自制物理教具的教学辅助功能，本文主要内容关键词为：教具论文,辅助功能论文,物理论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
物理是一门以实验为基础的学科，在激发学习兴趣、促进主动探究、培养创新能力和科学素养等方面有着独特的优势。观察和实验是学习物理的基础，学生通过对实验的亲手操作或者是教师的实验演示，丰富感性知识，理解物理现象，揭示物理本质规律。“教学有法，教无定法”，不同的实验教学伴随着不同的实验器材。如果实验器材不能满足实验教学的需要，就会导致许多实验无法进行，或实验效果不佳、不明显。师生共同自制物理教具，不仅可以弥补实验仪器的不足，保证实验效果，而且，自制教具不是单纯的模仿，涉及到大量的科学知识和生产技术，从设想开始，到动手设计、制作、试用，最后定型、创造性地设计出新教具，都要经过深入思考和反复论证，学生从中可体验到创造的无穷乐趣，动手能力、思维水平都能得到进一步的发展。
一、加深学生对知识的理解
物理教学以实验探究为依托。在教学中，教师为了说明问题、阐述概念或分析现象，往往需要在课本原有实验的基础上增加创新性实验，甚至请学生一起开展实验。这些新增加的实验大多没有现成的教具，就需要自己动手制作。
比如，在演示证明大气压存在的马德堡半球实验时，我补充演示了这样一个实验：取一个大萝卜，中间拦腰切开，取其带根的一半，中间挖空，然后将切面用力按在一洁净的平底盘子里，这时，拎起萝卜根，会连盘子一起带起，用很大的力才能将它们分开。由于所用的材料极为简单（半个萝卜，一个盘子），又来自学生日常生活中，学生既深信不疑又极想弄清其中原因，这时的分析引导，就能使学生真正明确地认识到大气压的存在，教学效果甚佳。
又如，在“声音的产生”一节中，课本原来的实验是把正在发声的音叉放入水槽中，在讲台上演示时，后排的学生根本看不到被激起的水。有学生提出在音叉旁边挂一小塑料泡沫，泡沫在发声的音叉上蹦蹦跳跳，这就非常明白地显示出，声音是由于物体的振动而产生的。增加的教具不但增强了实验现象的可见度和可信度，促进了对知识的理解和掌握，更激发了学生的创新热情。
二、改进实验装置，优化实验效果
实验的改进要以课本中原有实验仪器和实验室配备实验装置的不足和缺陷为切入点，根据实验器材的物理和化学性能，从外形、结构、材料以及实验方法、教师演示和学生观察角度等，结合生活资源进行方案设计、修改实施，以优化实验效果。
【案例】浮力原理演示装置的改进
浮力原理演示实验是为了说明浮力产生的原因，证实物体所受浮力的大小为液体对它的向上压力与向下压力之差，原实验结构示意图如图1所示，实验方法是：将浮体放在小水箱上口，并对齐位置，先用手压住浮体，将水注入大水箱中，水的深度约12cm。然后将手放开，因为小水箱上口与浮体配合良好，漏水很少；小水箱壁的孔小，水渗漏缓慢，浮体还没有受到水的向上压力，只受到水的向下压力，所以浮体还不能浮起。待水继续向小水箱流入，小水箱中的空气不断由排气管排出，到小水箱充满水时，浮体下底面受到水的向上压力。水的向上压力大于向下压力时即产生了浮力，浮力大于浮体的重力，浮体就上浮。为了使实验现象更明显、易于观察，我对实验装置进行了改进，增加了长颈漏斗和红墨水，加大了浮体的配重，将橡胶排气管换成玻璃排气管。改进后的结构示意图如图2所示。
图1
图2
改进后的浮力原理演示装置实验效果非常好，具有四大优点：
1.增加了直观性。用滴管通过排气管向小水箱内加红墨水，能够非常清晰地观察到小水箱内的红色水到达浮体底部对其产生向上的压力时，浮体才能上升——红墨水增加了大、小水箱内水面的对比度。
2.易维护、耐用性强。原装置的排气通道是橡胶管，易老化，且接口靠近容器壁，不利于更换。玻璃管排气顺畅，可长时间使用。
3.原理更清晰。原装置中出气口（即排水管口）在小水箱的侧壁，小水箱内的水往往只能上升到出气口，然后靠小水箱内空气的压力使浮体上浮，实验效果不好。改进后的出气口在小水箱的顶部，所以小水箱内的水可以完全上升到浮体的底部，浮体上升真正是靠底部的水的浮力，浮力原理更直观、更清晰。
4.增加了实验的可视度。原浮体的重力和它完全浸没时的浮力相差较大，所以实验开始时必须用手按住浮体，才能向大水箱内加水，比较麻烦。加大了浮体的配重后，使重力和浮力相差不大，加水时就不需要用手按。这也说明一开始时浮体只受到水对它的向下压力，从而增加了实验的可视度。另外，增加的长颈漏斗可以使水较平缓地进入大水箱，确保浮体能被水完全浸没而不浮起。
三、增强直观性，轻松突破教学难点
物理抽象、概括的特点，让许多学生对物理学习“望而生畏”。在物理教学中，针对难点问题自制教具开展实验，既可以增强物理知识的直观性，同时弥补了学校物理仪器品种配备的限制，又融合教师的教法与学生的学法为一体，培养了学生的动手能力、创新精神和实践能力。在动手过程中，师生还要不断地对教具设计进行修正调整，这样就使动手动脑更加协调，更加容易激发学生的学习兴趣。因此，教师应根据教材要求和特点精心组织实验，努力使物理课节节有“物”。
比如，教学“大气压强”时，还可取两个粗细差别不大的试管套起来，并在它们的间隙中倒进一些水，然后，教师忽然把这两个套着的试管倒过来朝下，学生肯定会很紧张，认为细试管要掉到地上。可是，细试管却徐徐上升。出乎意外的结果大大激发了学生的学习兴趣，诱发了求知的欲望，从而全身心地投入其中，“大气压的存在”这一教学难点很快得以突破。
图3
又如，在做液体沸点和气压关系的实验时，可设计、采用如图3所示的实验装置，演示过程如下：(1)在两只烧瓶里装上适量的水，让温度计的玻璃泡完全浸没在水中，然后给左烧瓶加热。由于空气受热膨胀，左瓶中一部分空气通过导管流到右瓶里，使左瓶的气压减小，而右瓶气压增大。加热一段时间后，用夹子夹紧橡皮管。(2)用酒精灯同时给左、右烧瓶加热，直到水沸腾，读出左、右温度计示数（大约为94℃和105℃）。(3)停止给右烧瓶加热，松开橡皮管上的夹子，使右瓶里一部分气体流到左瓶里，此时，右烧瓶的水又会沸腾，而左烧瓶的水却停止沸腾。这充分说明了液体的沸点随气压的增大而升高，随气压的减小而降低。该实验直观性、对比性强，器材简单易得，教学效果特别好。
总之，自制教具是一项科学、有效的探索性实验教学活动，若运用得当，常常能出奇制胜。它的价值不仅超出了仪器使用的范畴，也远远超出经济的范畴；在教育现代化的新形势下，它更凸显了时代特色，并在不断的创新中显现出更为重要的作用。自制教具已经成为物理教学工作的一个重要组成部分。