摘 要：在高中物理教學過程中，教師要對課堂教學模式進行創(chuàng)新，提高課堂教學的效率.在高中物理曲線運動教學的時候，教師借助自制教具來引導學生從抽象的曲線運動理論轉(zhuǎn)化為具象的運動模擬與認知，加深學生對于理論的學習與理解.本文分析了在高中物理曲線運動教學中，如何利用自制教具來創(chuàng)新課堂教學的情境、活躍學生的思維，并對教具教學存在的問題進行反思與優(yōu)化.

關鍵詞：高中物理；曲線運動；自制教具；課堂教學

中圖分類號：G632 文獻標識碼：A 文章編號：1008-0333（2023）30-0095-03

收稿日期：2023-07-25

作者簡介：李佳（1989.12-），男，江蘇省常熟人，碩士，中學一級教師，從事高中物理教學研究.

高中課堂教學不能僅做知識灌輸和組織題海戰(zhàn)術，而是要活躍學生的思維，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神.在曲線運動教學的過程中，教師利用自制教具來豐富學生的思維認知，引導學生利用自制教具將抽象的物理知識具體化、形象化，不僅可以在課堂上給學生帶來新鮮感，還能夠激發(fā)學生的熱情，吸引學生參與到物理課堂中，既可以夯實現(xiàn)有的知識結(jié)構，又能夠通過自制教具靈活探究抽象的物理知識，探索、創(chuàng)新物理學習的方法，鍛煉學生的實踐能力、探究能力，保障課堂教學效率的提升^[1].

1 自制教具在高中物理課堂中的應用優(yōu)勢

在高中物理教學的過程中，教師鍛煉學生的實踐動手能力，引導學生自主進行實驗教具的選擇，制作實驗驗證教具，同步鍛煉學生的動手能力以及實驗驗證能力.

1.1 活用自制教具激發(fā)學生的興趣，調(diào)動學生的積極性

在物理課堂上，教師重點激發(fā)學生的興趣，引導學生建立學習興趣.通過激發(fā)興趣，學生的課堂參與積極性更高，跳出傳統(tǒng)理論學習，動手參與物理學習.一種有效方式是利用自制教具調(diào)動學生參與熱情，讓他們親自動手、實驗，體會和掌握物理知識.為實現(xiàn)這一目標，教師可在課堂上鼓勵學生動手實踐制作和使用教具.這樣的親身實踐使學生更深入理解物理原理，同時培養(yǎng)他們的觀察力、實驗設計和問題解決能力.此外，教師還可以組織學生參加小組項目，共同設計和制作復雜教具，如電路實驗板、力學模型等.通過團隊合作，學生們互相交流和合作，共同完成項目，并在最終展示中展示成果.這種參與式學習模式激發(fā)學生創(chuàng)造力和探究精神，增強他們對物理學科的興趣和自信心.課堂上，教師應注重激勵和贊揚學生，及時給予肯定和鼓勵^[2].

1.2自制教具可以建立直觀的物理認知現(xiàn)象，輔助學生理解知識內(nèi)涵

自制教具的優(yōu)勢在于調(diào)動學生在課堂上的積極性，為他們建立直觀的認知印象.通過自制教具，學生能更直觀地理解物理現(xiàn)象、運動軌跡等知識，從而更好地輔助他們掌握理論知識.在教具的實際場景搭建下，學生能夠?qū)⒊橄蟮睦碚撧D(zhuǎn)化為直觀的實驗現(xiàn)象、模型模擬現(xiàn)象，充分地將理論與實踐融合在一起，將外部知識轉(zhuǎn)化為內(nèi)在知識，輔助學生掌握物理理論，應用在實際物理問題的分析和解決中^[3].

1.3 自制教具培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神，提升學生的實踐能力

在自制教具設計和制作過程中，教師應充分調(diào)動學生的積極性，引導他們一起進行教具的設計和制作.在這一過程中，學生需充分發(fā)揮頭腦風暴、發(fā)散思維的能力，并在動手制作過程中不斷創(chuàng)新和實踐.在自制教具和實驗環(huán)節(jié)，教師需要鼓勵學生對所學知識進行自我分析和思考.學生在自主總結(jié)思路后，實施教具的制作和實驗模擬.自制教具課堂活動能訓練學生的自主分析、思考能力，創(chuàng)造實踐動手的機會，輔助學生構建自主的知識體系，從而提高他們的自學能力和構建能力.

2 在高中物理“曲線運動”教學中活用自制教具的策略

曲線運動是高中物理知識體系中非常重要、核心的知識模塊.在為學生介紹曲線運動的時候，要從曲線運動的概念、曲線運動的速度方向、曲線運動的條件等入手，曲線運動是一個需要系統(tǒng)學習的模塊，但是學生對于曲線運動的研究多是停留在平面、二維圖像的分析上，缺少立體的認知，對于曲線運動的研究也停留在理論層面^[4].

利用自制教具的模式，教師可以在課堂上構建實際的問題研究場景.通過自制的教學工具，針對性地為學生進行理論分析與講解，使學生在實驗中觀察、探索和體會曲線運動現(xiàn)象.這樣，學生可以直觀地觀察曲線運動的路線，并分析影響曲線運動狀態(tài)的各種因素.

在自制教具設計過程中，利用自制教具讓學生直觀體會物理現(xiàn)象，深入理解物理知識的內(nèi)涵.此外，教具還可以幫助突破物理演示實驗教學中存在的局限和不足.通過在一個較為簡單的情境中理解和認識曲線運動，學生可以更好地掌握相關知識.

2.1 對于曲線運動自制教具的設計

在設計高中物理教學模式時，首先需要確定曲線運動的學習目標.教材中為幫助學生理解曲線運動原理，設計了演示實驗.通過觀察彎曲軌道中的曲線運動速度和方向，引導學生在實驗觀察中了解曲線運動的概念.如圖1所示：

將一張白紙放在水平桌面上，并在紙上擺放一條彎曲的軌道.使用沾滿紅色印尼的小球，以初速度從C點滾入曲線軌道，再從A點離開，留下一條運動軌跡.通過觀察運動痕跡記錄小球離開軌道后的運動軌跡，拆開軌道，當小球以同樣的初速度從C點進入，從B點出去時，記錄兩次運動軌跡.對于曲線運動軌跡，需要考慮兩次運動之間是否存在關系.

通過演示實驗，學生能夠直觀地觀察曲線運動的方向，并比較速度、方向和運動軌跡.雖然上述實驗能夠直接觀察曲線運動軌跡，但受到外界因素的影響較多，如小球速度不夠快、紙張弄臟、桌面不平等因素會影響實驗結(jié)果.

教師組織學生自制教學工具，以鍛煉學生的動手能力和實踐能力.為了制作自制的曲線運動驗證道具，需要準備以下材料：1.5 V電池、開關、導線、電壓為3 V的減速小馬達、木棒、正方形泡沫板、木板、白紙、鋼球、鑷子、自動褪色的消失墨水、燒杯、電鉆、鋸子、美工刀、釘子和錘頭等.在制作過程中，首先在泡沫板上挖一個凹槽，使泡沫板的四周呈現(xiàn)中間低四周高的格局.接著，在泡沫板和木板的中間開一個小孔，將減速小馬達固定在小孔內(nèi).然后制作兩個長度與鋼球直徑相同的小木棒，用釘子固定長木棒，制作簡易的轉(zhuǎn)動器，并將推動小球運動的馬達安裝在轉(zhuǎn)動器上.最后，用白紙裁剪與模板相同大小的形狀，放置在木板上，形成泡沫板-木板-白紙-木棒的自制教具.這樣就制作成了如2圖所示的曲線運動演示裝置.

利用自制教具的時候，學生親自動手去設計曲線運動，去觀察和驗證曲線運動的相關理論.將小鋼球放在盛有藍色消失墨水的燒杯中，放在轉(zhuǎn)動器的第一個卡槽位置作為曲線運動的起點.閉合運動的開關，轉(zhuǎn)動器推動鋼球運動，在白紙上留下運動軌跡，學生通過運動軌跡的觀察能夠確定小鋼球所做的運動為曲線運動，運動軌跡表現(xiàn)為一個圓弧.斷開自制教具的開關，轉(zhuǎn)動器停止運動，鋼球離開轉(zhuǎn)動器繼續(xù)運動并落入到泡沫槽中，白紙上清晰地記錄著小鋼球的運動軌跡，如圖3所示.

依照上述的操作，反復進行小鋼球運動軌跡的探索，為了區(qū)分幾次運動軌跡的不同，用不同顏色的消失墨水繪制小鋼球的運動軌跡，每次設計曲線運動的時候設置不同的初始速度，對比運動軌跡，第二次小球曲線運動的軌跡如圖4所示.

對兩次運動的軌跡進行比較，當學生發(fā)現(xiàn)軌跡上的不同之處時，會產(chǎn)生探究的疑問.教師可以借此契機引申曲線運動的運動機制，鼓勵學生探究和對比軌道運動中的差異，以驗證教材中有關曲線運動的定律和定理是否正確.

2.2 利用自制教具來構建自主探究的課堂氛圍

基于自主探究活動，學生在教師的引導下設計、制作教具，模擬曲線運動的真實場景.制作過程簡單，實驗材料為常見生活用品，操作簡便，呈現(xiàn)出來的物理現(xiàn)象直觀.學生可以直接驗證實驗結(jié)果，論證教材中的物理理論.

通過自制教具，學生實際觀察和對比了曲線運動與直線運動的相同點和不同點，在新舊知識之間建立了聯(lián)系.教師在此基礎上進行教學指導，夯實了學生對于運動方向、速度和作用力方向之間的認知.

由于曲線運動是復雜的變速運動，教師利用自制教具活躍課堂氛圍，強化學生的認識并降低畏難心理.這給學生充分的自主空間去討論、探究、總結(jié)學習結(jié)論.在自主研究的過程中，學生互相學習，掌握新舊知識知識點之間的相同點和不同點，構建完善的物理知識框架.

在物理課堂上，教師組織學生自制教具，親自進行實驗探究，激發(fā)學生的積極參與性和興趣，而非僅完成任務地記憶理論和計算方法.本文分析了高中物理曲線運動講解過程中，如何利用自制教具豐富學生的實踐經(jīng)驗.讓學生設計、制作并操，觀察實際軌跡，探究影響物體運動方向、速度的因素.結(jié)合直線運動知識，建立知識對比、分析和思考，夯實對物理運動學、力學知識的認識，將所學知識靈活運用于實際問題分析.同時，教師可構建高效課堂，提升學生學習體驗，培養(yǎng)學生的物理學科核心素養(yǎng).

參考文獻：

[1] 任彥霞.高中物理自制教具的有效利用[J].陜西教育（教學），2018（9）：68.

[2] 朱海榕.高中物理自制教具的創(chuàng)新策略[J].課程教育研究，2017（19）：207-208.

[3] 考魁.創(chuàng)新線上演示實驗教學培養(yǎng)物理核心素養(yǎng)：以“曲線運動”課堂演示實驗為例[J].物理教師， 2021，42（03）：11-13，17.

[4] 李貞.高中物理自制教具的開發(fā)與應用的研究[J].中學生數(shù)理化（教與學），2020（10）：75.

[責任編輯：李 璟]