李毓

摘 要：高中階段的物理教學(xué)以實驗為基礎(chǔ)，物理教師在設(shè)計教學(xué)內(nèi)容時要結(jié)合學(xué)科特點，尤其要注意實驗在物理教學(xué)中的地位。在新課標(biāo)理念下，利用學(xué)生日常生活中常見的材料或是器具自制物理實驗教具，可以有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生積極加入物理學(xué)習(xí)課堂中。因此教師要重視自制教具在高中物理實驗教學(xué)中的作用。以高中物理演示實驗中的自制教具作為研究對象，分析演示試驗中教師自制教具的特點及在演示實驗中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：高中物理;演示實驗;自制教具;應(yīng)用

物理實驗是物理教學(xué)和學(xué)習(xí)中的靈魂，其體現(xiàn)著物理教學(xué)的特點。高中物理教學(xué)中的演示實驗更是提高學(xué)生物理核心素養(yǎng)的重要方法。因此，教師在教學(xué)時要根據(jù)課程內(nèi)容開展適宜的物理演示實驗，提高學(xué)生對物理知識的理解能力、分析能力和物理實驗的動手操作能力。但由于物理實驗設(shè)備的缺少，導(dǎo)致課堂實驗達不到理想的效果，教師可以通過自制教具實現(xiàn)演示實驗和課堂教學(xué)的結(jié)合，以此實現(xiàn)物理教學(xué)的理想效果。

一、高中物理演示實驗中自制教具的特點

在高中物理演示實驗中使用自制教具除了可以提高課堂的趣味性外，同時也具有靈活性、經(jīng)濟性和直觀性等特點。

首先，自制教具具有操作方便，使用靈活的特點。在高中物理演示實驗教學(xué)中使用自制教具，操作起來更加方便靈活，能夠提高物理演示實驗教學(xué)課堂的效果，使學(xué)生積極地加入物理實驗的學(xué)習(xí)中。教師在設(shè)計自制教具時要根據(jù)演示實驗的具體要求，同時也要引導(dǎo)學(xué)生和教師一起完成自制教具的任務(wù)，通過自己動手制作教具可以提高學(xué)生對物理學(xué)習(xí)的興趣，讓學(xué)生全身心地加入課堂中。自制教具的使用不僅可以幫助學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象，同時也能滿足學(xué)生的實際需求。對自制教具的使用，教師可以根據(jù)實踐中出現(xiàn)的漏洞對教具進行改造，發(fā)揮其最大的價值。

其次，自制教具具有經(jīng)濟實用，成本低廉的特點。有一部分物理教師選擇自制教具是因其經(jīng)濟又實用的特點。高中階段的物理演示實驗教學(xué)與自制教具有著密切的聯(lián)系。在學(xué)習(xí)中學(xué)生需要通過各種實驗認識到物理知識的本質(zhì)，并將其轉(zhuǎn)化為自己的知識。目前，很多學(xué)校都面臨著實驗設(shè)備不齊全的問題，教師的自制教具正好可以彌補這個問題。其實課堂上的很多自制教具都源于生活，有些生活中的廢舊物品甚至可以變廢為寶，成為課堂上的用具。教師通過對這些物品的改造，讓生活中的材料更有價值，并可以促進學(xué)生對物理知識的了解和掌握。

再次，自制教具具有現(xiàn)象直觀，效果明顯的特點。在高中物理演示實驗教學(xué)中，教師的自制教具中有一部分是對已有的儀器設(shè)備或是前人的研究成果的改造。教師將自制教具應(yīng)用在演示實驗的教學(xué)中，能夠幫助學(xué)生更加直觀地觀察到實驗所產(chǎn)生的現(xiàn)象，以此對實驗結(jié)果進行準(zhǔn)確分析。在使用自制教具時，可以把原本模糊不清的實驗現(xiàn)象變得更加具體形象，這能有效地幫助教師沖破教材中的重難點內(nèi)容，解決物理演示實驗中的難題，讓學(xué)生更直觀地了解物理知識的概念。

最后，自制教具具有設(shè)計科學(xué)，性能可靠的特點。自制教具是高中物理演示實驗中的一種重要的輔助工具，在對教具進行設(shè)計和制作時要注意教具的科學(xué)性。尤其是將自制教具應(yīng)用在物理演示實驗中時，更要注意自制教具的科學(xué)性和嚴(yán)謹性，只有這樣才能確保實驗最終結(jié)果的準(zhǔn)確性，讓自制教具發(fā)揮出其真正的價值。除此之外，教師也要保證自制教具使用時的安全性，避免意外的出現(xiàn)。

二、高中物理演示實驗中自制教具的應(yīng)用

1.激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理演示實驗的積極性

在高中物理演示實驗教學(xué)中，加入自制教具的使用，可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理實驗的興趣，提高學(xué)生的動手實踐能力和動腦分析能力。自制物理實驗教具，很多材料都源自我們的生活，這能讓學(xué)生感到物理就在我們身旁，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性。例如：在學(xué)習(xí)“氣體定律”相關(guān)內(nèi)容時，教師可以利用生活中的注射器進行試驗，讓學(xué)生從簡單的實驗中感受到一定質(zhì)量的氣體在體積變化時壓強是如何改變的相關(guān)問題。這個實驗只需要生活中簡單的材料來完成，最后的實驗結(jié)果也非常明顯。除了在課堂上，學(xué)生在家中也可以進行這個實驗，這就為每個學(xué)生都提供了親身實驗的機會，極大地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性。又例如：在學(xué)習(xí)壓力能使物體發(fā)生變形的相關(guān)教學(xué)中，可以制作一個“微小形變演示器”，這個教具需要用到生活中常見的激光筆，并用平面鏡作反射面，最后把墻當(dāng)作觀察點。在做這個實驗時，需要把裝置放在桌子上，仔細觀察經(jīng)過平面鏡反射之后的光點在哪個位置，之后用力壓放置平面鏡的桌面，再次觀察光點所在的位置。經(jīng)過不斷實驗會發(fā)現(xiàn)，所用力大小的不同，光點所在的位置改變程度也就不同，通過這個實驗學(xué)生可以更加直觀地看出桌面受力之后的形變。在完成這個實驗之后，教師也可以對學(xué)生進行啟發(fā)，讓學(xué)生思考采用其他方法可不可以顯示微小形變。對于想法合理的學(xué)生，教師可以讓他說出想法并準(zhǔn)備自制教具進行實驗。如：有的學(xué)生認為可以用瓶子演示微小形變。實驗操作是準(zhǔn)備一個四棱柱狀的玻璃瓶，在玻璃瓶中加滿水并用膠塞塞住，在膠塞上插入一根吸管。之后用力擠壓玻璃瓶，這時就會發(fā)現(xiàn)吸管內(nèi)的水位發(fā)生了變化。通過教師所制作的教學(xué)器具，能夠幫助學(xué)生更好地理解物理知識，同時通過教師的引導(dǎo)，讓學(xué)生想出不同的驗證方法，也能提高學(xué)生的動手操作能力和動腦能力，以此促進學(xué)生物理綜合素養(yǎng)的提升。

2.培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力

在高中階段的物理學(xué)習(xí)中，教材中有很多演示實驗并且有很多實驗的通用性極強。由于很多學(xué)校的物理實驗設(shè)備不完善，教師就可以結(jié)合實際情況根據(jù)書中的實驗設(shè)計實驗教具，以此來完成物理演示實驗的教學(xué)。教師通過不斷地完善演示實驗和自制教具，能夠激發(fā)學(xué)生的自主探究意識，促進學(xué)生物理創(chuàng)新思維能力和物理實驗綜合素養(yǎng)的提升。例如：在學(xué)習(xí)“薄膜干涉”相關(guān)問題時，如果按照書中的實驗做法，會因為實驗所需的外部條件、實驗時間和實驗人數(shù)等原因的限制，致使這個實驗很難完成，即使實驗可以成功，實驗的效果也不會理想。因為在實驗過程中會有一部分學(xué)生無法看清實驗的現(xiàn)象，這就會導(dǎo)致學(xué)生做完實驗之后也不能理解“薄膜干涉”的概念。為了可以解決這一問題，學(xué)生可以和教師一起通過上網(wǎng)查閱資料或是通過查閱物理實驗書籍的方法，并結(jié)合自己的想法和時間情況，對“薄膜干涉”實驗進行改進，以此提高實驗的效果。具體的實驗方法是：“將整個實驗裝置放在一個大的塑料瓶中展開實驗，在這種方式下可以有效地避免在外部進行實驗時不可避免的干擾，如人的呼吸和風(fēng)所帶來的干擾。除此之外，也要將實驗中的肥皂液換成洗衣粉溶液，同時要在洗衣粉溶液中加入一些食糖水或者是甘油，這是為了使實驗達到更好的效果。在用酒精燈加熱時，也可以撒少量的食鹽，在這樣的操作下酒精燈火焰的顏色就會變?yōu)辄S色，會使實驗的效果更加直觀?！蓖ㄟ^這樣的改進方式，讓學(xué)生清晰地看到了“薄膜干涉”的實驗現(xiàn)象，更加直觀地了解到了這個實驗的特點，還可以加強學(xué)生對于實驗的理解和認知，以此提高學(xué)生在學(xué)習(xí)物理演示實驗的創(chuàng)新性思維。

3.利用現(xiàn)代裝備的小模型自制教具

隨著社會的不斷進步和科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，很多新型的設(shè)備和不同的工具走進了我們的生活。因此在課堂上教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生利用課堂上學(xué)習(xí)到的知識進行模擬制作，在設(shè)計和制作自制教具時，如果遇到困難可以上網(wǎng)查閱資料、與同學(xué)溝通解決或是向教師請教，使用科學(xué)的原理解決在實驗探究中出現(xiàn)的問題，以此提高學(xué)生的實踐運用能力。例如：在學(xué)習(xí)“磁懸浮”的相關(guān)知識時，學(xué)生可以以磁懸浮小模型為基礎(chǔ)進行實驗，首先需要通過上網(wǎng)查閱資料對模型進行改進，并進行科學(xué)合理的調(diào)試，使磁懸浮現(xiàn)象更加直觀地展現(xiàn)在大家面前，運用更加科學(xué)合理的手段揭示磁懸浮的原理。在這種方式下成功地完成磁懸浮實驗的演示任務(wù)，深入了解磁懸浮的相關(guān)知識，以此提高學(xué)生對演示實驗器具的實踐運用能力。

4.加強自制教具之間組合的效果

在物理演示實驗的教學(xué)中，使用組合法進行演示實驗就是將不同的自制教具進行組合，根據(jù)每一個自制教具的不同用途設(shè)計出一個全新的教具用于實驗。自制教具之間的組合可以最大程度地發(fā)揮每個教具在實驗中的作用。在教具的組合中，教師也要注意保持自制教具具體化、形象化的特點，以此保證物理演示實驗的正常進行。例如：在學(xué)“向心力”的相關(guān)內(nèi)容時，想要讓學(xué)生直觀地了解到向心力與質(zhì)量、角速度與半徑之間的關(guān)系，但由于學(xué)校沒有該實驗的設(shè)備，這種情況下教師可以引導(dǎo)學(xué)生利用機械的守恒公式，將對速度大小的測量改為高度的測量。教師拿出教具將其放在桌面上，校準(zhǔn)儀器，再開始探究這四個物理量之間的關(guān)系。在實驗過程中，教師要先跟學(xué)生確定每一個物理量的單位，其中向心力為F，高度為h，小球的質(zhì)量為m，圓的運動半徑為r。由于教師使用的是組合型的自制教具，沒有精準(zhǔn)的實驗設(shè)備，所以要通過多次的反復(fù)實驗來證明實驗的最終結(jié)果。經(jīng)過多次的實驗之后發(fā)現(xiàn)，在m與r相等時，F(xiàn)與h成正比;m與h相等時，F(xiàn)與r成反比;r與h相等時，F(xiàn)與m成正比，以此通過對各個物理量的總結(jié)計算，得出向心力的大小公式。

總而言之，實驗是高中物理教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)，也是實現(xiàn)高中物理教學(xué)目標(biāo)，全面提高高中生物理綜合素養(yǎng)的重要途徑。教師要認識到在高中物理演示實驗教學(xué)中使用自制教具的意義。作為物理教師要仔細研究并學(xué)會開發(fā)利用自制教具資源，也要讓學(xué)生參與到自制教具的過程中，以此提高學(xué)生的自主探究能力，同時也能提高學(xué)生的動手實踐能力、同學(xué)之間的合作意識和創(chuàng)新意識，促進學(xué)生的成長發(fā)展。

參考文獻：

[1]吳國勇.自制教具與創(chuàng)新實驗永無止境[J].中學(xué)物理，2013（7）.

[2]劉炳昇.繼承傳統(tǒng) 開發(fā)自制教具的創(chuàng)新教育功能（上）[J].教學(xué)儀器與實驗，2013（1）.

[3]魯世明.高中物理演示實驗教學(xué)中學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)策略[J].物理教學(xué)探討，2013（1）.

[4]陳芳.高中物理自制教具的有效利用與對學(xué)生能力培養(yǎng)的研究[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2012（8）.

[5]李明.以自制教具促進物理探究實驗的發(fā)展[D].天津：天津師范大學(xué)，2012.