自制教具在中学物理教学中的作用及实例展示
xxxx 摘 要:简述了物理教具制作与研究的必要性和现实意义.论述了物理教具设计的基本思想和要求,并以电容器充放电演示仪与多用玻璃瓶的制作及演示为例证实之。关键词:教具;物理教学;电容器;充放电;玻璃瓶
Abstract:Description of the physical design of learning materials and the necessity and significance.Discusses the basic ideas of physical teaching aids design and requirements, and to charge and discharge the capacitor Demonstrator and the use of multi-purpose glass bottles and presentation as an example and confirmation.Keywords:instrument ; physics teaching ;Capacitor ; service charge capacitors;glass bottles 0 引言
物理学是一门以实验为基础的基础学科,各类仪器广泛地应用于物理学的教学和科研中。在基础教育阶段,教学仪器主要分为商品教具和师生自制教具。自制教具是师生为适应教学需要、改革教学方法而自行设计的形象化教学器具,虽然它在数量上远远少于商品教具,在规范性、功能、外观上也比不上商品教具,但它却凝聚、体现着第一线教师丰富的教学经验,是教学科研成果的重要形式之一。《中学物理教学大纲》中明确指出:“要发动学生和教师一起自制教具”。开展自制教具活动有助于培养创新精神和增强实践能力,是教学改革的重要活动,它正日益受到各级领导和广大教师的重视。设计和制作直观具体、形象生动的教具,能很好地突破教学的重、难点,从而达到从感性到理性,从具体到抽象,从简单到复杂的教学目的,是教学成败的关键。下面从几个方面阐述自制教具的意义及作用以及如何设计和制作物理教具,并以自制电容器的充放电演示仪以及多用玻璃瓶演示仪为例展示。
1.自制教具的必要性和现实意义
物理学是以实验为基础的科学。没有物理实验就没有物理学。物理实验也是物理教学的基础,可以说,没有物理实验也就没有物理教学。然而,长期以来师生对物理学科的本质特性,对物理教学的根本任务认识还不够到位,即便是认识到了,但囿于学校教学条件差,缺乏物理教学的实验仪器和设备。故此在物理教学中只强调对理论知识的传授,不注重物理实验教学,或者是“只能在黑板上做实验”。这种现象在本省中学,特别是农村中学极为普遍。这样下来,许多学生虽然在中学已经学习了几年的物理知识,但仍然不能理论联系实际,应用物理学的知识和技能解决实际问题的能力极为低下。从客观上讲,我省大部分贫困地区,教育基础差,起点低,教育资金严重匮乏,而物理实验教学的支出相对又大,配备必要的物理实验仪器一时难以做到,许多农村中学根本就没有实验室,致使这些中学要普及物理实验教学的确是十分艰难的事情。虽然说.“中
学校长,物理教师难为无米之炊”,然而,借鉴其它省份同类学校成功的经验,倡导、鼓励、发动师生自力更生、周陋就简、因地制宜地研制物理教具,强化物理实验,不失为一种切实可行的好办法,其中的关键环节是物理教师既要有克服困难、知难而上的意识,更要具备一定的物理实验能力、操作技能和教具制作能力。
2.教具制作在教学中的作用。
观察和实验是学习物理的基础,也是物理教学的重要手段。制作教具与使用教具对学生的感性知识的形成,提高直观教学效果具有独特作用。自制教具一方面可以弥补学校实验仪器的不足;另一方面又能充分利用学校实验室设备条件,有针对性地设计制作教具,演示物理现象,创设物理情景,激发学生学习物理知识的兴趣,培养学生的能力。自制教具在物理教学中作用很大,具体体现以下几个方面: 2.1给学生提供丰富的感性材料
观察和实验是物理产生和发展的基础,物理实验在物理教学中的作用是不言而喻的。自制教具就可以有针对性进行演示。自制教具还能针对学生的疑难问题,设计有引导作用的实验。有这样一道题:“浮在盆中的小塑料盒内有一金属块,若把金属块从小盒中拿出来投入水中,问盆中的水面高度如何变化?”这个问题如果用数学方法演示给学生看,虽然学生也能勉强接受老师的解答,但对结论不是很信服,如果取一简单的仪器,设计一个实验来演示,问题很容易讲清楚,又如,有些学生对“同种液体产生的压强大小只决定于深度,而与容器的横截面大小无关”不易理解。我们用两个尽量相同的气球,都装了水,其中一个气球接粗玻璃管,另一个气球接一根细玻璃管,在玻璃管中灌水。通过比较,可以看出气球膨胀的大小与玻璃中水的高度有关,而与玻璃管的粗细无关。
2.2激发学生对物理课的兴趣
物理学以其丰富多彩的实验为培养学生学习兴趣提供条件。例如,学生喜欢打陀螺,我们就让学生在陀螺上描上红、绿、蓝三中种颜色,使陀螺转动将三种颜色混合。通过实验启发学生掌握物理知识。又如学生喜欢玩具电动机、可以让学生用硬纸片做多种不同颜色的纸片拼成原盘来实验。这样寓教于乐的例子是很多的。在讲“物体沉浮条件应用”后,我们发动学生去观察鱼在水中的浮沉情况,学生通过观察,发现鱼和潜水艇相仿,能在水中自由的上浮下沉,那么鱼又是靠改变什么来达到上浮或下沉的目的的呢?为了搞清楚,我们又动员学生去观看杀鱼,看看鱼鳔里是不是有水,这样通过创造条件做实验,既解决了问题,学生又感兴趣。2.3 加强理论与实践的联系
无论是老师,还是学生,自制教具的过程无疑是把物理知识应用到具体的实践中去,通过教具的制作,可以检验自己设计的合理性和所学到知识的正确性。如果让广大师生都来自己动手设计、制作仪器,能使学生在掌握教材的基础上,吸收实验经验和实际知识来充实自己加深对理论的理解,提高运用所学理论解决实际问题的能力,从而掌握比
较全面的知识,也是克服目前存在片面追求升学率,沉溺于“题海”的有效措施之一。2.4 提高仪器的利用率、改善了实验的效果
中学物理演示实验的主要目的就是要最大限度地重视自然界中的物理现象,通过演示来唤醒沉睡在学生头脑中对自然现象的记忆。把自然现象、生活实际和课堂教学融合起来。例如,用二个卷纸筒,一个凸透镜,一块毛玻璃就可以制作一个照相机模型。学生通过实验都能熟练掌握相机的焦距原理。
自制教具还可以发挥一物多用的特点,例如:用注射器可以装配成水压机模型,可以做液体沸点与压强关系演示实验中的抽气机,还可以做测量大气压强的实验等。
自制教具还可以改进某些演示实验,达到简化操作手续,缩短实验时间,改善实验效果的目的,使学生能更加集中注意力,观察主要的物理过程,例如在演示气体热膨胀时,将一个气球装在一根玻璃管上,玻璃管下端连接一个烧瓶,把烧瓶浸入到热水中时,气球就会膨胀起来,通过这样的改进,实验的可见度大大提高了。
3.如何制作教具
3.1物理教具设计的基本思想
物理教具的设计首先是为教学内容服务的,设计的教具应当作为辅助教学的工具。它能够准确地、形象地展示物理现象或揭示其教学规律.便于教师教学,也便于学生学习。其次,教具的设计必须是切实可行的。根据学校的实际情况,能够提供多少物力和财力量力而行,最好是就地取材、因陋就简。最后,教具的设计还要考虑趣味性,中学生正处在青春期.他们对周围的世界有着广泛的兴趣。物理教学本身就有许多有趣的东西,如果我们能在教学中把这些有趣的东西结合起来.就会激发起学生学习的热情.从而收到良好的教学效果。3.2物理教具的设计要求
物理教具的设计要求,一般有以下几条:
(1)教具能正确地说明问题,能揭示事物的本质,使学生观察到的现象是明显的、突出的。
(2)结构简单,使用方便。物理实验用的教具,以结构简单为好,要让学生一眼就能看清楚教具的各个部件,能直接看出教具所揭示的物理内容。
(3)自制的教具必须有较好的稳定性,较高的实验成功率。如果教具在实验过程中很难操作,或者实验成功率低,这样的教具给学生演示,学生会愈看愈糊涂,他们会感到物理难学,产生学习物理的消极情绪和畏难情绪。
(4)记录数据要准确,利于实验结果的统计与分析。
(5)要有足够的可见度。好的演示仪器要有明显的效果,可观察性要强,演示时要尽量能让所有参与的同学都能看得清楚。
(6)尽量使一个教具具有多种功能。
(7)自制教具要就地取材,因陋就简。(8)设计教具应该注意使用安全和保管方便。
4.实例展示
4.1电容器充电、放电演示器 4.1.1原理
电容器是电气设备中的一个重要元件,在实际中有广泛的应用。在两个正对的平行金属板中间夹上一层绝缘物质-电介质,就组成一个最简单的电容器。实际上,任何两个彼此绝缘又像个很近的导体,就可以看着一个电容器。
把电容器的一个极板与电源的正极相连,另一个极板与负极相连,两个极板上分别带上了等量的异种电荷这个过程叫做充电。如果把充电后的电容器的两极板接通,两极板上的电荷互相中和,电容器就不带电,这个过程叫做放电。将电容器与电源相连,电容器两极板带上等量异种电荷,说明电荷由电源转移到了电容器上,电荷的这一转移过程将使整个回路产生电流;同理,电容器的放电过程也将在回路中产生电流。电流是看不见的,如何将电荷的移动直观形象地展示在学生面前,化抽象为具体?这里笔者将两块电流表串联在电路中,电路中有电流流过时,电流表的指针会发生偏转。这样就将不易观察到的现象转化为可观察的具体事例了。电容器的充放电是一个短暂的过程,且充电与放电时电流的方向是相反的,为了体现电容器的这一特点,笔者将两支不同颜色的发光二极管反向并联后再串联入电路中,电容器的充电与放电过程中,相应的发光二极管闪亮一下,这可以体现出充放电时间的短暂,而充电与放电过程,对应着不同颜色的二极管发光,说明充电与放电过程电路中电流的方向是相反的。电容器在充放电过程中,其两端的电压会发生怎样的变化呢?笔者在设计时将一块电压表并联在电容器两侧,这样就可以通过电压表指针的变化来判断出电容器充放电过程器两端的电压变化规律了。4.1.2器材及制作:
(1)长50cm、宽35cm 的三层板固定在木板上。
(2)三层板正面画如图1所示的电路图,背面布电线,各元件均装在相对应的符号旁边。
(3)单刀双掷开关有三个接线端,分别是B、A、C端(也可装小型的单刀双掷拨子开关)。
(4)A1表和A2表用的是永胜电表厂生产的99C1-A型微安表,此表可见度大(也可装其他演示电表),固定在板上,A1表和A2表演示时,用导线连接在板上的接线柱上。
(5)电压表V用的是普通直流电压表,量程为(0-6V),装在板上与电容器并联。(6)电源用天津耀华电子仪器厂生产的J120z一1型学生电源的稳压直流电压端.电
压为0-30伏。
(7)电容是1000uF.6.3V 的电解电容,装在板上电解电容图示的旁边。(8)发光二极管共4只,其中红的2只,绿的2只,装在板上。4.1.3用途:演示电容器的充电和放电现象。4.1.4使用:演示前向学生介绍预备知识二则
(1)二极管具有单向导电性 电流只能从二极管元件符号上箭头所指的方向流过(2)若电流表指针由中间0处向右偏转.说明电流从“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出 若指针由中间0处向左偏转.说明电流从 “-”接线柱流 ,从 “+”接线柱流出。4.1.5演示电容器充电现象
方法:按照正面电路图在三合板背面接好线.闭合单刀双掷开关至B端,给电容器充电。现象:A1表的指针向右偏转至最大、A2表的指针向左偏转至最大,同时两只红色发光二极管都先闪亮一下(如图2),后两表指针都慢慢回到中间处,红色发光二极管变暗熄灭(如图3)。此过程中,电压表的指针慢慢向右偏转、至示数达到6.3V(与电源的电压相等)时停止。
分析:从A1表指针向右偏转和A2表的指针向左偏转以及红色发光二极管闪亮. 说明电容器充电时电流方向是从电源的正极流向电容器的正极,从电容器的负极流向电源的负极。两表指针回到中间处,红色发光二极管暗熄灭,电解电容器正负极的电压为6.3伏,说明当电容器的正负两极极板所充的电荷而形成的电压与电源的电压相等时,充电停止,电路就没有电流。4.1.6演示电容器放电现象
方法:把开关与B端分开,闭
A1、合到C端.给电容器放电,现象:A2两块微安表的指针都向左偏转
至最大,后慢慢回到中间处. 同时两只绿色发光二极管都先闪亮一下(如图4),后变暗熄灭,电压表的的指针由6.3V处慢慢的回到零刻线处(如图5)。
分析:从A1、A2两块微安表的指针都向左偏转和两只绿色发光二极管闪亮一下,说明电容器放电电流与原充电时的电流方向相反. 从电容器正极出发,经过上边绿色发光二极管.叉从A2表的“-”端流入.从“+”端流出,再流过下边绿色发光二极管.从A1表的 “-”端流入,从“-”端流出.最后到达电容器的负极端。从绿色发光二极管熄灭,A1、A2两表示数为零,电压表指针指零,说明电容器放电过程中.随着电流流动.电容器两极极板之间的电压输出逐渐降低,直到两极极板的正负电荷完全中和。4.1.7演示效果
电容器的充放电过程是电容器工作的最基本的过程。在此过程中,电路中的电流和电压都是瞬态变化量,而且是看不到、摸不着的。该演示器能用电流表、发光二极管的亮暗显示充放电过程电流的变化规律;用电压表的示数显示电路中电容器两极板间电压的变化规律。这样就把抽象的概念,变成了形象直观的过程。使用这套教具进行课堂教学,它的有效作用是帮助学生建立直观感性认识,在讲授电容器的充放电原理时,老师引导学生对教具的直接观察,在理论联系实际的教学中激发学生的学习兴趣,启发学生的积极思维,学生通过分析思考,提出问题,从而使抽象结构具体化,深奥的原理形象化,不但使这部分内容变得容易理解和接受,而且还容易引起学生对物理学科的学习兴趣,激发学习热情,保持注意力的集中,并有利于培养学生的观察能力及动手操作能力,提高教学质量。4.2玻璃瓶的妙用 4.2.1器材及制作
250ml玻璃瓶一个、毛细玻璃管一根、橡皮塞一块,如图6所示,将毛细玻璃管穿插在橡皮塞中,并将橡皮塞紧紧的套入玻璃瓶中。其设计优点在于简单、巧妙、可一物多用。4.2.2演示
(1)演示微小形变
盛装液体于玻璃瓶中,为便于观察,建议盛装有色液体,调节毛细管中液柱高度刚好置于管中部(如图7甲),然后用两
手掌握住玻璃瓶稍用力挤压,液柱上升可明显地将微小形变放大(如图7乙)。
(2)演示汽化吸热
用一块毛巾醮酒精包在玻璃瓶外壁上,片刻后管中液柱下降,说明酒精汽化吸热导致瓶中液体温度降低,然后冷缩。
(3)演示热胀冷缩 盛装液体于玻璃瓶中,同样,为便于观察,建议盛装有色液体,调节毛细管中液柱高度刚好置于管中部,然后将玻璃瓶置于盛有热水的水槽中,可观察到玻璃管中的液面逐渐上升,说明玻璃瓶中的液体受热膨胀;再将玻璃瓶置于盛有冷水的水槽中,可观察到玻璃管中的液面下降,此现象说明玻璃瓶中的液体遇冷体积缩小。
(4)演示颜色与吸热
用同规格的二玻璃瓶和同规格的毛细管、橡皮塞各做一如图6所示的演示器,二玻璃瓶中盛等量的有色液体。将其中一瓶外壁用碳素墨水涂黑,调节二毛细管中液面处于同样的高度,然后用300w的辐射加热灯同时照射加热,可见涂黑瓶的毛细管液面上升明显要快要高一些,若将二瓶涂成不同颜色或不同深浅的同种颜色,所见现象相同,说明物体颜色不同、深浅不同对光热的吸收是不同的,颜色越深对光热的吸收能力越强。
(5)演示液体内部压强特性
在图6所示的演示器中放一15ml左右的小气球,用细线系住并穿入毛细管中,气球下系一小金属棒,向玻璃瓶中注入透明液体,在细管上方拉动细线使气球在玻璃瓶中上下移动,此时可观察到气球的体积随着其在玻璃瓶中的深度变化而变化,说明液体内部压强随着深度变化而变化。4.2.3演示效果
热胀冷缩、汽化吸热、微小形变等物理现象,在中学物理的教学中一直被列为教学难点之列,其原因在于这些现象在生活中不易观察到,在学生的直观意识里,它们是模糊不清的。就算是在教室讲解后,学生也只能是死记结论。而通过这些日常生活中能接触到的装置来演示这些现象,将物理与生活联系起来,不仅能使学生们从根本上理解物理规律,突破教学的难点,还能激发学生们对物理的学习兴趣。
5.结束语
实践证明自制教具中呈现出的新奇物理现象和成功的制作,能自然地引起学生浓厚的兴趣,激发他们的探究心理。而且实验一旦有所收获,有所创新,有所前进,就会使趣味性更加稳定,就会继续探索,继续登攀,从而喜欢物理,热爱科学。自制教具是一项科学、高尚、勤劳的探索性实验教学活动,具有一定的教育价值和教学功能。它的意义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,教学手段现代化的新形势下,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。自制教具已经成为学校教育教学工作的一个重要组成部分。
总之,鉴于我省目前中学物理实验教学现状,自制教具既可以培养师生的创造能力和开阔学生思维,也是解决当前仪器不足提高教学效果的有效途径。因此.在教学工作中,加强教具的研究与制作,养成设计和制作教具的习惯,对于教学工作是很有很大帮助的,这也是一个优秀物理教师的必备条件。
参考文献:
一、初中物理自制教具在教学中的作用
(一) 较强的直观性有助于学生理解重难点
在初中物理教学中运用自制教具, 主要是解决物理中的重点与难点, 帮助学生更加直观、具体地分析物理问题, 引导学生参与到物理课堂活动中, 加深学生对重点与难点的理解, 培养学生独立自主解决物理问题的能力, 提高学生的动手操作能力, 进而达到提高物理课堂教学质量的目的。
(二) 较强的趣味性能够激发学生学习的兴趣
在开展物理教学之前, 物理教师要引导学生制作物理教具, 教师与学生共同制作物理教具既能激发学生学习的兴趣, 又能增加教师与学生之间的沟通与交流, 使教师能够第一时间掌握学生的学习情况。例如, 在讲解物体沉浮这一章节内容时, 学生可将笔帽投入盛有半瓶水的饮料瓶之中, 将其当做沉浮子, 通过对饮料瓶施加压力, 使瓶中的笔帽出现沉浮。
(三) 较强的经济性能够培养学生树立节约意识
为了满足新课改的要求, 初中物理教师要敢于突破传统的教学模式, 采用新型的教学方法开展物理实验教学。 在初中物理实验课堂中利用自制教具进行教学, 既要考虑到教学内容的限制, 又要节约制作教具的成本, 最好能做到就地取材, 引导学生合理地利用身边的废旧材料。如:在开展向心力教学时, 教师就可以将学生用坏的笔、饮料瓶等当作教材材料, 这样既能激发学生学习的兴趣, 又能使学生养成节约资源、有效利用废旧资源的习惯。
二、初中物理自制教具在教学中的应用
(一) 利用自制教具, 增添物理课堂的趣味性
尽管当前我国的教育水平有了显著的提高, 能够为学生提供各种科学、精密的教学仪器供学生学习之用。然而, 这种精密的教学仪器只能满足物理课堂教学的需求, 却不能充分调动学生的主观能动性, 不能使学生积极主动地参与物理实验课堂活动, 而自制教具虽然简单, 却具有相当高的教学价值。在初中物理实验课堂中运用自制教具, 不仅能够解决教学仪器不充足的问题, 还能提高物理课堂的教学质量和学生的学习兴趣。例如, 在讲解《流体压强与流速关系》这一章节内容时, 为使学生了解并掌握流体压强与流速二者之间的关系, 教师可将两张最普通的纸作为实验教具, 让学生向两张竖直平行放置的纸中间吹起。学生能够观察到两张纸吸附到了一起, 进而激发学生的兴趣, 因为学生认为这两张纸会分开。此时, 物理教师便可向学生解释这种物理现象产生的原因:由于向两张纸吹气, 使得两张纸内侧的空气流动加快, 压强减小, 纸张两侧的压强就会给两张纸一个作用力, 从而使两张纸吸附到一起。
(二) 利用自制教具, 拉近学生与生活之间的距离
初中物理实验中用到的自制教具都是来自于生活, 是学生日常接触到的物品, 这样能够拉近学生与生活之间的距离, 激发学生学习的兴趣。例如, 在讲解《机械能及其转化》这一章节的内容时, 教师可让学生在课前准备若干橡皮筋、两个易拉罐、一个直径1厘米的螺母、剪刀、棉线、锥子等用具。在物理实验课上, 首先让学生剪掉易拉罐的上口盖, 再用锥子在易拉罐的上下部分别扎两个孔, 两孔孔距为3cm;用两根橡皮筋穿过易拉罐下底的孔并将橡皮筋系上; 再把橡皮筋的另一端穿过易拉罐上底的两个孔并系上;最后把螺母系在橡皮筋的两端, 使橡皮筋出现X型。
自制教具制成之后, 可让学生把教具放置于桌子上, 用手来回推动教具, 发现易拉罐向前运动几步之后停下来之后, 又往回运动, 这种现象激发了学生的求知欲, 此时, 教师便可讲解, 让学生理解并掌握易拉罐运动的原理。当学生用手推动易拉罐时, 易拉罐在动能的作用下向前滚动, 在滚动的过程中橡皮筋会受到重物重力的作用, 将易拉罐的动能转化为弹性势能, 当易拉罐停止运动后, 易拉罐的动能全部转变为势能;而易拉罐又在弹性势能的作用下开始运动, 再次转变为动能。
(三) 利用自制教具, 改变学生的学习方式
我国初中物理教学方式普遍单一, 不能激发学生学习物理知识的兴趣, 不能给学生一个自由的空间去探索物理知识中的奥秘, 也就大大降低了学生的主观能动性。因此, 初中物理教师要敢于突破传统的教学模式, 采用新型的教学理念开展物理课程的教学, 充分调动学生学习物理知识的积极性, 使学生在自制教具的过程中充分发挥其想象力, 进而培养他们的创新思维与团队意识, 提高学生的动手操作能力, 使学生能够融入到物理教学中去, 最终提高学生的物理成绩。
物理学是一门实验科学,教学仪器是开展实验教学的必要物质条件,在仪器短缺的年代,许多教师通过自制教具,将学生领进了物理学的殿堂。现在实验教学条件有了极大的改观,各种各样设计精巧、制作精良的现代教学仪器,还有丰富的实验教学软件可供教师使用。但是,在新的课程理念下自制教具仍非常必要。主要体现在:
一、运用自制教具创设情景,有助于学生形成物理概念
概念是反映客观事物本质的一种抽象。学生对抽象的物理概念往往存在难以理解或理解不到位的困难,导致在运用概念分析解决一些实际问题时举棋不定、分析不全面等问题,从而严重影响了学习兴趣,失去了学习的动力。因此,在概念教学的过程中,使抽象的物理概念在学生大脑中建立起来,关键是要让学生主动参与到形成概念的各个环节之中。兴趣是最好的老师,一切认知和探索的动力都来源于兴趣。利用一些废旧物品和随手可得的材料制作的教具往往与玩具一样简单,展现的情景就能给学生一种亲切、轻松的感觉,也容易激起学生参与尝试的强烈愿望,从而使思维自然而然地融入到物理情景当中。有学生主动参与的教学就是最成功的教学。例如:在学习“力的作用是相互的”这一概念时,我根据准备的自制教具把学生分成多个小组,让有的学生用力拍桌子,有的往地上摔瓦片,有的用一个鸡蛋壳用力磕另一个鸡蛋壳等等,让所有的学生都融入到热闹好玩的实验情景中,实验完毕后分别让他们谈谈观察到的现象并分析原因,分析完成后这一概念在学生脑海中已经悄然形成。
二、运用自制教具创设情景,有利于实验教学的进行
著名物理教育家朱正元教授曾说过,“坛坛罐罐当仪器,拼拼凑凑做实验”,就是说在物理实验教学中要大力倡导做简单易行的替代性实验。例如:塑料瓶是人们日常生活中用于装矿泉水和饮料用的,我们可以十分方便地指导和启发学生做很多的物理实验,其演示效果明显,为教学服务。如在研究光的直线传播时:在一只塑料瓶中装入一定量的水,在其中加入适量的豆奶粉,拧紧瓶盖,充分摇匀,将激光笔发出的光透过瓶底,对着瓶盖照射,会看到光沿直线传播的光柱,效果明显。摩擦起电:把一只小塑料瓶在头皮上反复摩擦几下,然后将其靠近一些小纸屑,发现小纸屑被吸引,说明用摩擦的方法可使物体带电,带电体能吸引轻小物体。探究白色和黑色物体吸热能力的强弱:用白纸和黑纸包住两个装满水的塑料瓶,在太阳光下照射相同的时间后,看看谁的温度升得高。温度升得越高,说明其吸收的热量就越多,其吸热能力就越强。让学生自己动手制作教具,不仅可以提高学生学习物理的兴趣,而且还可以培养学生的动手能力和创新精神,并使学生有意识的将物理知识应用到实践中,解决实际问题,真正体现新课标“从生活走向物理,从物理走向社会”的理念。
三、运用自制教具,教学方法灵活多样、学生学习兴趣浓厚
“教学有法,教无定法”。同一教学内容采取不同的教学方法讲授,就会取得不同的教学效果。同时,不同的教学方法,在一定程度上讲,就需要不同的教具。自制教具的过程,就是教学研究的过程。
例如在必修2“研究平抛运动”一节中除了常规实验装置,我还从医务室借来了输液瓶和输液管,让针头水平,水流速度放到最大,观察水流平抛轨迹,但由于水流无色,不易观察到,我又从化学仪器室借来高锰酸钾,但针头中喷出的水流过细效果还是不好,最后我们想到拔掉针头,效果非常不错,在白纸的背景下后边的学生也能看清。
通过理论联系实际的教学,不但使这部分内容变得容易理解和接受,而且还激发了学生对物理的学习兴趣和热情,有利于培养学生的观察能力及动手操作能力,提高教学质量。
四、运用自制教具,培养创造精神和科技意识
自制教具的设计是应用科技知识与教学经验进行创造性的活动。任何一件教具的设计者都是经过一番思考,然后出现创意、构思和设计。只要不是单纯模仿,必然会有所创新。
在学习向心力时,新教材引入了“用圆锥摆粗略验证向心力表达式实验”,该实验简单易行,很有启发性,但有几点可能会影响实验的成功:
1.用手带动钢球做圆周运动,手与球分离后,小球的运动很难做到是圆周运动;
2.测量小球转若干圈时间的过程中,小球受空气阻力影响,转动半径减小。
我们备课组共同讨论后决定:用电动机做一个电动圆锥摆,可以改变摆长、转速及小球质量,可以做到转速稳定,半径不变,摆角不变;我们还加上了弹簧秤,可直接观察到向心力随转速及半径的变化。
以上作为演示实验,不一定让每一位学生都来亲自做。我让学生自己想办法,在上课时展示对向心力大小的体会。学生们积极准备,课上用细绳有的拴石子转动、有的拴橡皮转动,更有两位同学手挽手转动起来,转动越快手挽得越紧,其他学生为他们鼓掌。同学们总结:石子容易伤及人和物体,橡皮较好,手拉手的创意更好。
通过这样的活动,学生参与到知识的探究过程之中,课堂气氛活跃,学生在玩中学到了知识,在学中体会了动手的乐趣,使他们的动手能力和观察分析能力都大大提高了。
摘要:义务教育的物理课程作为科学教育的组成部分,是以提高全体学生的科学素养为目标的自然科学基础课程。传统的物理教学以考试为目标,而现在的物理教学更注重丰富多彩的实验教学。在这种情况下,为了缓解实验器材的短缺,教师根据教学需要开展自制教具活动,对培养学生动手能力、科学探究能力及创新能力起到了一定的积极作用。本文通过对自制教具在初中物理教学中现状的分析,发现了问题及不足,就如何更好的发挥自制教具在物理教学中的作用提出了相应的对策和建议。
关键字:自制教具;物理实验;初中教学;作用
在素质教育和应试教育相互交织的教学时代,物理教学的目标越来越重视物理实验的考查。在物理实验器材有限的现实情况下,通过大力倡导使用自制教具,有助于将物理实验器材生活化,既拉近物理与学生生活的距离,同时让学生深切地感受到科学的真实性。
一、自制教具概述
1、自制教具
自制教具是指为了改进教学方法,利用实际生活中的物品,结合自身的科学知识以及教学经验,设计出的能够用于物理实验的教具。它的设计主体可以是老师,也可以是老师和学生一起。自制教具最大的特点即为取材简单方便、制作容易,设计巧妙,适合教学。
2、自制教具特征
自制教具主要有以下几点特征。一是较强的直观性。自制教具的作用是针对教学中的难点、重点及急需解决的问题进行教学辅助,从而便于学生观察理解和记忆。二是很强的趣味性。自制教具作品是由老师按照自己的想法进行设计的,具有一定的美感和趣味性。三是具有廉价性。在实验实施不够的情景下,自制教具是教师适应教学需要和提高教学质量的手段,因此廉价性也是其重要的特征。
二、自制教具作用
1、弥补现有仪器的不足
现有的教具永远也满足不了教学需要。当前,我国虽已建立了一定规模的教学仪器生产体系,但同实验教学的需要相比,还存在诸多不足。例如,部分产品不但数量不足,而且品种也不齐全,不能满足实验教学的需要。另外现有教具难以突出教学重点,且不是教具的全部。因此,为了满足教学的需要,确保新课程的实施效果,这就需要广大师生紧跟教育发展和科学进歩,有所发明,有所发现,有所创造,通过自制教具来弥补现有仪器的不足。
2、拉近科学与生活的距离
使用厂制仪器进行教学,虽然可以清晰地演示物理现象,同时也会让学生感 到陌生,因为这些实验器材与他们已有的生活经验距离太远。离开了实验室和物 理课堂,学生就与这些东西失去了交集。与此相反,在我们的生活中,到处围绕着物理知识,正是由于物理的发展才带动着科学技术的革新。对学生來说,原本属于自然科学的物理学更多的是通过高科技来展现的,却对最基本的物理现象陌生且疏远。而自制教具取材于生活,都是学生随时接触到的生活用品,在实验观察时,他们注意力高度集中,学生的好奇心大增,好奇这些生活材料还有什么其他的用途,究竟能呈现什么物理现象。如利用吃完后的薯片筒制成“小孔成像仪”,观察小孔成像,让学生感到惊奇,原来薯片筒还有这些作用。生活环境中的一切材料都具有物理属性或包含物理原理,利用这些材料独有的物理属性演示物理现象和物理规律,使学生切身体会到物理与生活的密切联系,并养成他们随时观察身边物品的习惯,让学生从本质上认识生活、认识大自然,同时也让学生学会废物利用,保护环境。
3、转变学习方式,提高学习能力
由于应试教育的影响,对于实验教学,有些学校仅停留于形式,这种单一被动接受的学习方式限制了学生生动活泼地发展,扼杀了学生的创造性,转变学习方式是新课程的重大举措。教师可以让学生参与到教具的制作中,也可以让学生独立制作教具。学生自己动手制作使用教具是一种自主的实践活动,它为学习创设了真实、复杂的情境,提供了合作的机会,促进了意义建构的实现。活动中,学生通过自己独特的认知方式和生活经验与客体(材料)
进行交互活动,对外在信息理解、感知、体验,在特定情境下进行心理加工,以实验观察为基础,进行独立地、主动地、生动活泼地学习,既有助于提高学习效果,也助于充分发展学习能力。
三、自制教具作用发挥上存在的不足
1、教师制作教具不积极 新课程标准要求学校实验室,在不断地充实实验设备的同时,更要鼓励教师就地取材自制实验教具应用与实验教学,但是由于一线教师平时的工作量大,作业批改,课后辅导,班主任工作等等,占据了我们更多的时间,工作重心不自觉的倾向课堂教学,无暇顾及准备器材,开展物理实验,如果器材短缺更不会自己主动制作实验器材,开展物理实验,有时也会用实验的视频来代替演示实验、学生实验。
2、缺乏自制教具制作的条件
对物理教具进行制作,受到知识、技术、经费和时间等因素,以及再加上经费短缺等因素的影响,缺乏自制教具的客观条件。比如制作经费来源较窄,制作的经费一部分来自学校的支持,一部分来自部分家长的支持,教师个人捐赠等。其次,由于教师平常课程繁忙,因此只有利用双休日和课余时间来制作教具。同时,解决了教具制作的时间,还需要和实验员取得联系,请求实验员给予帮助,合作完成一些教具的制作。
3、自制教具保管难推广难
自制教具制作以好,在现在的实验中取得了一定的成绩,但是由于保管难,因此,在其他时间的实验进行使用时,则难以继续有效使用。其次,由于缺乏相应的自制教具推广体系,因此,自制教具的经验交流以及推广较为困难。
四、如何有效发挥自制教具的作用
1、鼓励教师进行自制教具的创造
首先,要让教师从思想上认识到创造自制教具的重要性。既是对学生进行教育的同时,也在一定程度上提升了教师本身的创作和教学能力。其次,学校要创造鼓励教师进行自制教具的良好氛围。既要给教师提供一定的制作教具经费,也要在仪器设备以及实验室的提供上给予一定的便利性。最后,健全相关的激励政策。建议学校并将利用教具开足物理实验纳入考核,对贡献突出的教师予以奖励。
2、增强教师自制教具的能力 在初中物理实验教学中,可以通过组织教师与学生共同研究和制作一些自制教具,让学生在实践中动口、动脑、动手,在解决问题的过程中进行学习。同时要紧紧围绕物理课程的目标,尽快转变我们的教学目标,教学方式,从根本上加强学生的科学素养以及创新能力的培养。
3、健全自制教具保管及推广体系
对于自制教具的保存问题,可以利用实验室将自制的教具,通过设立专门的橱柜保存起来,并注意一定的温度、湿度及保存条件等。对于教具的推广使用问题,主要以下几种方式。一是通过备课组的教研活动,交流教具使用的心得,让同组的教师都能参与教具的制作和使用。二是通过公开课展示在教学中使用自制教具的优势,能吸引更多的教师使用自制教具,让自制教具成为我们实验教学的重要手段。三是通过教学比武中使用自制教具,将优秀的教具带到更广阔的空间,让更多的物理老师能够熟悉它,使用它,升华它。四是平时注重保留教师和学生小制作优秀作品,使它们成为回顾教学历程的路标,展示教学成果的闪光点,实验室专门设立一个区域存放教师和学生的自制教具,并请实验员做好登记。
五、结论
随着物理由课本向生活的走进,首先要改变教学观念,不要为了考试而讲实验、背实验,呀加强对学生科学探究能力的培养和提高。其次,要善于利用身边随手可收集的材料,进行一些自制教具的创作。最后,要完善自制教具教学实例的经验交流和推广,加强自制教具在物理实验教学中的作用。
参考文献
随着科学教学改革的不断深入,教学内容也在不断变化。传统的实验教具已跟不上教材变化的需要,很多在教材中已不适用,急需补充新的教学仪器与实验器具,这是教学改革的需要,是发展教育的需要。但是新的教具的开发、研制、定型、生产,需要有一个较长的过程,相对课本而言,具有较强的滞后性,还不能及时满足新的实验教学的需要,自制教具就成为教师填补这一空白的重要手段。自制教具所取材料,都是生活中一些常见的物品或一些废弃物,对这些物体的“再创造”,培养了学生具有变废为宝、节约资源、爱护环境、热爱自然、关心社会的可持续发展的科学素养,让学生在教育教学中自然而然的感受到爱护环境就在身边。我就自制教具在中学教育教学中的应用谈一点粗浅的看法。
(一)激趣——新课的导入。
好奇作为思维和兴趣的先导,是小学生思维上的一个特点。兴趣是最好的老师,好奇心是成功的起点。在教学中,利用自制教具适时适度地进行演示,有意识的创设好奇情景,激发学生的求知欲,导入新课,能收到良好的激趣效果。例如,我把电磁铁的原理加入起重机模型,设计制作了“电磁铁起重机模型”,在教学《电磁铁》一课中,新课开始,首先出示“电磁铁起重机模型”让学生猜测,这个起重机能否吸起铁块?待学生产生争议时,接着教师演示:接通电流,慢慢摇动起重机,口里念念有词:“起来,起来„„”,顿时学生的注意力都集中到了一起,真是奇怪了这个小小起重机为啥能吸起铁块?此时不失时机导入新课:“今天,我们一起来研究电磁铁的磁力大小与哪些因素有关。”这样,利用自制教具创设好奇情景,因势利导组织教学,对于激发学生求知欲,提高教学质量,有着极大
(三)扩大视野——变演示实验、小实验为探究活动
培养学生良好的实验习惯是培养学生科学素养的基础。有资料显示:有半数以上的学生乐于接受老师采用实验的方法上课,并且 “也想做老师做的实验,但没有合适的器材,只好作罢。”可见中学生具有好奇、好动的特点,这需要的是老师的指导和帮助。例如,我在“液化演示实验的改进”教学课后,鼓励学生课外收集材料,主动制作学具,共同探究液体的汽化以及气体的液化等实验,从而理解液化石油气在生活中的应用。这样,在教学中利用自制教具鼓励学生模仿、创新制作学具,注重科学探究精神的培养,扩大了学生活动的视野。
(四)补充实验——利于探究活动开展
在《导体与绝缘体》一课教学中,学生可以利用小电珠、导线、电池组装的电路检测器,经历一个较为完整的主动探究过程。通过预测、实验验证、讨论与交流等活动区认识什么事导体和绝缘体,在学生交流自己知道的导体和绝缘体时,有的同学达成共识,如:玻璃珠、布条、塑料尺、橡皮擦等是绝缘体,回形针、铝片、钥匙等是导体,而对有的材料学生就有分歧如大地、人体、不纯净的水、潮湿的布,学生有的说是导体,有的说是绝缘体,因为有的同学试过手、自来水等接入电路,小电珠并不亮。产生分歧时,为了让学生继续进行探究活动,我利用三极管的电流放大功能设计了“物体导电性测试器”,将流经被测物体的微小电流通过两个三极管构成的复合管放大点亮电珠。学生利用“物体导电性测试器”进行探究活动,有效解决了人体、大地、不纯净的水、潮湿的布是不是导体这一难题。让学生在认识人体、大地、不纯净的水等物体是导体还是绝缘体的问题达成共识,为学生学习“安全用电”打下基础。自制教具的应用,补充了学生在实验中的难题,更有利于学生探究实验的开展。
(三)变抽象为直观——突破难点。
我们在指导学生认识温度计及练习正确读数时,手中的标准温度计就显得过小而不便学生观察了,这时在教具制作中就要考虑到由抽象为直观。我的做法是这样的:课前用比较大的木板、染上红色的粗线等材料先制作一个演示温度计,随着红线的拉伸可以随时更改显示温度,这样既方便教学,又提高教学效益。
又如在做斜面的实验时, 由于简单机械实验盒里的滚筒的质量较轻,用弹簧秤托着在斜面上运动,受到的摩擦力很小,弹簧称的读数也很小,这就不利于学生读数。于是,我就动员学生自己动手制作滚筒,其制作如下:往空的小型旺仔牛奶瓶里罐入100克的沙子,再用铁丝做个拉还,用透明胶封好口子,自制滚筒就制作好了。用自制滚筒进行实验,其实验读数差别就大了,学生就容易分析实验的结果。
浅谈自制教具在物理教学中的有效应用
初中物理是一门实验学科,规律、原理是通过观察实验分析总结得出的,所以做好实验教学至关重要。由于农村中学教学设备配备不足、仪器老化落后,一些实验不能完成。教材对实验的高要求与当前中学实验器材不足或实验器材效果不好的矛盾,尖锐地摆在执教老师的面前。能否解决这个矛盾, 用好教材、激发学生兴趣是关键。在实验器材不足或者教具不能很好反映实验效果,或者现行某些仪器因实验效果差的情况下,如何加大实验教学力度,改进实验教学、提高教学效果、培养实验和创新能力以推进物理素质教育,又是当前教学中必须马上解决的问题,我认为通过师生自制教具与学具来达到这个目的。物理教学中,教师、学生自制教具(包括学具)做实验,不仅具有因陋就简、勤俭节约的经济价值,更重要的是,对于创造良好的学习心理环境,促进学生心理活动积极有效的进行,提高学生的动脑和动手能力,获得良好的教学效果,具有重要作用。
一、通过自制教具做实验,能激发学生的学习的兴趣。
心理学告诉我们:兴趣是学生进行学习等实践活动的内在积极因素性,强烈而持久的兴趣是学生学习活动顺利进行的必要条件。对初学物理的初中学生来说,只要激发起他们学习的兴趣,他们就会以满腔的热情,积极主动地投入到物理学习中,物理课堂就会变得开放、活跃,气氛热烈,教学效果自然会倍增。由于自制教具所用材料多来自学生的身边:一个杯、一只蛋、一把梳子、一 个木棍。一把尺子 一张纸等,都可以成为自制教具的原材料,在教学中使用这些由学生熟悉的生活材料制作的教具,用它们产生物理现象,探索物理规律,让学生从‚知‛的环境中发现‚未知‛,学生会倍感亲切,产生强烈的探求欲望和学习兴趣,例如讲光现象时,组织学生对学生制作的小孔成像和潜望镜进行评比,选出部分做的好的让学生观看,这样学习物理的兴趣激起了,学好物理的信心也就树立起来,课堂上不再拘谨、胆怯,开始敢于大胆发言,使课堂气氛逐渐活跃起来,从而调动起了学习物理的积极主动性,特别是差生,有了成功的体验,对物理有了积极的学习兴趣,也就变得爱学、好学、从而学得比较好了。
二、自制教具可以培养学生的动手能力
现在教育越来越重视对学生动手能力的培养。这也是现代人应具备的基本素质。物理课是以培养科学素养为宗旨之一,实验教学是培养学生动手能力不可缺少的部分。通过实验,不仅可以提高学生的学习兴趣,而且有利于培养学生的观察力、动手能力,进而培养学生的创新意识和实践能力。自制教具更能锻炼学生动脑、动手。通过自制教具活动,使课堂教学得到了时间和空间的延伸,可以改变以讲为主、以讲代做的教学方式。能使学生在获得书本知识的同时,加强观察力和动手能力的培养,潜移默化地形成良好的科学素养。通过自制教具活动,使学生认识到:要让知识变成对自己有用的东西,只有通过动手才能实现。因此要改变‘一言堂’的教学方式,创设问题情境,激发学生参与意识,指导学生自己动手完成小实验。利用生活中的废品自制教具、改造实验等。这样有利于学生对知识的理解掌握,培养学生对科学的兴趣,有利于培养学生的动手能力。例如 用身边的物品制作的简易刻度尺、测力计、杠杆、潜望镜、温度计 等,学生就地取材,亲手制作,亲身体验,把自制教具与教学内容紧密结合,与生活中的紧密结合,通过实践由感性认识上升到理性认识,通过理性认识加深对感性认识的理解,逐步培养学生的动手能力。学生和教师制作的教具,在课堂与课下都可放心让学生去观察、触摸,甚至拆卸、重装,这样,可训练出学生熟练的实验技能,然后再用物理的仪器进行实验,学生们有了前期的操作训练,实验时就会少出错,甚至不出错,顺利完成。这样,既培养了学生的观察、动手能力,又训练了其实验能力,教学效果自然不错。
三、自制教具可以培养师生的创新能力
通过自制教具可以培养学生的创新精神,制作过程更能引起学生深厚的学习兴趣。大多数自制教具并不是简单的仪器仿制,而是要经过一定时间的,并由许多师生共同思考、创意、构思和设计,通过这样的活动,不仅能提高教学质量,而且能激发师生的创造精神,培养学生的创新能力和学习物理的兴趣。如在探究阻力对物体运动的影响,师生经过集思广益,将电学、力学综合在一起,对实验装置进行改进,利用电磁继电器原理控制小车同时运动,能够明显的比较出小车在三个不同表面上的运动情况,通过一次次改进,最终使演示效果明显地呈现在学生面前。再如 我在讲授八年级《生活中的透镜》时,按教材规定完成教学任务后,布置课外活动,要求学生回家后做个照相机。第二天就有好几个同学拿着自己做的照相机来了,有的是用易拉罐做成暗箱,有的是用‚水透镜‛制成镜头,还有的‚镜头‛可以向前或向后伸缩。从他们多种多样的取材,形态各异的造型中,发现了他们了不起的创造力。学生在制作过程中获得成功的快乐,创造性思维得到发展。
四、自制教具培养学生的科学态度和勤俭节约意识
物理教具是用来做物理实验,帮助学生接受物理知识的辅助工具。因此,它的制作必须符合物理原理和科学理论,即教具必须既能反映出所要学习的物理现象,帮助学生理解所学的物理理论,而它的制作自身又必须遵循一定的科学理论,这就要求学生在自制教具的过程中把物理知识很好地应用于实践,然后在总结经验,检验、检查自制教具的合理性、科学性及不足,通过来回、反复反馈,既应用理论解决了实际问题,又用实践证明了理论的正确,从而培养了学生正确对待知识的科学态度。
同时,在教具制作中,还要引导学生注意如何变‚废‛为‚宝‛,利用生活中一些废弃物如:小铁丝、废铁片、木材下脚料、用完的一次性针管(注意消毒)等,制作出各种各样的教具,既节约了资金,降低了教育成本,又可培养学生养成勤俭节约、勤劳俭朴的优良品质,间接地对学生进行了品德教育。
一、自制教具可以培养学生学习物理的兴趣
“浓厚的兴趣能弥补智能的不足, 持久的兴趣会导致发明创造”。我记得有一次在听一位特级教师讲座时, 这位特级教师在讲台上摆放了一些瓶瓶罐罐, 当时观众的积极性一下就被调动起来。整个讲座所有观众的眼球都被吸引住了。因此在物理课堂上出现鸡蛋、易拉罐、饮料瓶、玩具等生活物品和材料时, 场合的不协调会使学生们感到非常新异、兴奋;而教具所呈现的物理现象是学生意想之外, 可谓疑意之所在, 疑是指学生对所看到的现象一时不能用已有的知识做出解释而产生的疑问。
二、自制教具能够激发学生的求知欲
“科学始于好奇”。中学生富有好奇心和求知欲, 是引起创新的内在动力。巧妙地安排学生动手操作, 可以激发他们参与学习的兴趣, 唤起求知的欲望, 点燃创造的火花。例如, 我在上《弹力的大小与弹簧的形变量的关系》时, 以前教学的安排就是给学生一些实验室的弹簧测力计进行学生分组实验, 但发现虽然学生能够得出胡克定律, 却不能很好地运用和理解知识。于是课前布置了一个自制教具的任务:利用你身边的材料, 来制作一根弹簧。等到了上课的时间学生带来各种材料制成的弹簧。虽然还是做同样的实验, 却明显感觉学生更加积极思考问题, 兴趣更浓厚。
三、自制教具的过程可以培养学生的创新精神
重视和加强对学生创造能力和创新精神的培养是课程标准特别强调的重要目标, 自制教具中蕴涵的丰富的创新思路, 无不潜移默化地启迪着学生。例如, 我在讲解《弹力》这一节中有关如何显示微小形变时, 课后要求学生按照课本上的要求做一做。结果大部分学生按照课本上的要求去做实验, 却未能观察到预期的现象。看到这样的结果后, 我就在班上和几位兴趣小组的学生亲自改进此次实验, 首先我们先将瓶塞换成木塞, 结果效果还是不明显, 后来有一位学生提议换一个扁平的玻璃瓶, 结果效果好多了。我们发现每次使用的塑料吸管很容易裂开, 最后我们在实验室找到一根已损坏的温度计, 将它里面的水银倒出来, 清洗干净。利用它代替吸管, 这样做不仅效果更加明显了, 而且这个教具更经久耐用。
关键词:教具;学具;兴趣
近年来,随着普及九年义务教育的实现和办学条件的重大改变,教学仪器设备无论在配备的数量上还是质量上,都有了根本性的改善,实验教学的条件得到了一定的保证。但是,这些正规教具也存在着不足之处。因此,针对新课程改革的发展需要,广大教师应在教育教学中大胆创新,通过自制教具,引导学生制作学具,并应用于实践,有效地促进了学生综合能力的持续发展。下面,笔者就自制教具、学具应用在教学中的作用谈一点粗浅的看法。
一、激发学生的兴趣
兴趣是最好的老师,好奇心是成功的起点。在教学中,利用自制教具适时适度地进行演示,有意识地创设好奇情景,激发学生的求知欲。例如,在讲述“物体的浮沉”时,根据課程特点,我选择了大型饮料瓶、气球、金属体和棉线等制作了一个沉浮子演示器。新课开始,出示自制教具(学生惊讶:老师要干什么?),接着老师演示:一手托住瓶身并用力轻压,气球沉浮子下降,同时像玩魔术一样,另一只手加以指示,且口中念念有词:“上……下……”把学生带进一个神奇变幻的境界。顿时,学生的注意力都集中到了一起:老师真有这么大的本事?此时不失时机导入新课:今天,我们一起来研究物体的沉浮……
配合教学把一些不太复杂、材料又容易找的学具放手让学生自己去制作,更能引起学生的学习兴趣。例如,在初中九年级可以配合弹簧测力计的教学,让学生制作“橡皮筋测力计”;配合杠杆原理的教学,让学生制作“杆秤”。在初中八年级,可以配合电磁的教学,让学物自制“指南针”、“小电动机”等。通过自制这些学具激发学生学习物理的兴趣;同时,学生在自制教具的过程中,不但要亲自动手选取工具,寻找和处理材料,而且在制作过程中,还要动脑解决不少问题,培养了学生思维创新能力。
二、放大情景,扩大学生的视野
自制教具最大的一个优点是对其研究的情景现象起着放大、直观的作用。例如在讲述电流表、电压表、水表等的使用和读数时,就可以用层板和彩色贴纸等制作成电压表、电流表刻度盘演示器、水表刻度盘演示器,其大小为80cm×60cm左右,且为活动教具,增大了可见度和直观性,克服了常见固定仪器的一些缺点,便于学生观察和读数。这样的教学突出了以学生为主体的教学思想,体现了为学生创设教学情景的教学模式。
有资料显示:有半数以上的学生乐于接受老师采用实验的方法上课,并且“也想做老师做的实验,但没有合适的器材,只好作罢”。可见中学生具有好奇、好动的特点,这需要的是老师的指导和帮助。
三、缩短实验时间,在短时间内就能见到效果
世界上一般事物的发展变化往往是比较漫长的过程,我们在实验室条件下就是要千方百计用尽可能短的时间让学生们看到这个变化,进而发现事物变化的规律,激发起学习的兴趣和积极性。如果实验的时间较长,效果再不明显,学生的注意力就会分散,教学效果就会受到影响。自制教具、学具可以改进某些实验,达到简化操作步骤、缩短实验效果的目的。例如做硫酸铜的扩散实验时,需要很长时间才能观察到现象。可以用以下方法进行改进:取一只装清水的烧杯。用长滴管吸入少量黑墨水,然后将它插入烧杯的底部,滴出一些墨水后慢慢地取出滴管。过一会儿墨水散布到水中。为了使现象明显和减少时间,可以在烧杯后面加一张白纸,并采用温水实验。
四、弥补现有教具、学具之不足,使实验课上得更精采
通过实验能再现人类探索的漫长历程,认识人类探索的途径、方法和结果。研究表明:中学生获取信息的过程常常离不开具体事物的支持,作为物理实验的探究更是如此。可是,在现今中学理科实验配备中,能适应课程改革教育理论的仪器设备还不够完备。物理课程的综合性和生活化、整体化、情景化的特点为老师专研教材教法、潜心实验教学研究提出了更高的要求。课程资源无处不在,只有用心探索,悉心教研,制作更多、更精良、更实用的教具,才能弥补现有教材和教具的不足,才能让学生对物理知识留下深刻的印象。例如,在做“压缩空气引火实验”中用硝化棉代替乙醚效果更好。另外,有些看起来十分简单的教具、学具,对于生产厂家来说不值得批量生产,但是对教学上来说又特加紧急需,这类教具、学具种类繁多,生产厂家根本承揽不了,即便包揽了,其产品也不一定合乎教师的口味。这一大批教具、学具留下的空白,只有教师自己去填补了。
五、为研制新教具、学具,开发新实验提供素材
初中讲“磁化现象”时,可以制作这样一个教具进行演示:在一个试管内装满铁屑,塞上胶塞,用蹄形磁铁的一个极在试管壁上沿同一方向轻轻滑动,使试管内的铁屑被磁化,便可以吸引铁钉、铁片。振动试管后,磁性消失了。这个实验能形象、直观地演示铁磁性物质被磁化和退磁现象。教材在“熔化和凝固”一节,只简单提出“液体在凝固时要放出热量”。为了增加学生的感性认识,可以开发这样一个演示实验:在试管中装入少量海波晶体。放在洒精灯上加热使其完全熔化。然后让其自然冷却。让几位同学用手触摸试管外壁,这时他们感到海波是不热的。然后用一根玻璃棒插入试管中蘸取少许溶液,取出后把玻璃晃动几下,再次插入试管中,会看到海波溶液急剧的凝固起来。这时再让原来几位学生触摸试管壁,他们则会发现试管壁热得几乎烫手了。这个实验,能使学生对凝固放热形成深刻的印象。
文 标
题:
姓
名:单
位:石首市横沟市镇小学电子邮件:论自制教具对小学语文教学的促进作用
卞
昆
26543982@qq.com
论自制教具对小学语文教学的促进作用
——教学中激发学生学习兴趣的研究
摘要:本文作者围绕教育界教学三大基本条件之一的教具,用通俗生动的语言和详细具体的实例向我们阐述了自制语文教具的重要性、如何自制语文教具并运用以及自制语文教具的材质来源等问题。
关键词:自制语文教具 创造性思维 团结协作 节约成本
在教育界,教学的三大基本条件是指教师、教材和教具,而自制教具是指教师根据教学需要利用简便易行的方法就地取材,自己动手制作的教学工具。本人在从教多年的教学实践中对此做了一些探究,阐述出来,仅供大家参考。
一、自制语文教具在小学的教学中有非常重要的作用
1.自制语文教具简单、直观而明显。它可使抽象的知识形象化、具体化,大大激发学生的好奇心,从而提高教学质量。如在教学生学习汉字时,你可以先在硬纸板上画一个大红苹果、大鸭梨、大橘子等水果图形,然后把它三面粘好,再把当天要学的汉字写在一张大纸上(要注意颜色与水果的不同),字要写得大一点儿,规范一些,争取上课时让学生看得清楚,学得正确,最后把它剪下来沾在你做好的水果上面并贴好,这样既可以长时间的保存,又可以经常灵活地使用。(课堂做练习时可让学生自己选水果,自己贴汉字,循环使用,也可用于词汇的学习)。我用这样的教具上课前都会先给学生设置一个故事情景,边讲故事,边串知识,从而大大激发了学生的学习主动性,提高了教学质量。
2.自制语文教具还可以激发学生的创造性思维和动手能力,有利于探究性教学的开展。师生共同自制语文教具的过程,就是钻研教材、研究教学、研制和改进仪器的过程。它能提高师生的动手能力。一套自制语文教具的形成,要通过设计方案、勾画图纸、搜集材料,动手制作等过程,这样无形中提高了师生的创造性思维和动手实践能力。
3.自制语文教具还可以培养师生的团结协作能力。绝大多数自制语文教具都不是简单的重复和仿制,而是要经过长时间的思考研究、创意策划、构思设计,检验完善等环节,整个过程都是创造性的劳动,需要团结协作。在自制语文教具的过程中,师生一定要运用到科学知识、生产工艺,并尝试运用新材料、新技术、新方法等,这也需要师生团队取长补短,共同努力,从而进一步增强师生的团结协作的能力。
4.自制语文教具也秉承了中华民族的传统美德,节约学校开支,用较少的钱或不用钱来提高教学质量。如果在我任教的这些年中,我用一些废旧或廉价物品制作教具如食物油桶、卡纸、塑料绳、鸡蛋壳等,制作了大量的教学工具,一方面为学校节约了成本,另一方面,师生齐动手,也大大提高了学生的学习兴趣和教学质量,我所带的班级不仅学习成绩好,在动手实践和科学普及等很多方面都取得了很好的效果。
二、自制语文教具的设计、制作与应用
自制语文教具的关键问题是设计。有了好的构思,再动手去制作就很简单了。自制语文教具的制作的标准是:原理一定要正确,取材要容易找到,造价要做到低廉,构造简单明了,操作方便易懂,材质还要坚固耐用,易于长期保存。
如:在小学低年级的识字阶段,我就制作了一件魔术变字桶。我用了一个金龙鱼的空油桶,上面缠上两个漂亮的宽纸圈,再把偏旁和部首分别写在不同形状的的卡片上,用双面胶把本节课要用的部分卡面粘在宽纸圈上,左边的是偏旁,如三点水、单立人、提手等,右边是可以与之相配的其他部首,如“可”“每”“工”“故”“十”“门”“是”“丁”“工”等等,等到上课的时候,一方面要营造好神秘的气氛,然后你只要轻轻转动纸圈,就可以用不同的部首组成不同的汉字,学生们的好奇心被激发起来,从而大大提高了小学生们的学习兴趣,达到了很好的教学效果。课下,在学生们主动请求下,我教每一个学生做了一个魔术变字桶,而且经常变换桶上面的内容,达到常变常新,越用越活的目的。学生们经常分小组玩儿这个变字桶,不仅巩固了所学的知识,还培养了他们的动手实践能力和小组合作意识。
三、自制语文教具的材料有很多种来源也很广
自制语文教具主要材料可分为纸材料、木质材料、塑料材料和玻璃材料。
①纸材料有书写纸、图画纸、印刷纸、包装纸、装饰纸等。②木质材料有天然木材、胶合板材和人造板材等。③塑料材料分为热塑性、热固性塑料二种,具有可塑性,密度小,强度大,耐油、耐磨、绝缘等优点。④玻璃材料有普通平板玻璃、钢化玻璃、浮法玻璃和磨砂玻璃等。
四、师生互助自制教具
在师生互助自制组合式教具的过程中,师生能够共同探讨和营造课文所展示的情景,在教师无意识的引导下,将课文的难、重点直观展示在学生面前。
例如,在教学人教版小学语文第六册第5课《画杨桃》时,由于我和同学们都没有见过真正的杨桃到底是什么样子的,加之条件限制,难以找到标本、图片之类的资料,我们只有“自制教具”了。在熟读课文后,我和同学们找来水和泥,按照课文上所介绍的“有五个角”、“椭圆形”等特点,我和同学们一起动手捏杨桃,并将捏好的杨桃放在讲桌上让同学们先在自己的座位上观察杨桃的形状,然后小组调换位置再进行观察杨桃的形状,最后得出“同一个事物从不同的角度看会有不同的结果”这一蕴含深刻哲理的结论。在我和同学们互相协作制作“杨桃”的过程中,同学们不仅兴致高涨,而且切身体会到了无论干什么事都要实事求是的道理,受到了科学思想方法的教育。
五、让学生自制教具
针对课文内容的特点,让学生自制教具,不但提高了学生的动手、动脑能力,而且提高了他们的学习兴趣,还可以帮助他们加深对课文的理解。
例如,在教学人教版小学语文第六册第1课《放风筝》时,我引导同学们先观察图,看看图上都有哪些风筝,然后让同学们回家制作自己喜欢的风筝。同学们非常高兴,第二天,他们个个神采飞扬,带来了自己制作的风筝。望着同学们亲手制作的“大蜻蜓”、“花蝴蝶”、“老鹰”等各式各样的风筝时,我非常激动,鼓励他们说出此时最想说的话,同学们争先恐后地说着“花花绿绿”、“各式各样”、“五颜六色”等我们还没有学的课文中的重点词句。
至此,这篇课文因为同学们自已动手制作了他们所喜爱的风筝而学习兴趣高涨,很快就掌握了课文的难重点,他们学得是那么轻松愉快,他们的心情又是那么欢快舒畅,我从孩子们那洋溢着幸福的脸上看到了自制教具给他们带来的喜悦。
六、分组协作制作教具
为了培养同学们合作学习的能力和协作精神,教师应多给孩子们创造合作学习的条件,让他们多合作,多配合,培养他们的团队精神。
自制组合式教具的制作在合作学习的养成中起着举足轻重的作用,所以,教师应按照课文内容的特点,多让同学们协作完成自制教具,达到教学目的。
例如,我在教学人教版小学语文第五册第10课《一个小村庄的故事》时,当学习完第一自然段“在一片河坡上,早先有过一个美丽的小村庄”时,我让同学们分组讨论“一个美丽的小村庄”会是什么样的,并让他们动手画一画,剪一剪。学生兴趣高涨,思维活跃,很快就画好、剪好了他们心目中最美丽的小村子。第一组的同学剪下了粗壮的大树、嫩绿的小树;第二组的同学剪下了漂亮的房子,鲜艳的花朵;第三组的同学剪下了可爱的小动物„„我让他们各组选出代表,把这些他们认为最美的贴在黑板上事先准备好的一张白纸上,很快,一个美丽的小村子就展现在同学们面前了。同学们个个兴致勃勃,神采飞扬。随着教学的深入,房子由少变多,而树木则由多变少,同学们逐个拿走树木增加房子。当学习完最后一个自然段“什么都没有了,包括那些锋利的斧头”时,同学们的心情显得非常沉重,有位同学缓缓地站起来,在几十双眼睛的注视下,将那些漂亮的房子一一剥了下来,一个那么美丽的小村子变成了不毛之地。我从同学们那痛心、惋惜的神态中看到了自制组合式教具在这篇课文中所取得的预期效果。
关键词: 初中物理 自制教具 物理实验 作用
物理是一门非常重视实验教学的学科,对于每一位物理教师而言,在课堂上积极开展实验教学活动,用实验将理论知识展现在学生面前,是激发学生学习物理兴趣、培养学生运用物理思维进行科学探究的能力、实现高效物理课堂的重要途径。但是,我在物理教学实践过程中发现,许多老师因为害怕浪费课堂仅有的45分钟,就采用讲述实验的方法代替亲自做实验,导致学生对物理实验缺乏直观的体验和探究实践,物理教学评价中总是出现低分低能现象,学生创新思维、创新能力和实践能力得不到培养,从而难以提高。
开展物理实验教学不仅可以将物理理论知识清楚明了地传授给学生,增强物理教学实际效果,还可以提高学生进行物理实验的素质,有助于学生实践能力、创造性学习能力和创新性思维能力培养。因此,物理教学实践过程中应该加强实验教学,多进行试验操作。但是,当前物理教学过程中,有些传统实验教具已经不符合新教材教学的需要,已经过时了,这就需要学校、教师积极补充新的物理教学材料、教学仪器和实验设备,这不仅是教学改革发展的需要,更是新课标指导下的现代教育发展的需要。物理教学过程中,我们需要积极开展自制教具活动以弥补这一方面的空白。同时,自制教具在物理课堂教学中有着重要作用,对物理课堂教学、物理知识理解起到事半功倍的教学效果。下面笔者将就自制教具在物理课堂教学中的作用谈谈自己的深刻体会。
一、活跃课堂气氛,激发学生学习的兴趣
我国大教育家孔子曾经说过:“知之者不如好之者,好之者不如乐之者。”由此可以看出兴趣是最好的老师。对八年级初学物理的学生来说,只有激发起他们对物理学习的兴趣,才会以满腔热情积极投身于物理学习之中,这样物理课堂的教学气氛才会变得开放、活跃,学生才会乐于提出问题,勇于回答问题,这样教学效果自然倍增。自制的物理实验教具对激发学生学习物理的热情和学习兴趣能起到举足轻重的作用。例如,学习光的折射这一课时,先让学生课前准备一个玻璃杯和一支铅笔。在课上指导学生将透明玻璃杯盛入一些水,把铅笔斜插入水中,以此引出本节知识点:从杯子侧面看上去会看见什么现象?(铅笔好像在水面处折断)。课堂上,教师引导学生分析引起这种变化的条件是什么?产生这种现象的原因可能是什么?进而在教师的指导下探究光的折射规律。这样的小实验取材方便,学生容易进行,而且通过实验和提问,学生会进行思考讨论,活跃课堂气氛,有助于激发他们进行科学探究的兴趣。
二、增强演示效果,引导学生进行思维
经典电动力学创始人詹姆斯·克拉克·麦克斯韦说过:“一项演示实验所用的材料越简单,学生越熟悉,越想透彻地获得验证的结果。”尽管国家对教育的投入不断增长,物理实验设备不断更新,但是适时使用自制教具对增强物理实验演示效果具有重要作用,对引导学生思维有积极作用。例如,课堂上,老师让学生将一块平面镜斜插到水里,在阳光下将白光分解为七色光,这里利用“平面镜分解太阳”可以解释清楚雨后天边出现彩虹的现象,也可以引入关于光的色散的探究。这样,不仅将虚无的光学知识清楚地呈现在了学生面前,还增强了学生物理思维能力。与此同时,自制的教具化繁为简,将实验过程所用时间大大缩短,使学生在实验过程中注意力高度集中,增强教学效果。
三、培养学生的想象力、创造力和动手能力
自制的物理教具一般取材经济、便利,制作过程简单、安全,很容易实现人人动手实验这一目标。师生自制教具常常选用吸管、玻璃、水杯、塑料片等,制作过程中要求学生在已有物理认知基础上,通过发挥自己的想象力和实践能力制作出比较实用的器材。同时,在教师科学指导下,通过对周围事物的观察与研究,充分发挥想象力和创造力,通过亲自动手积极进行实验器材制作,这样学生的想象力、创造力和动手能力就能得到最大程度提高,真正实现变废为宝,废物再利用,培养学生的环境保护意识。
教学实践证明,自制教具在物理实验教学过程中有着举足轻重的作用。实际教学过程中,师生动手进行教具设计、制作,不仅可以满足教学需要,增强物理教学效果,还可以培养学生学习物理的兴趣,让学生真正享受到学习物理的乐趣,从而不断提高学生的实验能力、思维能力和创造力。教学过程中,只要师生积极探索、勇于实践,自制教具一定会使物理课堂教学锦上添花。
参考文献:
[1]张德启,李新乡.物理实验教学研究[M].北京:科学出版社.
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