摘要:在物理实验教学中，自制教具是教学中一项重要的组成部分。文章首先阐述教师对于自制教具存在的诸多误区，并结合笔者的经验和观察，分析得出自制教具对于培养学生的创新精神和动手能力，以及推进新课程标准和教师的个性化教学等方面有较大的帮助。最后，提出了教师开展自制教具工作的一些可行性意见。
关键词:自制教具；实验改革；物理教学
教具即一切辅助课堂教学的设施、器材，是课堂的拓展和延伸，在课堂中起到了举足轻重的作用。教具的范围非常宽泛，小到一颗纳米机器人，大到直径500米的射电望远镜，不管是传统的圆规、三角板还是先进的数字一体机，它们都可以作为教具。物理学科的教具更是随处可见，所以作为物理教师更应该开展好自制教具工作。然而如今，还是有一部分物理教师并不重视自制教具工作，存在些许误区。
一、在物理实验课中使用自制教具的五种误区
误区之一：在平时的教学中，很多年轻教师认为，现在数字多媒体那么先进，不管什么实验现象都能够用视频动画演示出来，节省了大量课堂时间，而且“实验”的数据不仅精确、现象还很明显。所以根本没有必要搞什么自制教具。其实在物理实验教学中，实验的基础地位不容置疑。将物理实验过程、实验现象进行模拟，使得学生无法获得真实的感性认识，从而无法完成从实验现象到物理规律的升华。不仅如此，通过实验教学还能培养学生的观察力、动手能力和创新能力。这些都是利用电脑模拟实验做不到的地方。比如，在法拉第电磁感应实验中，教师利用实物教具演示产生感应电流的过程，激发学生的好奇心和学习兴趣。然而，如果直接用课件动画进行模拟，虽然能展示出物理知识，但是会让学生产生一种似是而非的感觉。所以，在物理实验课中，用多媒体模拟实验只能用于实验的再现和知识点的温习。直接用视频动画来取代物理实验是非常不合理的！误区之二：现在学校的实验器材配备充足，种类也很丰富，足够应付平时的教学，没有必要再去自制教具。其实在平时的教学中可以发现，这些学校统一采购的教具使用寿命短，价格较贵，有的甚至实验效果差，采购起来周期又非常长。更重要的是，在物理课上使用成品仪器教具，会使得学生和物理实验之间产生距离感，甚至会使部分学生产生错觉：认为物理实验与他们的生活毫无关系，只有用上“高大上”的实验仪器才能看到。误区之三：教具只有教师才能自制，并且会占用教师很多时间。自制教具并不是只能教师参与，更重要的是要让学生成为主角，使他们能够自己亲手做实验教具，从而通过自制教具的过程培养学生的创新精神和动手实践能力。在课上使用的是学生自己制作的教具，激发了学生的学习兴趣并获得成就感。教师在这个过程中只负责组织和指导，学生在课外进行制作，作为教师并不会因此花费太多时间和精力。误区之四：自制教具只局限于课堂教学内容或教材中的实验。笔者认为自制教具还可以结合一些课本外的，甚至课标没要求的一些小实验、小发明、小创造，来开拓学生的视野。误区之五：为参赛而自制教具，“重创新轻仿制”。近年来，教育部对于自制教具特别重视，经常会举办一些自制教具比赛，其出发点是要大力发展自制教具，从而更好地为教学和教育服务。简而言之，自制教具应该“贵在使用、重在过程”。但是，在平时的教学中，自制教具普遍存在着“重参赛轻使用”的问题，特地为了参赛而设计一些优秀的自制教具，而赛后就“束之高阁”，很少使用。而且参赛教师绞尽脑汁思考的是怎样的自制教具更容易获奖，而很少根据课本上的实验器材，从平时生活中的用品取材，接地气地制作出一些简单有用的实验教具。
二、物理实验课使用自制教具的意义
（一）激发学生的学习兴趣
在新课标中，提倡每位教师要在平时的教学中，时刻关注学生的兴趣和好奇心。“好奇心是最好的老师！”自制教具的“新”“奇”“疑”，能够使学生在课堂上产生强烈的好奇心和求知欲，主动地去探究和学习，自然而然上课效率也就提高了。自制教具的“新”，并非是指所做的教具一定要新奇、独特，其实也可以用学生平时生活中熟悉的物品构建成他们平时很少见到的组合，或者在课堂上出现一些很少在教室中出现的“新鲜事物”。比如在物理课堂上出现鸡蛋、养生壶、针筒、玩具、乒乓球等这些教室里的“新鲜事物”，场合的冲突感会使学生们感到十分的好奇，自然而然被你的实验吸引过来。“奇”是指教具所呈现的物理现象是学生意想之外的，比如在上压强这节课时，教师站在排满生鸡蛋的平板上，所有的鸡蛋完好无损；在上大气压强时，将一根薄木板放在讲台一角，并伸出一半悬空，另一半用一张报纸铺开覆盖，然后教师徒手将木板劈断，而薄薄的报纸却完好无损。这些现象都是学生无法想象的。“疑”是指对于学生而言一些实验现象无法解释。这种情况在物理实验中经常出现，如覆杯实验、沸点与气压关系实验、喷泉实验等等。可见，自制教具的“新”“奇”“疑”，会给学生强烈的视觉冲击和巨大的思考空间，从而调动起学生的认知需求和学习动机。只有这样学生才能学得开心，教师才能教的轻松。
（二）有利于发挥教师的个性、有助于发展学生的个性
在新课程改革的背景下，教学观点逐渐由统一规格的教育向差异性教育转变，注重学生的个性化培养。当下所有中学都装备着整齐划一的实验器材，无论在种类上还是数量上都严重制约了教师发挥个性化教学的自由度，长此以往，肯定会阻碍物理课程的改革。例如，教师在进行演示实验时，有些实验效果上并不是非常明显，没办法让教室里的每个学生都能够清楚看见，所以有些教师很想将这些演示实验改成学生的分组实验，但是由于学校在这些器材采购时是按照演示仪器进行采购，数量上根本无法实现分组。比如演示平行光经过凹凸透镜的发散和会聚情况、演示探究焦耳定律的相关实验。如果在课堂上使用的是教师或者学生自己制作的教具，这样的课堂一定别具一格，学生也会在动手的过程中收获成功和效果。反之，如果教师在教学中千篇一律，没有自己的思考和创新，就不可能教出富有创新意识的学生。
（三）拉近物理与生活的距离
新课程标准强调“从生活走向物理，从物理走向社会”。平时在使用常规实验教具进行教学时，虽然能够很好激发学生的好奇心和新鲜感，但是也给学生带来了陌生感，因为这些常规器材在平时生活中是很少出现的，它们对于学生来说更是前所未见、闻所未闻的。久而久之，会让学生误以为物理现象只有学校里的实验仪器才能产生，这些错误的认知都会对学生学习物理造成障碍。相反自制教具都是学生和教师利用生活中常见的材料制成，学生较为熟悉，从而削弱学生对于物理的神秘感。［1］
（四）有利于培养学生的创新精神
现如今的教育，强调在德智体美全面发展的基础上，激发学生的创新精神和创新能力，培养学生创造性地学知识和用知识，而不再是让学生被动地接受知识和储存知识。尤其物理的学科特点，对于培养学生的创新精神和创新能力起着至关重要的作用。如果能在物理课上使用生活中随处可见的材料制成的教具，这无形中培养了学生的创新精神。［2］
（五）培养学生的动手能力
物理的自制教具所需材料大多是生活中常见的，所以大可放心让学生自己回家进行制作。而且易制自然易修，这使得在教学过程中可以放心地让学生充分使用自制教具，不怕学生不小心弄坏。麦克斯韦也说过那么一句话：“使用自制简易设备的学生常比使用精密仪器的学生学到的多，而且由于后者过分依赖仪器，一旦仪器有了毛病，不敢拆卸它而显得束手无措。”确实，自制教具出了故障，反而是件好事，因为它是学生自己制作的，他们敢大胆拆卸它、修理它，通过拆修让学生又锻炼到了动手实践能力。在物理教学中使用“不怕学生弄坏”的实验器材，教师放心，学生随心，学起来自然也开心。总而言之，自制教具不仅对物理实验条件进行了有效补充，而且对于提高学生的综合素养起到了重要作用。因此，笔者认为物理教师应该提倡自制教具活动。［3］
三、物理实验课使用自制教具的体会
（一）注重课本中传统教具的仿制和改造
课本中的传统教具在实验效果方面是非常好的，但是学校采购来的器材中有些价格相对比较昂贵，有些使用寿命较短，而且招标采购周期较长，这些都阻碍了物理实验教学的正常开展。所以，作为教师应该利用周围的一些生活物品仿制和改造一些物理实验器材，对学校器材的短缺进行一定的补充。
（二）注重挖掘教材中的隐藏实验
1.某些知识点，课标中虽然没有要求通过实验来突破，但是为了让学生更容易理解这些知识，可以利用一些自制教具来辅助教学。2.对于课本中一些较难理解的知识点，除了利用教材中规定的实验进行突破外，还可以利用自制教具帮助学生理解。如测量大气压数值的实验中，人教版教材中有一个实验：用弹簧测力计拉一个吸在玻璃上的吸盘，利用公式p=F/S粗测大气压的值。这个实验在沪科版教材中没有提及，但是对学生掌握大气压的产生原因以及压强的计算有很大的帮助，所以在平时教学过程中可以尝试加入这个实验。笔者对于这个实验进行了适当改进，减小了实验误差，具体操作如下：（1）将蘸水的塑料挂钩吸盘按压在水平放置的玻璃板下表面，尽量挤出塑料吸盘内的空气，测出吸盘的直径，计算出吸盘的面积。（2）将一个小桶轻轻地挂在吸盘的塑料挂钩上。（3）用小勺轻轻地向小桶内加沙，直到吸盘刚好脱离玻璃板，用台秤测出此时小桶、挂钩、吸盘和沙的总质量，再计算出重力。（4）最后利用公式p=F/S计算出压强的大小。这样不仅达到了实验目的，而且减小了实验误差、复习巩固了前知。同时所用器材都是学生身边常见的东西，更符合从生活走向物理的新课标要求。
（三）重视课本上的小制作素材
为了培养学生的动手实践能力，在课本中特别编排了许多小制作内容，如：铅笔芯变阻器、自制电磁铁、自制西红柿电池等。作为中学教师应该重视这部分内容，布置学生认真完成，并当作一次重要作业进行打分、点评，甚至可以举行比赛和展览。不仅如此，中学物理教师应掌握一些小制作的基本技能与方法，根据教学进度布置一些小制作任务，让学生完成。比如：小孔成像、潜望镜、投影仪、电热切割器、自制温度器等。
（四）关注物理与生活紧密相连的切入点
正如著名物理教育家朱正元教授说过：“坛坛罐罐当仪器，拼拼凑凑做实验。”［4］生活之中有许多东西都可以放到物理课堂上做实验，比如说：手压发电手电筒、高脚杯、轨道UU球、光纤棒等。所以，作为教师应该时刻留心生活的点点滴滴，充分关注物理与生活的连结点，并把它们带到课堂之中。
（五）利用各式比赛作为推进载体
校内可举行一些物理小制作和妙趣大连环比赛，通过比赛调动起广大学生群体的动手制作兴趣，并且还可以在比赛中发现一些好的项目，推荐参加科技创新大赛和小小发明家比赛。通过这些活动，提高学生的动手能力和创新意识，从而推动学生自制教具活动的发展。
参考文献：
［1］赵卓立.浅谈初中物理自制教具的开发与利用［J］.甘肃联合大学学报，2011（25）.
［2］朱秋艳.自制教具快乐认知［J］.教育实践与研究，2013（10）.
［3］王永刚.中学物理自制教具研究［D］.成都：四川师范大学，2009.
［4］孙天河.中学物理自制教具的切入点［J］.云南教育，2008（12）.
作者:袁超 单位:龙岩市第一中学分校
