朱寿岭

【摘要】在“双减”政策落地和培养学生物理核心素养的背景下，本文选取在教具制作比赛中获奖和教学实践中应用较好的几个自制教具，介绍其在提高课堂效率、激发学生学习兴趣和提升教师的素养中的作用.

【关键词】自制教具；核心素养；课堂教学

物理是一门实验科学，初中物理教学中的很多物理概念是通过让学生观察实验现象获得的.实验教学可以创设情境让学生对物理现象有更直观认识，是建立物理概念的重要途径.中国是教育大国，有教育就会有教具，几千年来中国产生了很多经典甚至沿用至今的教具，比如“算盘”和“针灸铜人”等.近年来，随着教育投入的不断加大，虽然中小学的实验条件不断改善，各学校提供配套的教学仪器越来越丰富，但受到条件、加工技术、产学配套不一致等限制，配套的成品教学仪器满足不了教师的个性化教学的需求，自制教具就成了物理有效实验教学的重要补充.自制教具材料应尽来源量来自于生活中学生常见、熟悉的物品，这样去除物理学科的神秘感，学生愿意亲近物理，让学生感受到物理这门学科的实用性，激发学生的学习物理的兴趣，培养师生的创新能力.

1 自制教具可以激发学生的学习兴趣

1.1 激发学生学习物理兴趣的重要性

美国心理学家布鲁姆曾指出：“浓厚的兴趣能弥补智能的不足，持久的兴趣会激发创造”[1].对于刚接触物理的初中学生来说，因为物理知识可以解释生活中的很多现象，所以物理自带吸引学生的光环，一旦成功激发起他们学习物理的兴趣，他们就会积极主动地投入到物理学习中，教学效果自然会提升.自制教具的活动中能理论联系实际，“做中学”“做中教”更能激发学生学习物理的兴趣，从而增强科学探究的主动性.

1.2 自制教具激发学生兴趣的途径

兴趣和好奇心是学生主动学习的内驱力.更好地激发学生的兴趣和好奇心是所有教育人不懈的追求，用自制教具来创设物理情境，可以发掘学生的好奇心，激发学生的学习兴趣，学生从“旧知”的情境中发现“新知”，使学生产生认知冲突，从而激发起学生的强烈探究意愿，那么学生在课堂上就会积极参与课堂，积极主动地去学习，从而提高课堂效率.教师根据教学需要自制教具自带的“新、奇、疑”的属性，能让学生主动去探究，自制教具让学生课前、课中和课后去自己动手实验甚至是实践创新，会让学生的兴趣更加稳定，从小在心中埋下科学的种子.

例如 苏教版教材九年级十五章第三节“电流的热效应”，学生很难猜想电热的影响因素是电流、电阻和通电时间，笔者自制电池生火教具，当学生观察到口香糖纸中间有火焰出来，学生的注意力成功被吸引过来了，通过“比较用一节电池和两节电池观察哪次着火快？为什么是口香糖纸中间较窄的部位先着火？为什么要通电一会纸才能被点燃？”等问题的设置，引导学生猜想电热可能与电流、电阻和通电时间有关，激发学生的学习兴趣，降低了思维的难度，激发学生对物理学的探索兴趣.

2 自制教具可以培养学生的核心素养

2.1 自制教具的制作过程可以培养学生动手能力

自制教具是对学校配套器材的有效补充，便于教师创设物理情境，展示物理现象，总结物理规律.有效降低物理学习的难度，拉近学生和物理学习的距离.自制教具的主体既可以是教师也可以是学生.当学生刚开始制作教具时，教师应给予较为详细的讲解和指导，学生熟悉制作教具的流程以后，教师应选择放手，让学生自己去制作，阅读教材，寻找材料，效果很好.

例如 八年级上学期学生刚接触物理，还没有自制教具的经历.通常在学习第一章“声现象”时让学生制作土电话，学习第二章光现象制作小孔成像装置，这些自制教具都比較简单，但是学生刚开始尝试自制教具，对材料的选择，自制教具的制作细节做详细指导，提高自制器材成功率，增强了学生成功使用自制教具的成就感.但是到了八年级下学期，主要介绍实验原理和教具自制成功的标准，然后放手让学生去做，学生交出来的优秀作品令人惊叹，比如说浮沉子实验装置，从塑料瓶和小瓶的选择，预装水量的多少，让学生去尝试，效果很好，很多单纯地靠“讲实验”很难理解的实验细节，通过学生自己实践就迎刃而解了.既降低了教学的难度又提升了学生的动手能力.

2.2 自制教具的制作过程可以培养学生的创新精神

一切创新都是从学生自己动手开始，自制教具活动对实现这个目标的独特优势，也越来越为大家接受.教学实践中，用生活中常见的材料和物品自制的教具用于课堂教学情境创设和突破重难点时，学生自然能感受到物理课堂的创新精神.自制教具能减轻学生对物理实验器材的神秘感，使学生怀着兴趣和信心参与到课堂学习中.课后学生在设计和制作教具过程中，学习小组互相讨论不同设计方案的科学性，不断改进制作方法都在潜移默化地培养学生的创新能力.通过开展自制教具活动不仅可以让学生更喜欢物理，而且可以促进学生的全面发展，符合新时期核心素养的要求.特别是在“双减”背景下，学生有着大量开展综合实践的机会和时间，自制教具应该是初中物理实验教学的重要组成部分之一.

例如 在制作密度计的过程中，大部分学生配重方案采用绕铜丝、装铁钉、夹铁夹，甚至用胶粘玻璃，都取得了成功.有位学生利用一个比吸管稍大一些的不锈钢滚珠，既是合适的配重，又不需要用蜡或者胶水密封，构思精妙、制作简单、测量准确；还有一位学生密度计表刻度的处理非常精准，甚至与他爷爷酿酒用专业的密度计比较，不落下风.近几年，笔者一直坚持让学生制作一些简单教具，这些教具的制作可能会在学生的心里面埋下一枚枚科学探究的种子，破土而出时就能为社会培养更多的创新型人才.

3 自制教具可以提高物理课堂的教学效果

3.1 自制教具丰富实验资源，有利于突破教材中的重难点

许多学校统一配备的教具陈旧老化，以前的设计同现在的教学要求不匹配，达不到教学需要的实验效果，或者操作步骤繁琐，浪费探究的时间，降低教学效果.自制教具为解决这一难题提供了很好的个性化解决方案.

例如 在探究苏科版教材十二章第四节“机械能和内能相互转化”时，内能转化为机械能的“点火爆炸装置”，课本中的塑料胶卷小盒市场上已经没有了，笔者利用口香糖瓶（将瓶和盖分离）和酒精自制点火爆炸装置，可以尽可能地模仿课本上实验，电火花发生器点火以后，可以看到盒盖飞出，可以听到较大的爆炸声，可以看到喷出火焰，实验效果非常好，便于学生理解将内能转化为机械能，引出热机的概念.为了保证实验效果更好，每次实验笔者都会调整一下盒盖与瓶口的松紧程度，加几滴酒精后反复摇晃几下，这些实验操作能生成新的问题，拓展了学生的思路，培养了学生的思维.

3.2 自制教具可以增强课堂教学的直观性和形象性

前苏联教育学家维果茨基“最近发展区”理论认为：教学内容的选择应着眼于学生的最近发展区，为学生提供略有难度的内容，才能调动学生的积极性，发挥其潜力[2].因此自制教具不能过于复杂，过于复杂的实验器材会分散学生课堂上的注意力，不能抓住学习的重点.电磁学之父英国物理学家麦克斯韦说：“一次演示实验所使用的材料越简单，学生越熟悉，就越想透彻地获得所验证的结果”[3].为了培养学生思维、观察和推理能力，教师就可以利用身边熟悉的物品材料制作有效的教具，化抽象为直观.

例如 做题时笔者发现，学生很难直观感受“气体对外做功内能会减小”，所以错误率很高，为解决这一难题，笔者用大号色拉油瓶、橡胶密封垫圈和气阀制作了“酒精雾化演示器”学生能清晰地观察到酒精蒸气对外做功、内能减小、温度降低、酒精蒸气大量液化的现象.该自制教具让这节课堂精彩纷呈，高潮迭起，学生印象深刻，实验目标达成度高.

3.3 自制教具缩短实验时间，提高课堂效率

高效课堂要求演示实验在关键时刻能迅速的让学生们观察到实验现象，进而发现规律.如果实验的时間较长，现象又不明显，学生的注意力就会分散，从而影响教学效果.

例如 在苏科版教材八年级下册第十章的综合实践中，很多学生对于密度计刻度为何“上小下大，上疏下密”不是很理解.笔者在讲解了相关原理后，让每个同学制作一个密度计，85％的同学都成功了，通过密度计的制作过程，同学们基本明白了上述的规律，比教师在课堂上反复讲解理论省时省力.很多同学课后同笔者交流时都提到看起来很简单的一件事，动手做的时候并不容易.通过自制教具在“做中学”，让学生真真切切体会了科学先辈们在科学探究过程中付出的艰辛.

4 自制教具提高教师的综合素养

4.1 自制教具夯实教师的理论基础

近年来国家、省、市、县各层级都大力开展自制教具评比活动，这些活动的开展可以提高一线教师自制教具的热情，找准自制教具的方向，提高自制教具队伍素质.优秀教具的成功创作，需要教师拥有较深厚的理论知识，积累丰富的教学经验，平时注意从生活、教学、试题中观察、收集素材，在实际使用的基础上，多次改进完善后，才能制作成功，教具制作过程中凝聚教师的智慧和汗水，通过深入剖析教材、融合多学科的知识体系，提高自身的综合素养.

4.2 自制教具提高教师动手能力和科研能力

教师在自制教具的过程中，每一张设计草图，每一个细小部件，从选材到加工，每一步都要涉及多学科的知识融合、生活经验、细致地观察和制作技巧.因此每一件教具的成功制作都能提高教师多方面综合素养.好的作品肯定不是一蹴而就的，需要教师在长期教学实践中不断打磨、改进，即教师具备追求卓越，好中求优的精神.正因为自制教具过程是多学科知识融合的过程，必定会提升教师的科研能力.例如：教师自制教具能力培养需要查阅其它学科资料、与同行探讨，这些努力都有利于教师科研能力的提高.大多数好的自制教具绝不是简单的仿制，而是在教学实践中发现问题进而为了解决实际问题，需要长时间积累素材，通过构思和设计的智慧结晶.教师自制教具的能力不是与生俱来的，而是孜孜不倦地探求，锐意进取地创新，长期积累改进的结果.从无到有，从简到精，从改进到原创，从模仿到革新；这就是创新精神，同时教师也在言传身教、潜移默化中感染和影响着自己的学生.播下一颗颗创新的种子为我国的科技强国自主创之路培养时代新人.

5 优秀自制教具的特色

自制教具是传统实验器材的重要补充，是拉进学生与物理知识的关键桥梁，是培养师生创新能力的必由之路.因此自制教具在物理教学中的广泛应用应做到以下几点.取材容易，制作简单，现象明显.自制教具的材料应该主要来自于生活中常见的物品：生活中的日用品，旧设备的零部件，常见的工具等.自制教具应该结构简单耐用，不宜有超过中学生能力的复杂精细的加工手段，或者需要特殊设备的加工工具，不然会打击大部分学生的制作热情.使用自制教具的目的就是为了更好地展示物理现象，因此自制教具的实验现象应该直观易懂，简洁清晰，不然会让学生怀疑自制教具的实用性.

6 结语

总之，在教育改革深入推进的新形势下，自制教具的使用提高了初中物理实验的实效，自制教具的使用能更清晰的观察实验现象，激发了学生学习的兴趣，加深对物理知识的理解，从而更好的培养学生的核心素养。教师主导自制教具的开发和设计，也提升了教师的科研能力，师生共同参与自制教具在教学中的全过程，有利于构建和谐共生的师生关系。

参考文献：

[1]姜琴.如何在物理教学过程中培养学生的学习兴趣[J].中学生数理化，2014（5）：49.

[2]杨茂秀.探究与反思，引导学生在“最近发展区”发展[J].考试周刊，2012（12）：139.

[3]吕朝阳，韦叶平.物理教学中创新小实验的设计与思考[J].中学教学参考，2012（9）：76-77.