高中物理自制教具的创新策略

朱海榕

【摘要】在新时代的教学背景下面，众多教育学校和专家都要求学科的教学从自身的特点出发。教师有把握到了学科的特点，才有利于自身教学技能的提升，很多教师在教学的过程当中，不注重学科的特点和特性，采取一种传统的教学模式，这样是不利于学生接受的！高中物理是一门以实验为基础的学科，因此在实际的教学过程当中，教师通过自主创新的教學模具来实现教学目标是非常必要的。众所周知，高中物理研究的是物体的运动状态，过程，以及物体在运动过程当中的变化规律。在实际的学习过程当中，会运用到大量物理学家总结出来的运动规律。然而对于这些规律要让学生产生比较感性的认知，就必须通过实验论证的方式，让学生深入理解，达到教学目标。

【关键词】高中物理；自制教具；科学创新

【中图分类号】G633.7 【文献标识码】B 【文章编号】2095-3089（2017）19-0207-02

受到我国应试教育的影响，在进行实际的授课过程当中，绝大多数教师都是采取；“记忆物理学科的实验原理和对一些书上给出的物理公式进行推论”模式的教学。或许这样的教学模式能够让学生在短期内将物理学科的成绩提高，但是却不利于学生思维能力的构造。其实物理学中大多数规律以及公式都是众多的物理学家在经过大量的实验和数据分析之后得出来的。因此我认为在高中的物理学的教学过程当中不应该脱离实验教具进行教学，作为新时代的教师，我们有必要自主创新的设计一些贴合于教学实际的教学模具。下面我将从利用自制的教具进行教学的原因以及我自己设计的一套教具装置进行实际说明，希望能够促进我国物理学科教育的发展。

一、自制教具教学的原因

其实利用教具教学的原因有很多，上文中提到的物理学不应该脱离实验教学就是一个最主要的原因。当然除此之外，我还认为新时代的教学应该是具备创新意义的，我们不能总是拿课本上一些相对老套的实验进行传统反复的教学。如果作为教师的我们能够自主的研发出一些有利于教学目标实现的教学工具，那么对于实际教学效率的提高是非常有帮助的！众所周知，在当今高考教育改革的过程当中，非常注重学生对于实验的自主创新能力的培养。简单的来说，就是要求学生改装以往学过的实验装置，达到某种实际目的。因此在教学的过程当中，作为教师的我们能够首先做出一些示范，相信对于学生这种素养的提高是很有帮助的！

二、自制教具教学的实例

在进行实际的教学过程当中，我发现有许多实验都是可以通过我们自己设计出来的装置进行论证的。其实无论是从《高中物理必修一（人教版）》所学的小车的加速度的探究实验还是到《高中物理必修二（人教版）》所学的物体平抛运动的规律，我们都可以通过改装传统教学模具的方法，对以往我们教科书上提到的公式和定理进行论证。让学生在感受严谨的实验过程当中，体会科学的奥妙，达到我们的教学要求。下面我拿出一套我自己设计的教具来进行论证，希望对于广大教师的实验教学有所帮助。

1.教具简述

这套教具主要是我为《高中物理必修二（人教版）》所学的“验证机械能守恒”和复习《高中物理必修一（人教版）》所学的“物体由摩擦力产生的加速度与动摩擦因素之间关系”而设计了一套实验装置。对于这套实验简单来说可以是《高中物理必修一（人教版）》所学的“斜面实验”的创新利用。主要目的是让学生通过《高中物理必修一（人教版）》所学的知识，求出实验装置当中所运用到的材料的动摩擦因素，然后再利用学习机械能守恒定律之前所学的求力的做功模型，探究“物体的重力势能，动能以及摩擦力做功之间的关系”。通过这三种能量的研究，达到我们“机械能守恒”这一章节的教学目标。

2.教具器材

本套教具主要是运用了《高中物理必修一（人教版）》所学的探究物体匀加速运动的实验器材当中的斜坡和光电门。不同的是《高中物理必修一（人教版）》所学实验的斜坡表面的研究材料是固定的，而这套实验装置当中我们将在斜坡上面安装不同的材料。除此之外，这套教具还需要运用到物理学实验经常用到的小车（有遮光片），刻度尺，天平等。

3.实验说明

因为机械能守恒实验本身就是一个探究性实验，为了使学生清楚的理解机械能守恒定律这个较为经典的概念。因此客观来说我们将机械能分为物体的动能以及重力势能。由此这里主要验证的公式就是：

f摩L+mv2=mgh

在实验之前，我们可以让学生求出小车相对于不同斜面材料的动摩擦因素，由于这主要是《高中物理必修一（人教版）》所学的知识，这里不重复赘余地讲解。在学生求出小车对于不同斜面材料的动摩擦因素之后就可以让学生通过三角函数的知识，求出物体在斜面上所受的摩擦力，最后得到的公式就变成了：

L+mv2=mgh

其中表示斜面倾角的正切。当然，上述公式当中表示质量的m可以约掉。

4.实验步骤

（1）首先学生需要做的工作就是对于上述公式当中提及相关物理量的测量，由于在中学阶段不考虑不确定度引起的误差，因此只需要将实验当中得到的数据精确到小数点后两位。

（2）其次学生要对上文中提到的动摩擦因素进行相对准确的测量。这里必须说明的一点就是物体对于不同材料的动摩擦因素都是不同的，因此学生需要分组测量。

（3）按要求正确的摆放实验教具装置，实验原理图可以参照研究物体加速度的斜面实验。不同的一点就是在两个斜面的底端将安装一个具有测时间作用的光电门，除此之外，小车的尾部还应该装有遮光片。

（4）通过光电门计算出小车到达斜面底部的速度，最终求出小车到达底部的动能。通过计算的方法，验证上述提到的公式。通过观察的方法，发现小车到达另一斜面的高度与安装在斜面材料的关系。

很多教师在看到我设计的这个教学模式就是后或许都有一定的想法。或许很多教师认为这样的教学或许过于简单，很难阐述一种较为深刻的知识。确实护理学科的教学是为了拓宽学生的思考思维，但是我认为在授课的过程当中就是还应该注重对于学生计算能力的培养，如果真的是忽略了对于学生基础知识的传授，他们就会使得整个教学变得本末倒置。教师只有在教学的过程当中不断用一些简单的原理制造出一些相对有趣的教学教具，才能提供学生学习兴趣，一方面对于自身教学效率的提升也是很有帮助的。

三、教具教学的意义

以上文当中提到的“验证小车机械能守恒实验”为例，在许多学生的心目当中，机械能是一个相对来说比较抽象的概念。就算作为教师的我们采取宏观定义的方法，将机械能片面（转下页）（接上页）的讲解成动能和重力势能，学生也仍然非常难以理解他们之间的关系。因此我们通过一些具有实验代表性的教具，让学生自主的探求出他们的关系，相信这样的意义是远大于让学生通过死记硬背的方法来理解物理学科的公式定律的！因此作为高中物理教师的我们需要通过总结归纳的方法，发现物理课本当中相对比较经典的实验，然后对于这些实验的仪器进行有创造性的改造，最终验证出下一阶段教学的物理规律。