摘 要：傳統(tǒng)的物理實驗教學(xué)課堂上，很多老師都是以驗證性實驗為主，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驗教具進(jìn)行實驗教學(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，同時為物理教學(xué)提供更多可以借鑒的自制教具素材。

關(guān)鍵詞：中學(xué)物理；自制教具；案例示范

物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，物理實驗在物理教學(xué)中的作用是不言而喻的。在英國，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，只要教師能夠用實驗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：“沒有演示實驗的一堂課是不可想象的”；在日本有一個中學(xué)教師自愿組織起來的“山貓”學(xué)會，他們致力于開發(fā)隨手取材的實驗裝置，千方百計地激發(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)行物理實驗，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)的真實性，補充實驗課程資源，而且有利于增強學(xué)生的創(chuàng)新意識。”教師除了利用已有的實驗器材進(jìn)行實驗教學(xué)，還應(yīng)大力提倡利用身邊物品，創(chuàng)造性地設(shè)計實驗，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)豐富多彩的活動情境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

筆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。

一、對自制教具的認(rèn)識

自制教具指的是教師根據(jù)教學(xué)中的重難點，利用隨手可得的物品自行構(gòu)思、設(shè)計、制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)生深切地體會到物理就在我們身邊，感受到物理和社會、生活的密切聯(lián)系。

自制教具是在創(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)計一定要滿足科學(xué)性、教育性、簡易性、直觀性、實用性等要求，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

關(guān)于自制教具的必要性，不同教師有不同的觀點，有些教師認(rèn)為教具的制作是廠家的事情，而且其生產(chǎn)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，實驗教具沒有最好的，而需在教學(xué)實踐中不斷改進(jìn)與創(chuàng)新。比如，在探究兩種電荷間的相互作用的實驗中，教科書上給的實驗器材如圖1所示，但早在2014年郭衛(wèi)東老師就指出了該實驗的缺點，并設(shè)計出更靈敏的實驗裝置，如圖2所示。學(xué)生在這個實驗教具的基礎(chǔ)上完成課堂分組實驗，實現(xiàn)學(xué)生自主探究“電荷相互作用規(guī)律和電荷種類”實驗，實驗過程可控性強，效果明顯。

這樣的例子并非唾手可得，只有在教學(xué)實踐中使用、驗證成品儀器，就會發(fā)現(xiàn)有些成品儀器或因?qū)嶒灛F(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)計和制作教具也有利于培養(yǎng)教師的創(chuàng)新意識和動手能力，對提高教師的個人業(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)教師自制教具獲獎應(yīng)作為職評的業(yè)績條件之一。

三、教具制作基本方法及案例示范

結(jié)合物理的學(xué)科特點，自制教具一般有以下幾種設(shè)計方法：功能變通法、比較法、模擬示動法、增效法等。下面是個人利用功能變通的方法自制的水透鏡，筆者就制作過程及其在教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行闡述。

筆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》。其中有這樣一個知識點：“凸透鏡的焦距越小，透鏡對光的會聚作用越強”，對于怎么讓學(xué)生深刻理解凸透鏡的凸起程度會影響到其對光的會聚本領(lǐng)的強弱，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）來突破這個知識點。

制作材料：礦泉水瓶，氣球，502膠水，剪刀，小刀，一塊70 cm *15cm的泡沫。

制作過程：用剪刀截取礦泉水瓶中間一段，大約7 cm高，并將裁剪部分修剪平整。截取的這段瓶子必須沒有花紋，否則后面的實驗現(xiàn)象會不明顯。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面積略大于水透鏡底面積，深約為2 cm的凹槽。

使用過程：將水透鏡固定在泡沫凹槽中，往水透鏡中加入純凈水，打出一束平行光射到水透鏡上，透過水透鏡后的光清晰地呈現(xiàn)在泡沫白板上（如圖4）。學(xué)生利用這塊水透鏡完成分組實驗可以突破凸透鏡的以下三個知識點：（1）過薄透鏡光心的光傳播方向不發(fā)生改變；（2）凸透鏡對光有會聚作用；（3）凸透鏡越凸，對光的會聚作用越強，對應(yīng)的焦距越小。

在本節(jié)最后的總結(jié)中，筆者還展示了自制的另一塊水透鏡（如圖5），這塊水透鏡不僅焦距可變，而且可以通過注射器注水和吸水使這塊水透鏡在凸凹透鏡上轉(zhuǎn)變。值得一提的是，在這兩項自制教具的幫助下，筆者在某次省級比賽中獲得初中組一等獎的好成績。

最近幾年在郭衛(wèi)東、黃樹清等老師的帶領(lǐng)下，涌現(xiàn)了少數(shù)熱衷于自制教具的物理教師，他們利用廢棄的圓珠筆芯、礦泉水瓶、注射器等制作出實驗現(xiàn)象明顯的演示教具和學(xué)生隨堂實驗教具，受到同行們的一致好評，同時也給一線教師提供了非常好的教學(xué)素材。但是物理教師何其多，有多少人依然照本宣科，沉浸在年復(fù)一年的常規(guī)教學(xué)、重復(fù)實驗工作中。筆者借筆倡議，以自己的親身經(jīng)歷為鑒，望更多的一線物理教師能突破自我，共同創(chuàng)新，給予學(xué)生一堂更精彩、更有創(chuàng)新意識的物理課。

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作者簡介：蔡淑寬（1982—），女，廈門一中，一級教師，碩士，研究方向：物理教育、信息化教學(xué)。

李志陽（1981—），男，廈門華廈學(xué)院，副教授，碩士，研究方向：電子信息技術(shù)、信息化教學(xué)、大學(xué)物理教學(xué)。

編輯 張珍珍