时间:2024-05-07
张梅
【摘 要】自制教具已经普遍适用,其可以缓解实验器械的紧缺,增强对于材料的利用率。同时也可以让学生在制作的过程中,了解实验教具工作的原理,拥有深层次的物理理解,提高物理修养。教师重视培养学生的实践能力,让学生的物理素养得到提高。文本就初中物理自制教具进行分析。
【关键词】自制教具;初中物理;演示实验
一、现有实验教学中的缺陷
实验是初中物理中的重要组成部分,对于教学发展有好处。但是大部分教师对于实验的进行并不重视。学校对于实验器械长时间不进行更新,导致没有精确的设备进行物理实验,实验数据误差较大,同时学生对于实验也没有积极性。但是直接进行讲课存在诸多问题,比如:学生对于实验细节记忆并不深刻,并且也没有进行实验的效果更加直接。在进行实验中,学生会发现诸多的问题,这些问题就会让他们对此重视,加深记忆。
二、初中物理演示实验中自制教具的特点
(一)经济实用,成本低廉
自制的道具往往采用常见的材料,进行粗略的加工即可得到,其只能满足较为简单的实验,不能进行高精度的实验内容。所以相对便宜、性价比高。制作实验道具的过程可以帮助学生更加了解实验,了解道具的原理,明白实验的过程。由于有些学校的实验器械不及时更新,器械残缺不全,所以自制器械就显得重要。
(二)操作方便,使用灵活
由于条件与知识的有限,自制道具通常适用于简单的物理实验,而不适用于高精度的实验。所以操作较为简单、容易上手。而且器械较为轻便,方便学生携带,能增强学生的使用效果。比如:设计简单的测量仪器,完成粗略的测量深度。或者是简单的测力器,对于力进行测量。因为材料以及制作成本的有限,所以无法制作精密器械。简单、易上手的试验器械可以提高学生对于实验的兴趣,增强实验体验和反馈。同时器械的可塑性比较强,可以将其转化成不同功能的实验器械,最大程度的节约实验空间与原材料。教师在设计自制器械时需要以经典器械作为对象,可以适当进行改进。
(三)现象直观,效果明显
复杂的实验设备往往需要结合公式,才能得出相应结果。简单的实验装置可以更直观的反应实验的成果,对于实验数据进行直接的读取。高中的实验并不繁琐,所以自制器具可以更好地反应实验现象。
(四)设计科学,性能可靠
由于自制教具的设计简单,所以在实验时其副作用较小,不会产生实验危险。虽然自制教具并没有经过严密的计算以及测试,但是其具有科学性,教师在使用时需要保持科学的严谨态度。
三、自制教具在初中物理演示实验中的应用实践
(一)仿制法
制作教具的常规方法还是以仿制为基础,案例实验道具都是前人经过长时间的钻研所设计出的,其实验性已经非常成熟,教师以之为模板,既可以保障实验教具的科学性与安全性,同时也能节约大量时间和精力。教师选择容易制作的教具,进行自制。但是制作的过程并不简单,其中需要相关的细节研究和把控,教师可以从网络上进行学习,在自制时注重细节,否则会导致自制教具的测量不准确。教师以模板教具的实验原理进行仿制,可以针对自己所要进行的实验进行整改,让其更适合自身的实验情况。教师以身边的废品或者实验陈旧设备为原材料,进行实验教具的制作,可以提高废品的利用率,达成低碳环保的目的。在进行摩擦起电的实验中,可以选取塑料泡沫、针、线,虽然材料简单,但是所呈现的教学效果是不错的。教师可以仿造弹簧测力计的原理,制作简易的测力计。首先找出弹簧、示数板、钩子等必要器具,将其组装完成后,进行简单的测试,让力与读数相对应,进行力度较小的拉力测量。上述的实验材料都是无用之物,将其进行组合,就可以变废为宝。
(二)改造法
有些常见的实验器具不一定适合自身的实验条件,学生无法通过现有教具完成对应的实验,对于找不到相关的适合实验教具,教师可以自行改进。可以将实验教具的相关细节修改,方便自身实验。也可以加大改进力度。比如:在电学的实验中,目前仅有一电压表,而教师需要测电流,就可以将其改成电流表。为了方便学生对于实验过程的观察,可以将教具改的更加直观,加入声音或者将示数进行放大。在进行平抛实验的教学中,为了让学生对于平抛运动的轨迹更加了解,需要用到精密的记录仪器。但是并无法让学生对于实验结果有深刻的记忆,为了让学生加深对于实验的理解,教师选择自制教具。首先思考,如何让物体持续做平抛运动。一次平抛运动是短暂的,学生对于落地的瞬间无法用肉眼捕捉到。可以联想到水流,让水流持续呈平抛运动流出,就会一直落于一点,方便学生观察。所以,学生需要让水流的轨迹持续不变。水流的轨迹与水中的压强有关,就是保证水中的压强不变。考虑到水的流出,为了维持压强,需要流出与流入的量相平衡,可以将挂点滴与之联系。具体的实验如下:首先,去除塑料瓶,在瓶的外侧开口,让水流出,水流的轨迹以坐标纸为参照,进行观察。以坐标纸为参照,记录水流轨迹的数据,在黑板上进行描绘。為了保证水流轨迹不变,学生需要利用点滴控制器控制压强,让学生对于水流进行持续观察。通过对应的坐标轴,计算出轨迹对应的平抛运动的二次函数,从而计算出系列示数,了解平抛运动。如果不进行教具改装,学校实验室是不具备此类实验器械的。将器械进行改装,可以培养学生的创新思维,加强学生对于物理的兴趣爱好,了解知识点之中的联系。
(三)组合法
在进行实验时会出现以下这种情况,需要多种实验器材进行组合才能完成实验。比如:在测量电路中的数据时,需要电流表与电压表相互配合使用。组合法也是物理实验中常见的试验方法,教师可以将自制的教具相组合,将不同的教具的用途进行发挥。如果将所有的教具用途都归结到一种教具中,就会显得繁琐不堪。学生可以通过运动学的公式将速度与高度进行转化。首先,将道具以及教具准备完成,将道具放在实验展台上。将小球放于固定高度,测量此时小球的高。同时记录小球的质量以及线的长度。在小球做摆动时,测量小球的拉力。将实验数据记录下来。可以进行多次实验,减小误差。学生也可以采用控制变量的思维,改变小球的高或者半径长度,最后利用所得的数据求出拉力。
(四)巧用自制教具,培养科学态度
上述所说的是教师进行教具的制作,学生也可以完成教具制作。通过制作教具,可以帮助學生更加了解实验的原理,以及实验材料的属性,加深对于物理学习的理解。动手实践可以增强自身的实践能力。学生完成自制,可以帮助教师减少教学压力,让学生更加崭新的应对备课,提高上课效率。
(五)小组合作,积极探究
学生的物理经验仍不丰富,缺乏一定的设计实验教具能力。所以教师可以让学生进行合作,多人完成实验教具的制作。在进行合作时,学生可以把自身的想法提出来,提高大家对于细节的注意,同时,合作学习可以使得好的思维进行碰撞,优中取优,让教具的设计更加出色,培养学生的想象力,加深对于物理知识的理解,培养学生的探究力。比如在探究导体与绝缘体的性质中,提出这两者之间进行转化,没有绝对的绝缘体。学生需要对假设进行验证。首先选取绝缘体玻璃,理论中让玻璃加热到一定程度就可以变成导体。学生取来酒精灯、电路、玻璃、小灯泡。学生需要连接电路,将除酒精灯外的实验材料等进行串联,此时闭合开关,由于绝缘体的性质,小灯泡不亮。之后保持电路闭合,利用酒精灯对玻璃进行加热。由于玻璃的熔点较低,很快便会融化。玻璃是否变成导体,可以通过观察小灯泡是否发亮来判断,灯泡发亮证明电路已通。
(六)自主实验,拓宽视野
物理较为抽象,需要学生具有一定的抽象能力和空间想象力。教师需要重点培养学生的相关能力,通过完成实验,可以让学生的思维更加丰富。比如:在进行“摩擦起电”的教学中,这是易于完成的实验,其实验材料容易获得。学生进行毛皮与橡胶摩擦之后,可以用橡胶棒吸引质量较小的物体,可以发现对于物体的吸引力明显变强。让学生在了解物理知识的同时感受物理乐趣。学生也可以自主完成滑轮组的实验。为了验证滑轮组中不同组合方式的滑轮组的特点,学生准备一个定滑轮、一个动滑轮、若干砝码。以自制的角度,可以准备两个小轮以及重量相同的重物若干。首先,将装置安装完成,先了解三段绳子进行做功,可以发现虽然省力,但是重物上升的速度较慢。再用两段绳子进行做功,发现上升的速度变快但是费力。由此帮助学生更加了解动滑轮与定滑轮的特点。定滑轮只是改变力的方向,不改变大小,而动滑轮可以改变力的大小。让学生自制教具、自主实验,可以充实学生的物理经验,对物理的学习产生积极性。同时也能更好地运用物理知识,对于身边的事进行解释说明,了解物理在生活中的应用。
四、结束语
如今,自制教具已经非常常见。对教师而言,可以缓解学校的资源危机,提高材料的利用率,真正做到将物理与生活结合,为学生树立榜样。对学生而言,可以让学生更加了解物理实验的原理,以及实验器材工作的原理,在自制教具的过程中,不仅锻炼自身的动手能力,也可以了解自身物理的不足,加强对于细节的把握,增强物理学习的信心和动力。教师需要培养学生的自制能力,让学生可以综合发展,提高物理素养。
【参考文献】
[1]韦颖怡.高中物理电磁学部分自制教具的开发与应用研究 [D].山东:鲁东大学,2018.
[2]揭梦昀.自制光学演示实验教具在初中物理教学中的实践研究[D].江西:赣南师范大学,2017.
[3]邵娇美.高中物理自制教具的开发与利用[D].昆明:云南师范大学,2016.
【本文系江苏省南通市教育科学“十三五”规划课题(乡村教师专项)《初中物理自制教(学)具在教学中有效应用的研究》成果之一;编号:xc2020046】
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