失敗才有成效的．以上是筆者的一些心得體會(huì)，與同行交流．