做研究型的物理教師研修總結(jié)
榮昌縣永榮中學(xué) 李之應(yīng)
內(nèi)容摘要 :
作為理科教師,特別是物理教師要堅(jiān)持自制教具。優(yōu)秀的自制教具就來自于我們的教學(xué)過程,來自于課堂實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)積累,來自于一種鍥而不舍的追求精神。教師在研究教學(xué)、研究教材的同時(shí),認(rèn)真研究實(shí)驗(yàn)教具和對(duì)實(shí)驗(yàn)過程的改進(jìn)。積極動(dòng)手實(shí)踐,將自制教具的研究融入到教學(xué)科研的活動(dòng)中去,就能夠提高教師的教育教學(xué)水平和教育科研能力。自制教具是提高教師研究能力的有效途徑。
關(guān)鍵詞:堅(jiān)持 自制教具 研究型教師 途徑。
一、堅(jiān)持自制教具的實(shí)踐活動(dòng)
。ㄊ紫冉榻B關(guān)于自制教具的特點(diǎn)和意義。)
1.自制教具的內(nèi)涵及特征
教具:是指具有教學(xué)特點(diǎn),能體現(xiàn)教育思想和教學(xué)方法的實(shí)物,模型等直觀教學(xué)器具以及實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練器材,涵蓋所有應(yīng)用于教育過程中物化了的儀器和設(shè)備。自制教具:是指教師和學(xué)生自己動(dòng)手制作的教具。它除了具有教具的科學(xué)性、教育性、安全性外,還具有其自身的獨(dú)特性。
經(jīng)濟(jì)性。
自制教具包括物品利用和物件代用兩個(gè)方面,其材料來源廣泛。有工業(yè)邊角料、日常生活用品、廢舊物品等等,制作成本低,甚至無成本。國際上通常把自制教具稱之為“無花費(fèi)”或“廉價(jià)”教具。
簡(jiǎn)易性
很早以前,逝江大學(xué)的朱正元教授就曾經(jīng)倡導(dǎo),要以“壇壇罐罐當(dāng)儀器,拼拼湊湊做實(shí)驗(yàn)”。自制教具的制作工藝不復(fù)雜,制作條件比較簡(jiǎn)單,制作場(chǎng)所不固定,“就地取材、因陋就簡(jiǎn)”是其顯著特點(diǎn)。在日常生活和教學(xué)活動(dòng)中,找到什么材料就用什么材料,有什么工具就用什么工具,邊做邊改。簡(jiǎn)易性還表現(xiàn)在自制教具易制作易修改,造型不講究過分地精雕細(xì)刻和美觀大方,只要能夠?qū)崿F(xiàn)教學(xué)目的,堅(jiān)固耐用,安全穩(wěn)定即可。
教學(xué)性
自制教具“貴在實(shí)用”,具有明確的教學(xué)目的,傳遞科學(xué)信息,傳授科學(xué)知識(shí),接近科學(xué)與生活的距離,讓學(xué)生體會(huì)科學(xué)的真實(shí)性,感受科學(xué)與社會(huì)的緊密聯(lián)系,理解科學(xué)在日常生活中的運(yùn)用。自制教具可稱為“立體教材”、“實(shí)物教材”和“形象教材”
靈活性
自制教具與成品教學(xué)儀器相比,自制教具更具有靈活性。成品教學(xué)儀器在一定的時(shí)期內(nèi)具有相對(duì)的穩(wěn)定性。新儀器的研制、開發(fā)、定型、生產(chǎn)所需過程相對(duì)復(fù)雜,環(huán)節(jié)多,周期較長(zhǎng),與教材成在一定的時(shí)間差,往往落后于教學(xué)實(shí)際,具有滯后性。而自制教具能消除這個(gè)時(shí)間差。師生可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)實(shí)踐的要求,及時(shí)改進(jìn)或創(chuàng)造適應(yīng)教育教學(xué)需要的教具。另外,從制作角度看,自制教具可以一氣呵成,也可以停下來修改;從使用角度看,它可以在課堂上邊講邊做,也可以利用課余時(shí)間制作,其靈活性是成品教學(xué)儀器無法比擬的。
2.自制教具的意義和作用
(1)自制教具是成品教具的必要補(bǔ)充
在長(zhǎng)期的物理教學(xué)過程中,都非常重視對(duì)學(xué)生觀察能力、實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力的培養(yǎng)。今天的新課程標(biāo)準(zhǔn),更進(jìn)一步地強(qiáng)化了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的地位和作用。演示實(shí)驗(yàn)、分組實(shí)驗(yàn)、探究性實(shí)驗(yàn)和邊學(xué)邊做的實(shí)驗(yàn)等需要大量的儀器和物品。如果我們?cè)趯?shí)現(xiàn)以上的教學(xué)過程中,全部依賴成品教具,顯然是不夠的。這就要求我們自制一定數(shù)量的教具,補(bǔ)充和完善成品教具的不足。再從節(jié)約經(jīng)費(fèi)的角度考慮,教學(xué)儀器全部通過購買,對(duì)大多數(shù)學(xué)校來說沒有必要,對(duì)農(nóng)村學(xué)校、貧困地區(qū)學(xué)校來說更難以承受。對(duì)于義務(wù)教育階段學(xué)校經(jīng)費(fèi)緊張是不爭(zhēng)的事實(shí),既然教具能夠自制,我們就應(yīng)當(dāng)大量提倡。
。2)自制教具可以改善成品教具的不足
在課程改革之前,學(xué)校裝備的教學(xué)儀器主要是為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、演示性實(shí)驗(yàn)服務(wù)。這些教學(xué)儀器大部分能夠適應(yīng)新課程改革所倡導(dǎo)的探究性實(shí)驗(yàn)和分組實(shí)驗(yàn)。小部分教學(xué)儀器需要加以改進(jìn),取其所長(zhǎng),另行開發(fā)新用途。還有少數(shù)教學(xué)儀器存在某些缺陷和不足之處,需要我們對(duì)它進(jìn)行改進(jìn)和完善。無論是改進(jìn)還是完善原有的教學(xué)儀器,都是為了提高這部分儀器的利用率,都是對(duì)成品教具的補(bǔ)充。
。3)自制教具發(fā)揮著成品教具不能代替的作用
成品教具都有保證“知識(shí)和技能”教學(xué)得以實(shí)現(xiàn)的教育功能,但自制教具增加了動(dòng)手的過程和環(huán)節(jié),它還具有培養(yǎng)學(xué)生情感、態(tài)度、價(jià)值觀的教育功能。自制教具對(duì)促進(jìn)學(xué)生智力和非智力因素發(fā)展,增強(qiáng)學(xué)生心理素質(zhì),培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)等方面所發(fā)揮的作用。所以說,自制教具有著成品教具所不具備和不能代替的作用。
3.自制教具的實(shí)施過程
談到自制教具,教師們總感到有些犯難。有的教師不知道從何下手,不知道去選擇什么樣的內(nèi)容,不知道該做成什么樣的教具,不知道該怎樣去選擇和積累材料等等。其實(shí),我的體會(huì)是:優(yōu)秀的自制教具就來自于我們的教學(xué)過程,來自于課堂實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)積累,來自于一種弁而不舍的追求精神。下面我將具體地來講講實(shí)施自制教具的過程和要求。
(1)實(shí)施自制教具內(nèi)容的來源
、僮灾平叹邇(nèi)容來源于備課中。
我們?cè)趥湔n時(shí)必然要涉及到備實(shí)驗(yàn)。如教材上的演示實(shí)驗(yàn),你不僅要了解學(xué)校實(shí)驗(yàn)室有不有這樣的實(shí)驗(yàn)器材?而且要親自操作使用,考察其效果是否良好。如果沒有這項(xiàng)器材,你就可以考慮是否可以制作這樣一套相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)器材來彌補(bǔ)這項(xiàng)教具。如果有這項(xiàng)教具,但效果不好,使用操作也不方便,你就可以考慮是否可以對(duì)它進(jìn)行改進(jìn)。比如說講游標(biāo)卡尺的內(nèi)容。游標(biāo)卡尺的精度,一般常用的有0.1毫米、0.02毫米和0.05毫米這樣幾種規(guī)格。實(shí)驗(yàn)室的演示游標(biāo)卡尺又只有0.1毫米的模型教具,沒有0.02毫米和0.05毫米的演示游標(biāo)卡尺模型教具。于是,我們?cè)谥v精度為0.02毫米和0.05毫米的游標(biāo)卡尺的原理和讀數(shù)時(shí),發(fā)現(xiàn)一些學(xué)生總感到費(fèi)解和吃力,學(xué)生掌握不牢固。后來我們就想辦法自制了精度為0.02毫米和0.05毫米的演示游標(biāo)卡尺模型,為了方便,我們還自制了一個(gè)同時(shí)可以完成精度為0.1毫米、0.02毫米和0.05毫米的多功能演示游標(biāo)卡尺模型的教具。填補(bǔ)了學(xué)校實(shí)驗(yàn)室中這項(xiàng)教具的空白。(展示自制游標(biāo)卡尺模型實(shí)物圖)。
又比如在80年代初期我們使用的高中物理教材。在講全電路歐姆定律的內(nèi)容時(shí),為了能讓學(xué)生直接觀察到電池的內(nèi)電壓,當(dāng)時(shí)的教參書上是這樣介紹的。將稀硫酸(密度為1.28)盛入水槽內(nèi),在水槽內(nèi)盡可能遠(yuǎn)的相對(duì)位置放入一對(duì)鉛、鋅板作電極,靠近兩極板內(nèi)側(cè)放入探針(探針最好選用鉑金絲)就可以測(cè)出電源的內(nèi)電壓來。我們就按照這一要求來做這個(gè)實(shí)驗(yàn)。我們好不容易在化學(xué)實(shí)驗(yàn)室找來了鉑金絲,經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn),幾乎都觀察不出來內(nèi)電壓。當(dāng)時(shí)使用的演示電表靈敏度低,量程大。其效果更差。我們通過反復(fù)分析,覺得把液體盛在一個(gè)水槽內(nèi),兩極板間的面積相當(dāng)大,其內(nèi)電阻將非常小,內(nèi)電壓降自然就小了,我們用普通的演示電表是不好觀察到內(nèi)電壓的。找到問題后,我們就設(shè)想將稀硫酸液體分別盛入到兩只1000毫升的大燒杯中,并用“u型”玻璃管將兩燒杯中的液體連通。再分別在兩個(gè)燒杯中放入電極和探針,閉合外電路時(shí),內(nèi)、外電壓讀數(shù)就非常明顯了。這項(xiàng)演示實(shí)驗(yàn)成功以后,我們?yōu)榱私窈笫褂梅奖,還做了底座,連通管也做成了橫截面積可以改變大小的閘閥。這樣就做成了一個(gè)可調(diào)的高內(nèi)阻電源。為了測(cè)量其內(nèi)、外電壓,使讀數(shù)更方便。我們還將兩只演示電表改裝成量程為兩伏特的電壓表。這一自制教具在80年代參加重慶市在沙區(qū)進(jìn)修校舉辦的自制教具評(píng)展,我們還得了獎(jiǎng)。我在這次同時(shí)獲獎(jiǎng)的還有《空氣柱共鳴測(cè)聲速》等自制教具(展示自制教具的實(shí)物圖片)。后來,我們還自制了通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力的演示實(shí)驗(yàn);奧斯特實(shí)驗(yàn)和環(huán)形電流周圍的磁場(chǎng)等系列的演示實(shí)驗(yàn),滿足了教學(xué)的需要。(展示實(shí)物圖片)。
②自制教具內(nèi)容來源于原有器材的老化、損壞和丟失。
有時(shí)我們演示教具或?qū)W生實(shí)驗(yàn)儀器在使用時(shí)間長(zhǎng)了變老化,或者搬運(yùn)不當(dāng)時(shí),可能不小心損壞和丟失零部件,在損壞嚴(yán)重時(shí)既不能修復(fù)又沒有多的器材時(shí),我們就可以考慮能否進(jìn)行自制這一教具。例如,在講授機(jī)械波的內(nèi)容中,講到縱波的形成和傳播時(shí),要用到螺旋彈簧來演示縱波的傳播的實(shí)驗(yàn)。我們學(xué)校實(shí)驗(yàn)室曾經(jīng)有一個(gè)彈簧波的演示儀器,使用時(shí)間長(zhǎng)了,彈簧多處變形并相互纏繞在一起,無法恢復(fù)和使用。于是,我們就想來自制一個(gè)這樣的儀器。起初,我們用直徑為0.5毫米的鐵絲在外徑為6厘米粗的鐵管上密繞數(shù)百圈后,放入爐火中退火,自然冷卻后,再將它慢慢地從鐵管中退下來,結(jié)果在整理和吊線過程中不小心造成多處變形。容易變形的彈簧,演示縱波的傳播效果自然就不那么理想。我們就想找彈性系數(shù)大的鋼絲來做,結(jié)果鋼絲的繞制過程非常難做,不好降服它。后來我們發(fā)現(xiàn)電阻絲來做這種彈簧是比較理想的材料。我們選用直徑為0.8毫米的電阻絲在外徑為6厘米的鐵管上密繞數(shù)百圈后,將兩端扎牢,然后放入爐火中燒成暗紅色,取出來自然冷卻。仔細(xì)地將它從鐵管上退下來。自然松脫后在各圈之間形成小的間隙,這樣制作的彈簧既揉軟回復(fù)彈性也好。在裝配和實(shí)驗(yàn)過程中都不容易疲勞變形和損壞了。同時(shí)我們還在旁邊用廢鋼鋸條做成振動(dòng)片,只要輕輕一按鋼鋸條,就產(chǎn)生一個(gè)縱波,操作變得非常方便了。(展示實(shí)物圖片)。又比如,我們?cè)诎徇w實(shí)驗(yàn)室時(shí),搬運(yùn)工人不慎將玻璃鐘罩打碎了。這就無法演示聲波不能在真空中傳播這一實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。怎么辦呢?我突然想到為什么不能用一只大的玻璃瓶來帶替鐘罩呢?于是,我找來一只大玻璃瓶,在一個(gè)大的橡膠塞中間打上一個(gè)孔,安裝上抽氣閥。再在它的旁邊穿入兩根漆包銅導(dǎo)線里面連接音樂電鈴(考慮固體能夠傳聲,電鈴不能與瓶壁接觸,處于懸窒空狀態(tài)),外面連接上電池和開關(guān)。將橡膠塞把玻璃瓶密封,抽氣后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)比較,果然效果還不錯(cuò)。(展示實(shí)物圖片)。我曾記得很早以前我們學(xué)校物理實(shí)驗(yàn)室就有一套光具盤實(shí)驗(yàn)教具,后來新買了氦氖激光光學(xué)演示儀。原來的光具盤實(shí)驗(yàn)教具就借給兄弟學(xué)校。幾年過后,氦氖激光器老化不能使用,原來的光具盤實(shí)驗(yàn)教具又被借去的學(xué)校丟失,一時(shí)間又沒能去購買新的,教學(xué)需用怎么辦呢?于是,我就考慮到自制一套光學(xué)實(shí)驗(yàn)教具來滿足教學(xué)的需要。在自制過程中,光源我采用投影儀中的鹵鎢燈做光源,250w的燈泡其亮度是可以的。我制作了可調(diào)節(jié)焦距的光源筒,散熱選用了計(jì)算機(jī)中的風(fēng)扇。支架選用鋁合金材料。最難做的是要算多縫的遮光欄、光具刻度盤和各種光學(xué)元件。不過我以前已經(jīng)有過用有機(jī)玻璃制作光學(xué)元件的經(jīng)驗(yàn),通過較長(zhǎng)時(shí)間的設(shè)計(jì)、制作、試驗(yàn)和修改,終于完成了一套《多功能光學(xué)實(shí)驗(yàn)演示儀》。在教學(xué)中使用效果很好。這套《多功能光學(xué)實(shí)驗(yàn)演示儀》于2000年參加重慶市自制教具評(píng)展榮獲一等獎(jiǎng),隨后推薦參加全國第五次自制教具評(píng)展,榮獲二等獎(jiǎng)。(展示實(shí)物圖片)。
、圩灾平叹邇(nèi)容來源于教材中的部分演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)所用的器材和實(shí)驗(yàn)方法的改進(jìn)。
對(duì)于教材中所例舉的演示實(shí)驗(yàn)裝置和我們實(shí)驗(yàn)室所購買的相關(guān)實(shí)驗(yàn)儀器大部分的實(shí)驗(yàn)都是比較好的,但也有少部分實(shí)驗(yàn)方法和裝置不大理想,不僅操作不方便,觀察的效果也不明顯。這就有待于我們?nèi)ゼ右愿倪M(jìn),設(shè)計(jì)制作較好的實(shí)驗(yàn)裝置來達(dá)到更好的實(shí)驗(yàn)效果。例如:在講浸潤(rùn)及毛細(xì)現(xiàn)象這部分知識(shí)時(shí),教材中講到,“在玻璃容器內(nèi)裝上浸潤(rùn)液體,液面向上彎曲;裝上不浸潤(rùn)液體,液面向下彎曲!边@一現(xiàn)象,如果液體裝在圓形的容器里就不便于觀察。我們就用無色有機(jī)玻璃粘接成一個(gè)如上圖所示的長(zhǎng)方體容器,并將中間隔成兩部分。在容器的左面盛上適量的紅顏色的水,右邊盛上水銀。由于容器截面的寬度做得較窄,浸潤(rùn)液體和不浸潤(rùn)液體在兩端邊沿上升和下降的程度更為顯著。直接就能讓學(xué)生觀察到上彎月面和下彎月面的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象了。然后,在容器上方加上蓋板,用蠟封嚴(yán)就可以長(zhǎng)期保存和使用了。(展示實(shí)物圖片和圖形尺寸)在演示毛細(xì)現(xiàn)象時(shí),浸潤(rùn)液體在毛細(xì)管中上升的現(xiàn)象容易看到,但對(duì)于水銀作為玻璃的不浸潤(rùn)液體在毛細(xì)管中下降的現(xiàn)象,只有在管口的豎直上方才能觀察得到。為了提高這一現(xiàn)象的觀察效果,我們又用無色的有機(jī)玻璃粘接成兩個(gè)如右圖所示的楔形容器。在容器上口面做上定位孔,分別從定位孔中插入三支內(nèi)徑不同的毛細(xì)管。毛細(xì)管應(yīng)在楔形容器中由大到小從容器的寬處向窄處排列。要求各位置上的毛細(xì)管的外徑略小于該處容器的寬度,目的是讓毛細(xì)管能將它與容器壁處的液體分隔開來。這樣,我們就能在裝有水銀的容器中觀察到水銀在毛細(xì)管中的下降現(xiàn)象和觀察到裝有紅顏色水的容器中水在毛細(xì)管中的上升現(xiàn)象了。(展示示例圖)。
又比如,在講授靜電學(xué)的知識(shí)時(shí),靜電學(xué)方面的實(shí)驗(yàn)在我們南方常常因氣候潮濕不容易做成功。在這里你就要注意到靜電實(shí)驗(yàn)中“壓高量少”的特點(diǎn)來對(duì)它進(jìn)行研究!皦焊摺笔侵傅碾妷焊,“量少”是指的電荷量少。這就要在實(shí)驗(yàn)中考慮絕緣問題和盡量減少電荷跟空氣中的離子中和的問題。同時(shí)還要想辦法將實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)得更加優(yōu)化合理。才能將實(shí)驗(yàn)做得圓滿成功。靜電儀器使用一段時(shí)間后受到汗?jié)n灰塵污染,塑料絕緣性能將下降。金屬構(gòu)件的邊沿出現(xiàn)毛剌,容易在空氣中放電。我們對(duì)這些儀器要不定期地做相應(yīng)的處理和改造。在講電荷的性質(zhì)時(shí),要演示電荷間的相互作用。教材上的裝置是在鐵架臺(tái)上用線連接一掛勾,實(shí)驗(yàn)過程中,將玻璃棒放在掛勾上。若按照書上的裝置去做,當(dāng)玻璃棒受力稍有轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)吊線就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)相反方向的扭力矩阻止玻璃棒的轉(zhuǎn)動(dòng),不能明顯地看到排斥現(xiàn)象。因此,要做好這個(gè)實(shí)驗(yàn),關(guān)鍵就是要改進(jìn)這個(gè)裝置,盡量減小扭力矩。我對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)做了這樣的改進(jìn)。用一塊較薄的有機(jī)玻璃板加工成一個(gè)半圓形的框架,在支承座上裝上一枚鋼針做為轉(zhuǎn)軸,鋼針上面托起半圓形框架,讓半圓形框架在鋼針上面自由的轉(zhuǎn)動(dòng)。讓原來的連接變?yōu)榱它c(diǎn)接觸,排除了扭力矩。這個(gè)裝置已經(jīng)做了20多年了,最近才維修了一下,仍然好用。我今天帶來了就給大家現(xiàn)場(chǎng)演示一下。(現(xiàn)場(chǎng)操作,同時(shí)講解注意事項(xiàng)和要領(lǐng))。我還做了起電盤來做靜電實(shí)驗(yàn)效果也非常好。
在學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)中,有的實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)操作過程甚至實(shí)驗(yàn)原理也有值得研究的地方。
例如在高中物理《研究平拋物體運(yùn)動(dòng)》的實(shí)驗(yàn),這個(gè)實(shí)驗(yàn)是力學(xué)中一個(gè)很重要的實(shí)驗(yàn),同時(shí)也是一個(gè)很難操作的學(xué)生實(shí)驗(yàn)。最早的全國統(tǒng)編教材對(duì)該實(shí)驗(yàn)的裝置要求是將平拋實(shí)驗(yàn)器卡在桌子邊緣,在桌子旁邊豎直地立一塊木板,木板上面鋪上白紙,采用鉛筆和小球在空中相碰的描點(diǎn)方法。后來又改成用有孔的紙卡代替鉛筆的描點(diǎn)方法,F(xiàn)在人教版出版的試用修訂本,必修課本中又改成用鉛筆試碰法找小球經(jīng)過的位置。實(shí)驗(yàn)裝置如上圖所示。(展示示例圖片)。
現(xiàn)在的教材與以前教材不同的是將白紙更換成了坐標(biāo)紙,教參上講,這樣做的目的是:坐標(biāo)紙代替白紙有利于測(cè)量和分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù);用鉛筆試碰法是為了加強(qiáng)學(xué)生觀察和動(dòng)手的訓(xùn)練。
以上的方法都存在較多的問題,給學(xué)生的'實(shí)驗(yàn)操作帶來困難。第一是先不知道鉛筆或紙卡放在什么地方才合適,學(xué)生經(jīng)過多次重復(fù)操作都還找不到一個(gè)恰當(dāng)?shù)狞c(diǎn)子.因?yàn)閷?shí)驗(yàn)時(shí)一般都是兩人一組互相配合。木板不會(huì)做得足夠長(zhǎng),只能將它放在倒放的凳子上面讓其中的一個(gè)同學(xué)穩(wěn)住。另一位同學(xué)尋找點(diǎn)跡和掉在地上的小球。當(dāng)?shù)谝淮问『螅人一匦∏蜃鱿乱淮螌?shí)驗(yàn)時(shí),又不知道鉛筆或紙卡該放到什么地方才合適了。第二是儀器的前面用卡子固定在桌子下面,既不穩(wěn)固,也難保證水平。第三是學(xué)生都在過道中做實(shí)驗(yàn),學(xué)生要在地上找球,相互擁擠,造成豎直木板和儀器的移位,增加重新調(diào)整位置的麻煩。針對(duì)這些問題,很多同行都提出了改進(jìn)意見。2002年四月份我到成都看了全國第44屆教學(xué)儀器匯展。該實(shí)驗(yàn)儀器主要流行的是采用上下移動(dòng)檔球板和復(fù)寫紙留痕跡的方法來確定小球通過的位置這種形式的儀器。這套儀器確實(shí)解決了一些問題。但它也還存在一些不如人意的地方。第一是小球拋出后與檔板接觸,靠檔板的彈力擠壓小球通過復(fù)寫紙將痕跡留在白紙上。由于它是靠彈力和磨擦力使小球減速到停止。結(jié)果在白紙上留下一系列的“v”字形痕跡,作為小球在檔板內(nèi)減速運(yùn)動(dòng)的軌跡。當(dāng)檔板越向上移動(dòng),痕跡越不清晰。第二是學(xué)生在用力上、下移動(dòng)檔板的過程中,難免將儀器移位,使水平狀態(tài)發(fā)生變化。我通過潛心研究,已在十年前就研究自制出了新的平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)儀,通過自制加工出24套這種儀器分別在各個(gè)年級(jí)中進(jìn)行了試用,效果很好。
現(xiàn)將該裝置介紹如下:與記錄面板為一整體。底座下面又有接球盒,每—儀器裝置如圖二所示:它主要由檔球板1、軌道2、鋼球3、重錘線4、記錄面板5、白紙6、記錄窗7、底座和接球槽8,調(diào)節(jié)螺母9等部件組成。
學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí),將儀器擺放在實(shí)驗(yàn)桌上,小球放到軌道的水平段,先調(diào)節(jié)底座下前面的兩顆螺釘,使小球在軌道上不左右滾動(dòng)時(shí),表明軌道前段已保持水平,然后在面板上鋪上一張白紙,以下面底板為準(zhǔn),上面多余的白紙沿面板上邊緣折向后面,并用兩個(gè)文件夾固定。用三角板和鉛筆將重錘線的方向和小球離開槽口的“o”點(diǎn)投影到記錄用的白紙上。(注意:o點(diǎn)的位置不在槽口位置,而應(yīng)上移到槽口上方球心的位置)。在白紙上面放上記錄窗。由于面板是用鐵板做成,記錄窗是帶有磁性的,所以它能在白紙上面被任意移動(dòng)或停止。實(shí)驗(yàn)時(shí),將記錄窗由上向下逐步移動(dòng)。每當(dāng)小球停在檔板位置釋放一次,小球就通過記錄窗掉在底座的接球盒內(nèi)。然后用三角板和鉛筆把記錄窗中顯示小球通過的位置投影在白紙上。用手恢復(fù)一下記錄窗后,再將記錄窗向下移動(dòng)一個(gè)位置,重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)過程做第二次,第三次……。直到記錄窗移到底座的右下方為止。拿去記錄窗,取下白紙,以o點(diǎn)為原點(diǎn),畫出豎直向下的y軸和水平向右的x軸,根據(jù)白紙上記錄下小球的一系列位置,用平滑的曲線畫出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。然后測(cè)量和分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
儀器的主要特點(diǎn):
第—,儀器簡(jiǎn)潔規(guī)范,安裝調(diào)試方便。
第二,節(jié)約易耗材料,不用復(fù)寫紙,只用一張白紙,也可以采用坐標(biāo)紙。從培養(yǎng)學(xué)生能力的角度考慮,最好用白紙讓學(xué)生自己去建立坐標(biāo)。
第三,采用記錄窗這種新的記錄方法后,每次小球通過的位置能準(zhǔn)確地記錄下來,每一點(diǎn)僅拋—次。
第四,由于采用磁吸附式記錄窗,軌道與記錄面板為一整體。底座下面又有接球盒,每一位學(xué)生都能單獨(dú)操作完成實(shí)驗(yàn)。
該儀器通過反復(fù)試用,教師感到輕松多了,能夠方便地在教室內(nèi)輔導(dǎo)學(xué)生,課堂教學(xué)秩序好。學(xué)生們都能在課堂內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)的基本要求和教材要求一樣,實(shí)驗(yàn)過程中同樣加強(qiáng)了對(duì)學(xué)生觀察和動(dòng)手能力的訓(xùn)練。
又比如:原高中物理第三冊(cè)中的學(xué)生實(shí)驗(yàn)《碰撞中的動(dòng)量守恒》(目前編排在試驗(yàn)本,必修第一冊(cè)中)。這也是一個(gè)十分重要的力學(xué)實(shí)驗(yàn),同時(shí)也是一個(gè)被大家公認(rèn)的學(xué)生特別難操作的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果的誤差大,實(shí)驗(yàn)所用的消耗材料多。由于實(shí)驗(yàn)誤差過大,就不能有效地說明問題,甚至使學(xué)生對(duì)動(dòng)量守恒定律產(chǎn)生懷疑。該實(shí)驗(yàn)在教材中要求的實(shí)驗(yàn)裝置如右圖所示。這套實(shí)驗(yàn)裝置,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,原理直觀。但是,用這套裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),卻存在以下一些問題。
a、儀器不易調(diào)節(jié)準(zhǔn)確。由于儀器采用卡子將前端固定在桌子的邊緣。前面用力過大,后面將會(huì)向上蹺。前面用力過小,儀器又會(huì)晃動(dòng)。給水平調(diào)節(jié)帶來困難.該實(shí)驗(yàn)要求入射球m1與被碰球m2發(fā)生對(duì)心正碰,才能保證碰撞前后總動(dòng)量守恒。所以在調(diào)節(jié)儀器時(shí)要調(diào)整斜槽軌道的水平段水平,支承被碰球m2的支球柱頂端高度應(yīng)調(diào)至合適位置,確保兩球碰撞時(shí)等高。同時(shí)要調(diào)整支球柱的軸線與斜槽水平軌道的中心線應(yīng)在同一豎直平面內(nèi),以上調(diào)節(jié)偏差過大,就無法保證對(duì)心正碰.也就無法保證兩球落地點(diǎn)的準(zhǔn)確,而造成較大的誤差。
b、被碰球安放困難。因?yàn)閮x器的支球柱的重心位置高,處于不穩(wěn)定的翻倒?fàn)顟B(tài),支球柱的直徑又很小,如果支球柱柱口加工不精細(xì),要將被碰球成功地安放在靶球柱的頂端是很不容易的,有的學(xué)生重復(fù)幾次或幾十次都還難成功一次。我們還發(fā)現(xiàn),有時(shí)入射球還沒運(yùn)動(dòng)到被碰點(diǎn),由于儀器的抖動(dòng),被碰球隨同支球柱已開始翻倒,由此造成的實(shí)驗(yàn)誤差就更大了。
c、記錄小球的落點(diǎn)位置的方法不理想。在記錄小球的落點(diǎn)位置按書中的要求是用一張較長(zhǎng)的白紙鋪在地上,白紙上面再鋪上三張復(fù)寫紙。通過復(fù)寫紙將小球落點(diǎn)的痕跡留在白紙上。其缺點(diǎn)之一是消耗材料用得較多。缺點(diǎn)之二是小球落地后將反復(fù)跳動(dòng),造成多處重復(fù)點(diǎn)跡。缺點(diǎn)之三是落點(diǎn)的中心位置不好確定,學(xué)生操作的隨意性較大。造成實(shí)驗(yàn)誤差增大。
d、在實(shí)驗(yàn)過程中教師對(duì)學(xué)生的課堂輔導(dǎo)困難.由于該實(shí)驗(yàn)的記錄完全在地上進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)時(shí),所有過道下面都鋪上了記錄的白紙,小球滿教室跑,找球的學(xué)生擁擠不通。教師更無法到下面去進(jìn)行個(gè)別輔導(dǎo),課堂教學(xué)秩序混亂。
為了克服上述缺點(diǎn),我們對(duì)該實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)記錄方法等進(jìn)行了比較系統(tǒng)的改進(jìn)。改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)儀器如右圖所示。它主要由儀器的檔板1,斜槽軌道2,水平調(diào)節(jié)螺母3,支球柱4,重錘線5,記錄紙帶6,記錄窗7,儀器底座及接球盒8等構(gòu)成。儀器改進(jìn)的主要部分是增加了儀器的底座和接球盒。底座通過特殊處理后,穩(wěn)度較大,接球盒內(nèi)有減振裝置。小球落點(diǎn)有記錄窗裝置,對(duì)支球柱口增加了一段較薄的銅導(dǎo)管,另外還增設(shè)了重錘線的調(diào)節(jié)孔。
對(duì)實(shí)驗(yàn)器材安裝的改進(jìn)。原實(shí)驗(yàn)儀器是讓學(xué)生將它固定在桌子的邊緣后,再進(jìn)行其它方面的調(diào)節(jié)。改進(jìn)后的斜槽軌道是被牢固地固定在底座的支柱上。學(xué)生只需要將儀器在桌上放置平衡,然后對(duì)軌道的水平以及支球柱高低位置進(jìn)行檢查,必要時(shí)做適當(dāng)調(diào)節(jié)即可.將一條50厘米長(zhǎng),2厘米寬的紙帶安裝在記錄窗的后面就完成了實(shí)驗(yàn)儀器的安裝調(diào)整。
對(duì)小球落點(diǎn)記錄的改進(jìn)。原實(shí)驗(yàn)對(duì)小球的落點(diǎn)位置是在教室內(nèi)的地板上鋪墊白紙和復(fù)寫紙進(jìn)行記錄的。改進(jìn)后對(duì)小球落點(diǎn)是用記錄窗來實(shí)現(xiàn)的。每當(dāng)小球拋射一次或碰撞一次,記錄窗就將各球的落點(diǎn)位置準(zhǔn)確地顯示出來,然后用三角板和鉛筆將各位置投影到紙帶上。用手將記錄窗恢復(fù)以后,又可以重復(fù)做第二次實(shí)驗(yàn)。對(duì)落點(diǎn)記錄方法的改進(jìn),它不僅可以節(jié)約大量的白紙,復(fù)寫紙等消耗材料(實(shí)驗(yàn)中可以采用做運(yùn)動(dòng)學(xué)實(shí)驗(yàn)的一段記錄紙帶),而且對(duì)同一實(shí)驗(yàn)不需要重復(fù)十幾次。做3到4次觀察落點(diǎn)位置都無大的變化就可以確認(rèn)了。
對(duì)記錄數(shù)據(jù)處理的改進(jìn)。原實(shí)驗(yàn)中要求做完實(shí)驗(yàn)后,去掉復(fù)寫紙,選擇小球落點(diǎn)痕跡較多的地方,用圓規(guī)做一個(gè)圓,盡可能將大多數(shù)的點(diǎn)子圈在圓內(nèi)。這時(shí)圓心就作為小球的落點(diǎn)位置。再從o點(diǎn)量到落點(diǎn)的距離作為小球的動(dòng)量尺度。其結(jié)果往往是得到的幾處落點(diǎn)都不在同一直線上,有的偏離甚遠(yuǎn)。改進(jìn)后的數(shù)據(jù)處理變得非常方便。由于重錘確定的o點(diǎn)和各次小球的落點(diǎn),都是通過垂直投影到記錄的紙帶上。實(shí)驗(yàn)完后,取下紙帶,考察確定幾次小球落點(diǎn)投影的平均位置,然后用直尺從o點(diǎn)開始量出到各點(diǎn)的動(dòng)量尺度。這時(shí)o點(diǎn)和各處小球的落點(diǎn)都被矯正到同一條直線上了。其余的分析處理方法與教材要求相同。
對(duì)支球柱的改進(jìn)。在那些無法放穩(wěn)小球的支球柱上端加上一段銅套。銅套的邊緣薄且整齊,內(nèi)空面積被適當(dāng)增大。這樣要放小球就變得容易了,同時(shí)提高了穩(wěn)定性。
改進(jìn)后的儀器通過加工自制了24套,分別在各個(gè)年級(jí)中應(yīng)用,實(shí)驗(yàn)效果很好。學(xué)生在一節(jié)課中能比較輕松地完成了實(shí)驗(yàn),而是每個(gè)同學(xué)都單獨(dú)完成了實(shí)驗(yàn)。因?yàn)楦倪M(jìn)后的儀器一個(gè)人就能獨(dú)立操作。這一儀器改進(jìn)成功后,它將這個(gè)最難做的學(xué)生實(shí)驗(yàn)變得易做,實(shí)驗(yàn)誤差變得更小。后來,我又對(duì)這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了重新設(shè)計(jì),將兩個(gè)實(shí)驗(yàn)組合在一套儀器上。使用、保管更加方便。儀器裝置如下圖所示。
1.電磁鐵 2.鋁合金斜槽軌道 3.斜槽、軌道末端水平調(diào)節(jié)螺旋 4.“o”點(diǎn)指示器 5.實(shí)驗(yàn)小球 6.支球柱 7.重錘 8.記錄面板 9.記錄窗 10.底座 11.接球槽 12.底座水平調(diào)節(jié)螺旋 13.電源按鈕(電池盒在背板上) 14.記錄小球落點(diǎn)位置的紙帶 15.記錄小球做平拋時(shí)的坐標(biāo)紙
儀器的不同特點(diǎn):
a.在平拋、兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中都采用電磁鐵來斷電釋放小球。保證了小球在重復(fù)釋放過程中的初始高度一致,小球達(dá)到槽口末端的初速度一致,減少了采用其它方法釋放小球過程中帶來的偶然因素。
b.儀器中設(shè)計(jì)了接球槽。在槽內(nèi)放置了減振物質(zhì),當(dāng)小球落入后能很快靜止。保證了小球下落后不再反復(fù)彈跳而出現(xiàn)一些干擾點(diǎn)跡。
c.在斜槽軌道出口下方增加了一塊小磁鐵,目的是能將支柱恰好能豎直?吭谛辈鄣某隹谔帯
d.儀器設(shè)計(jì)規(guī)范,兩個(gè)實(shí)驗(yàn)一套儀器,節(jié)省材料。
這套儀器于2006年參加重慶市自制教具評(píng)展榮獲一等獎(jiǎng),參加全國第六屆自制教具評(píng)展榮獲三等獎(jiǎng)。(播放該儀器的操作錄像)。
我們對(duì)教材中其它一些學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)也進(jìn)行過改進(jìn)。例如:對(duì)《驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn);對(duì)《用單擺測(cè)重力加速度》中的單擺實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn);對(duì)《測(cè)玻璃的折射率》實(shí)驗(yàn)中的材料的改進(jìn);對(duì)學(xué)生用的光具座的改進(jìn)等,這里就不一一介紹了,(展示部分實(shí)物圖片)
、茏灾平叹邇(nèi)容來源于對(duì)知識(shí)規(guī)律的總結(jié)和習(xí)題的講解
我們?cè)诮虒W(xué)中經(jīng)常對(duì)知識(shí)進(jìn)行歸納,總結(jié)其特征和變化規(guī)律時(shí)也常借助教具來幫助學(xué)生理解和記憶。比如:我們?cè)谥v力的平行四邊形法則時(shí),總結(jié)合力的大小隨兩個(gè)分力之間的夾角增大而變小的規(guī)律時(shí),我們就自制了《力的平形四邊形法則演示儀》(展示實(shí)物圖片)。
我們?cè)诮虒W(xué)中還發(fā)現(xiàn),對(duì)某些習(xí)題的分析、講解過程中,學(xué)生總是不易理解。我們嘗試著習(xí)題類型自制一些模型、教具來再現(xiàn)其過程。結(jié)果,通過模型或教具的演示,問題就很清楚了,學(xué)生也容易理解并記得牢靠。例如:在講用力的矢量三角形法則解題時(shí),學(xué)生不容易理解。我們就動(dòng)手做了一個(gè)矢量三角形法則演示器教具,在教學(xué)中應(yīng)用取得了很好的效果。如右圖所示(展示實(shí)物圖片)。又比如在講授圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)的應(yīng)用時(shí),習(xí)題中有關(guān)于求解汽車通過拱形橋頂端時(shí),對(duì)拱橋頂部的壓力以及滑雪運(yùn)動(dòng)員滑到凹形的坡底時(shí),滑雪者受到的支持力等類型的習(xí)題。為了進(jìn)一步地幫助學(xué)生分析向心力的來源和解決這些習(xí)題的辦法,我們?cè)O(shè)計(jì)了運(yùn)動(dòng)小球?qū)A弧形軌道壓力實(shí)驗(yàn)的演示儀器。該儀器能通過測(cè)力計(jì)的讀數(shù)顯示來比較出小球通過軌道的凸部最高點(diǎn)時(shí),對(duì)軌道的壓力小于小球的重力。同理,也可以用它來比較出小球通過軌道的凹部的最低點(diǎn)時(shí),對(duì)軌道的壓力大于小球的重力。該儀器也曾經(jīng)在重慶市自制教具評(píng)展獲獎(jiǎng)。(展示實(shí)物圖片)。
、葑灾平叹邇(nèi)容來源于教材的變化和對(duì)現(xiàn)有知識(shí)的拓展。近年來,隨著教學(xué)改革的不斷深入,中學(xué)物理教材也經(jīng)歷了從80年代的統(tǒng)編本改成甲種本、乙種本,后來又過渡到必修加選修本。隨后又改成試驗(yàn)本和試驗(yàn)修定本。到2002年又再次審查通過了全日制普通高級(jí)中學(xué)教科書(必修)和(必修加選修)的物理教材。總之,隨著教材的變化,課本中部分演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)隨之做了相應(yīng)的增減。當(dāng)新教材來了的時(shí)候,教材中新增加的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,有的就還沒來得及生產(chǎn)出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教具和實(shí)驗(yàn)儀器來。就是有廠家生產(chǎn)出了新儀器,在教學(xué)需要時(shí),學(xué)校不一定就去即時(shí)買了回來。在這時(shí),我們就要考慮能夠自制的教具,就應(yīng)該想辦法自制教具來保證教學(xué)的需要。例如:我們現(xiàn)在用的高中物理教材在講運(yùn)動(dòng)的合成和分解這部分內(nèi)容中就增加了運(yùn)動(dòng)的合成的演示實(shí)驗(yàn)。在我們講這部分內(nèi)容時(shí),就沒有這種演示器材。于是,我們就按照教材的要求自制了運(yùn)動(dòng)的合成演示實(shí)驗(yàn)裝置。在制作時(shí)我們又對(duì)書中實(shí)驗(yàn)的裝置和操作做了改進(jìn)。我們將在玻璃管中上浮的蠟燭改成了用橡木做的暖水瓶塞來加工成小圓柱體,為什么要用橡木呢?一是它的密度小,二是能在它的下端用鐵釘牢固地固定上一圈鐵皮(蠟燭顯然是不好辦的),便于在玻璃管外面能用磁鐵將小圓柱體吸引到玻璃管的下端停留(省去了書中每次實(shí)驗(yàn)時(shí)將玻璃管倒置,讓蠟塊浮到頂端再倒回來的操作過程)。實(shí)驗(yàn)時(shí),當(dāng)玻璃管開始向右運(yùn)動(dòng)時(shí),磁鐵才釋放小圓柱體,讓它開始向上運(yùn)動(dòng)。自制的教具比教材中講的裝置在使用中操作起來更加方便、直觀。重復(fù)性好,更經(jīng)久耐用。(展示其自制教具的實(shí)物圖片)。
又比如說:這套教材的學(xué)生實(shí)驗(yàn)增加了《探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系》;《用油膜法估測(cè)分子的大小》;《描繪小燈泡的伏安特性曲線》;《用多用電表探索黑箱內(nèi)的電學(xué)元件》和《傳感器的簡(jiǎn)單應(yīng)用》等系列的實(shí)驗(yàn)。教材開始在用了,對(duì)于這此實(shí)驗(yàn)器材一時(shí)買不到,怎么辦呢?還是那句話,能自制的就想辦法自制。例如,自己動(dòng)手繞制實(shí)驗(yàn)用的彈簧。用電阻、電容、二極管、電源等電子元件自制電學(xué)黑箱。用光敏電阻、熱敏電阻、繼電器和電子元件組成傳感器的工作電路等等。通過努力,就將這些學(xué)生實(shí)驗(yàn)開設(shè)起來了。保證了教學(xué)的需要。
在物理教學(xué)過程中,對(duì)學(xué)習(xí)成績(jī)較好的班級(jí)講完教材上的基本要求外,適當(dāng)?shù)貙?duì)一些相關(guān)知識(shí)拓寬加深也是必要的。我們?cè)谥v授這方面的知識(shí)時(shí),能配合適當(dāng)?shù)慕叹哌M(jìn)行演示就會(huì)達(dá)到費(fèi)時(shí)少,效果好的目的。例如:在講運(yùn)動(dòng)的合成和分解的知識(shí)中,講完平拋運(yùn)動(dòng)后可以增加一些斜拋運(yùn)動(dòng)的知識(shí)。于是,我們?cè)谂浜线@部分知識(shí)教學(xué)時(shí)就自制了《射程演示儀》。在演示實(shí)驗(yàn)的過程中,可以讓學(xué)生觀察到當(dāng)拋射角跟水平方向的夾角為零時(shí)是平拋,當(dāng)拋射角大于零度小于九十度時(shí)為斜上拋,等于九十度時(shí)為豎直上拋。在這一變化過程中,拋射角在三十度和六十度時(shí)射程相同,45度射程最遠(yuǎn)。(展示實(shí)物圖片)。又比如:在講述電場(chǎng)線時(shí),電場(chǎng)線在學(xué)生頭腦中始終只是一個(gè)平面分布圖形。于是,我們就做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置來演示電場(chǎng)線的空中分布的物理圖景。實(shí)驗(yàn)裝置是用一只燒瓶,在里面裝入蓖麻油,將頭發(fā)剪成小段放入油里,攪勻。再放入一只金屬小球,金屬球用金屬絲與外界連接。實(shí)驗(yàn)時(shí)用感應(yīng)起電機(jī)的集電桿與金屬絲連接,電場(chǎng)線的空間分布圖景就顯現(xiàn)出來了。(展示實(shí)物圖片)。以上例舉這些實(shí)驗(yàn),能讓學(xué)生印象深刻,知識(shí)易于掌握。
(2)實(shí)施自制教具過程中材料的來源。
因地制宜,就地取材是自制教具材料的重要來源。農(nóng)村、家庭、工廠、市場(chǎng)、校園里,為獲取自制教具的材料提供了得天獨(dú)厚的優(yōu)越條件。我們可以充分發(fā)揮自身的區(qū)域優(yōu)勢(shì),組織學(xué)生收集家庭、學(xué)校裝修的各種材料的邊角余料和生活中的許多廢棄物品。結(jié)合教學(xué)實(shí)際,大膽創(chuàng)意,精心設(shè)計(jì),制作出適用、好用、耐用的教具來。
①利用廢棄紙盒制作教具舉例如下。
用裝皮鞋的紙盒制作絕對(duì)黑體實(shí)驗(yàn)盒。方法是取鞋盒一個(gè),將其外表面涂黑,在盒子的正面中央處開一個(gè)小孔(直徑在3—5cm左右)即成。實(shí)驗(yàn)時(shí),蓋上盒蓋,并將小孔(空洞)對(duì)著學(xué)生,可看到鞋盒的空洞處比鞋盒表面的黑色還要黑。將鞋盒小孔(空洞)靠近學(xué)生的眼睛,請(qǐng)他向里觀察,結(jié)果觀察到的還是一片漆黑。這時(shí)將鞋盒打開,可見到的內(nèi)腔是白色的。說明只要孔洞不是很大,即使內(nèi)腔是白色的也不影響孔洞處“絕對(duì)黑”的性質(zhì)。這是因?yàn)楫?dāng)電磁輻射進(jìn)入孔洞后,它們?cè)诳斩磧?nèi)部經(jīng)多次反射后被吸收干凈,這就是絕對(duì)黑體觀察實(shí)驗(yàn)。(展示實(shí)物圖片)。
用裝牙膏的紙盒制作物體的重心和穩(wěn)度演示實(shí)驗(yàn)器材。制作方法:找一個(gè)裝牙膏的紙盒(其它較大一些的長(zhǎng)方型的紙盒更好,可以提高觀察的可見度)。在紙盒里面的一端找一塊石頭或鐵塊用膠水或細(xì)線固定好,還原紙盒就做好了。演示時(shí)將紙盒橫放在桌子邊緣,讓有重物的一端放在桌內(nèi),慢慢把紙盒向桌子外面推移,學(xué)生觀察到紙盒的80%都移在桌外了紙盒仍然沒有掉下去,引起學(xué)生好奇和思考。再將紙盒豎立起來,當(dāng)重物在下時(shí),讓紙盒偏離支承面時(shí)都不會(huì)翻倒,說明重心位置低,不容易翻倒,反過來放置時(shí),重心位置升高,容易翻倒。(展示實(shí)物圖片)。
用裝牛奶的紙盒制作紙鍋演示紙“鍋”燒水。制作方法:找一只喝完牛奶的空紙盒,橫向放置,插過吸管的小孔向上(可以多裝水)。然后將紙盒的上平面用小剪刀剪去,并留足邊緣(保持紙鍋的結(jié)實(shí)性能),把里面剩余奶液洗滌干凈后,紙“鍋”就做成了。實(shí)驗(yàn)時(shí),在“紙”鍋內(nèi)加入適量的水,放在鐵架臺(tái)的載物圈上,下面點(diǎn)燃酒精燈給紙鍋加熱直到沸騰。而紙“鍋”卻完好無損,還可以反復(fù)多次使用。(展示實(shí)物圖片)。
利用紙盒、紙圓筒還可以做望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡、萬花筒、小孔成像、螺旋測(cè)微器模型等等,這里就不一一列舉了。在日常生活中炙手可得的紙盒紙片都是自制教具的材料來源途徑之一。(展示實(shí)物圖片)。
、诶盟芰巷嬃掀恐谱鹘叹吲e例如下
用飲料瓶做氣體的熱脹冷縮實(shí)驗(yàn)。制作方法:找一只飲料瓶,將飲料瓶蓋扎一小孔,插入一段玻璃導(dǎo)管(導(dǎo)管與瓶蓋處用密封膠密封不漏氣),再將一只小氣球系在玻璃管上,把瓶蓋旋緊在飲料瓶上。實(shí)驗(yàn)時(shí)將飲料瓶放入熱水中,可以看到氣球慢慢地鼓起來了。說明空氣受熱體積膨脹。接著再把飲料瓶放入冷水中,氣球又癟了,說明空氣受冷體積收縮。
用飲料瓶制作演示液體的壓強(qiáng)與深度變化的實(shí)驗(yàn)。制作方法:取一只飲料瓶,在飲料瓶的外壁,高低不同位置上豎著扎上三個(gè)小孔即成。實(shí)驗(yàn)時(shí),在瓶?jī)?nèi)裝滿清水,水便從三個(gè)小孔中噴出,越在下面的小孔中噴出的水噴得越遠(yuǎn),說明液體隨著深度增加壓強(qiáng)增大。
用飲料瓶制作動(dòng)力反沖實(shí)驗(yàn)。制作方法:取一只飲料瓶,在瓶子的底部側(cè)壁上,同一高度處斜著扎上6個(gè)小孔,在瓶頸處對(duì)稱扎上兩個(gè)小孔,用細(xì)線從孔中穿過,將飲料瓶吊起來。實(shí)驗(yàn)時(shí),在瓶?jī)?nèi)裝滿水,這時(shí)水從下面6個(gè)小孔中沿斜著的方向噴出,而飲料瓶卻沿著噴水的反方向旋轉(zhuǎn)。讓學(xué)生觀察到了動(dòng)力反沖現(xiàn)象。(展示實(shí)物圖片)。
我們利用日常生活中丟棄的礦泉水瓶子、飲料瓶、裝各種食品、化妝品的塑料瓶、塑料管等等都可以成為自制教具的材料。比如我們用飲料瓶制作水火箭,射程演示器的貯水容器,物體的浮沉條件演示器,學(xué)生實(shí)驗(yàn)用的盛水杯,塑料洗瓶,固體試劑的添加漏斗,實(shí)驗(yàn)用冰的結(jié)冰容器(玻璃制品容易破裂)等等。只要我們留心觀察、思考、總結(jié),肯定會(huì)發(fā)現(xiàn)塑料瓶的更多妙用。
工廠里生產(chǎn)產(chǎn)品后的金屬廢料、有機(jī)玻璃邊角料,房屋裝修后剩余的鋁合金、塑料板、層板等各種邊角余料都可以成為自制教具的上等材料。只要我們平時(shí)多留心觀察、收集。用時(shí)就能派上用場(chǎng)。有時(shí)在一邊收集材料時(shí)就一邊蒙發(fā)了制作新教具的構(gòu)思。所以,我們要在平時(shí)養(yǎng)成習(xí)慣,勤動(dòng)手,勤思考。因地制宜,就地取材自制出適合自己教學(xué)特點(diǎn)的各種教具。這些直觀的、簡(jiǎn)易的教具會(huì)成為幫助學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)過程中不可替代的東西。
(3)自制教具要有一種長(zhǎng)期堅(jiān)持的精神
我們作為中學(xué)的物理教師,應(yīng)該把自制教具的工作作為自己備課和教學(xué)研究中的一項(xiàng)長(zhǎng)期任務(wù)來堅(jiān)持。如果一個(gè)教師偶爾自制一兩件教具也不算難事,但長(zhǎng)期堅(jiān)持自制教具,并在學(xué)生中組織自制教具活動(dòng)就難了。要研制出更好更加優(yōu)秀的教具就更難。這項(xiàng)工作不僅要深入鉆研教材;研究現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)儀器的特點(diǎn)以及在使用過程中存在的缺點(diǎn)和問題,確定自己的設(shè)計(jì)和改進(jìn)方案。而且要解決材料問題,加工的技術(shù)問題等等。為了解決這些問題,你就會(huì)犧牲自己更多的休息時(shí)間,你要利用星期天,節(jié)假日到市場(chǎng),到工廠找材料,學(xué)習(xí)加工技術(shù)。有時(shí)為了制作一件教具,還要經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn),才能成功。有的教具在制作過程要涉及到加工的工具,材料的選擇,加工技術(shù)等多重困難,需要你去想辦法解決。比如在以前,我校的物理實(shí)驗(yàn)室器材配備少,光學(xué)實(shí)驗(yàn)器材不足,只能準(zhǔn)備到12組。學(xué)生實(shí)驗(yàn)只能4—5人一組進(jìn)行實(shí)驗(yàn),一堂課下來,有的同學(xué)連儀器都沒有摸著,他們就希望有更多的器材來提供實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)。于是,我就想,能不能將光具座設(shè)計(jì)得稍微短一些,讓每一位同學(xué)都能有一套器材,給他們提供實(shí)驗(yàn)探究的機(jī)會(huì)呢?于是,我就大膽的設(shè)想,將光具座設(shè)計(jì)成55厘米長(zhǎng)。然后,再配備上各種光學(xué)器材,不就成了一套能提供給每一位學(xué)生獨(dú)立使用的光學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)具了嗎。我根據(jù)這一構(gòu)想,從新設(shè)計(jì)并制作了數(shù)套適合學(xué)生操作的中學(xué)光學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)具來。在這套光學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)具中不僅有光具座、透鏡。還配備了用有機(jī)玻璃自制的玻璃磚、三棱鏡和單縫衍射和雙縫干涉觀察片等等。學(xué)生用它不僅能完成課本中的學(xué)生分組實(shí)驗(yàn),還能用它來完成一些探索性實(shí)驗(yàn)。當(dāng)然,要制作這樣一批量的實(shí)驗(yàn)器材,不是一朝一夕就能辦到的,我在工作之余做了一年多時(shí)間。為了做光具座上的滑塊用的塑料和光學(xué)器件用的有機(jī)玻璃,我就跑了好些工廠才找來適合要求的邊角材料。在制作工藝上我又多方求教,邊學(xué)邊做。其中的艱辛是不言而喻的。我又是怎么完成的呢?靠的就是“堅(jiān)持”,就是對(duì)自制教具的熱愛和追求。后來,我這套光學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)具參加了全國第四屆自制教具評(píng)展,榮獲二等獎(jiǎng)。(展示實(shí)物圖片)。
我的教具做多了,學(xué)生們?cè)谡n堂上經(jīng)常會(huì)看到和在實(shí)驗(yàn)時(shí)用到我的自制教具,也激發(fā)了一些學(xué)生想?yún)⑴c自制教具的熱情。于是,我又利用課余時(shí)間組織學(xué)生參與自制教具活動(dòng)。例如,我組織學(xué)生們自制簡(jiǎn)易天平、溫度計(jì)、小孔成像、萬花筒、望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡、潛望鏡、水火箭等等。特別是自制水火箭,學(xué)生們的興趣非常高,還組織了比賽,比賽看誰制作的水火箭飛得更高。我指導(dǎo)學(xué)生們制作的《平拋碰撞實(shí)驗(yàn)儀》,于2006年參加重慶市中小學(xué)自制教具評(píng)展榮獲二等獎(jiǎng)。(展示實(shí)物圖片)。
我在長(zhǎng)期的教學(xué)和工作中,堅(jiān)持自制教具取得了一定的成績(jī),2006年我被評(píng)為了全國自制教具能手。自制教具這項(xiàng)工作只靠少數(shù)人是不行的,我希望廣大的教師都能成為自制教具的設(shè)計(jì)者和制作者。怎樣才能使自己在自制教具這一領(lǐng)域取得好的成績(jī)呢?我的體會(huì)是:在教學(xué)和生活中,要善于觀察、思考、發(fā)現(xiàn)與實(shí)踐,要養(yǎng)成自覺的職業(yè)習(xí)慣。其方法和途徑是:一要用心?匆娨粋(gè)生活中的物品,就能聯(lián)想到這個(gè)物品能做什么樣的實(shí)驗(yàn),它有什么特殊的功能,是否能夠做成教具,為教學(xué)所用。二要手勤。及時(shí)收集整理生活、工作及身邊的自制教具素材,包括材料和經(jīng)驗(yàn),以備使用。三是要心巧。設(shè)計(jì)制作過程秉承課改理念。除了改進(jìn)課堂實(shí)驗(yàn),解決教學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)以外,還要蘊(yùn)涵新時(shí)期課程改革的教學(xué)理念,重視學(xué)科間的聯(lián)系和綜合運(yùn)用,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神。
二、做研究型的物理教師
1.時(shí)代需要研究型的教師
隨著教學(xué)改革的不斷深入和新課程標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施,教師的職責(zé)已經(jīng)開始轉(zhuǎn)變。傳統(tǒng)的教學(xué)活動(dòng)與研究活動(dòng)是分離的,教師的任務(wù)是講好課本知識(shí),認(rèn)為研究工作是專家的事。目前這種狀況有所改善,已經(jīng)從教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié),逐步向?qū)I(yè)方面努力。新的課程改革要求教師實(shí)現(xiàn)學(xué)生觀、教學(xué)觀、教材觀職責(zé)的轉(zhuǎn)變。要實(shí)現(xiàn)這三個(gè)方面的轉(zhuǎn)變,教師就要成為一個(gè)教與學(xué)的研究者。所以,做研究型的教師是時(shí)代的需要。
(1)物理教學(xué)過程需要物理教師進(jìn)行研究
物理教學(xué)理論告訴我們:物理教學(xué)必須與科研相結(jié)合,物理教學(xué)如果沒有科研做根底,是沒有觀點(diǎn)的教學(xué),也是沒有靈魂的教學(xué)。新時(shí)期的物理教師,不會(huì)是僅僅教會(huì)幾節(jié)課而不能搞教學(xué)研究的物理教師。物理教師教的本質(zhì)不在教,而在如何教會(huì)學(xué)生“會(huì)學(xué)”。物理教學(xué),就其本質(zhì)而言,是物理教師把人類已知的物理科學(xué)真理轉(zhuǎn)化為學(xué)生的認(rèn)知,同時(shí)在傳授知識(shí)、培養(yǎng)技能的過程中,培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)識(shí)世界的態(tài)度、策略、方法。要達(dá)到這一要求就需要物理教師對(duì)物理教學(xué)的過程進(jìn)行研究。實(shí)踐證明:注重開展教學(xué)過程研究的物理教師,能夠不斷地解決物理教學(xué)中的問題,使自己的教學(xué)更具有針對(duì)性和創(chuàng)造性。讓自己的教學(xué)水平向更高的層次邁進(jìn)。
。2)物理教師角色的轉(zhuǎn)換要求教師必須參與研究
新時(shí)期的物理教師的角色已經(jīng)開始轉(zhuǎn)換。新的物理教學(xué)理念認(rèn)為:課程是物理教師、學(xué)生、教材、環(huán)境四個(gè)因素的整合,物理教學(xué)是一種對(duì)話、一種溝通、一種合作共建。這樣的物理教學(xué)所蘊(yùn)涵的課堂文化,有著鮮明的和諧、民主、平等等特色。對(duì)物理教師而言,上課是交往,而不是簡(jiǎn)單地展示結(jié)論。物理教學(xué)應(yīng)從自身的經(jīng)驗(yàn)中,從社會(huì)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)需要中造就出各具特色的人才。這就要求物理教師要進(jìn)行研究:研究現(xiàn)代學(xué)生的身心特點(diǎn),學(xué)生的學(xué)習(xí)心理狀況和對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的評(píng)價(jià)。把握現(xiàn)代學(xué)生的內(nèi)在需要,并在此基礎(chǔ)上去研究,采取有針對(duì)性的物理教學(xué)方式。
。3)隨著教學(xué)課程的改革,物理教材的不斷變化需要物理教師進(jìn)行研究
新的課程改革帶來了教育理念、內(nèi)容、方式、方法等方面的變化。新課程倡導(dǎo)一種課程共建文化,需要物理教師重新審視物理教學(xué),物理教師要隨著課程改革的實(shí)施逐步地轉(zhuǎn)型,這就要求教師以研究者的姿態(tài)出現(xiàn)在教學(xué)的舞臺(tái)上。
新課程給與了物理教師一定的教材運(yùn)用的靈活性,強(qiáng)調(diào)教材只是材料或范例,只是師生展開活動(dòng)的中介與話題。為較好地體現(xiàn)課程的時(shí)代性、基礎(chǔ)性和選擇性,在結(jié)構(gòu)上和內(nèi)容的呈現(xiàn)方式上,新教材的內(nèi)容和形式只是按適合各地區(qū)一般學(xué)生的學(xué)習(xí)情況來編寫,只提供了學(xué)生學(xué)習(xí)的基本線索。因此,物理教師應(yīng)在把握教材基本理念的基礎(chǔ)上,根據(jù)自己所教學(xué)生的知識(shí)背景、認(rèn)知水平、教學(xué)環(huán)境的許可與限制等因素,結(jié)合實(shí)際情況刪減、增補(bǔ)教材內(nèi)容。有創(chuàng)造性地“用好”而不是“教好”物理教材。這就需要物理教師不斷地拓展自己的知識(shí)視野,研究物理教學(xué)的方法。教師要從教材的實(shí)施者,轉(zhuǎn)變?yōu)檎n程的建設(shè)者和開發(fā)者。要研究教材中哪些知識(shí)與學(xué)生生活密切相關(guān),哪些是新、高、尖的新知識(shí),涉及到哪些科學(xué)方法,培養(yǎng)學(xué)生哪些方面的能力,什么教學(xué)方式適合學(xué)生更好地實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。
2.成長(zhǎng)為研究型的教師應(yīng)從以下幾點(diǎn)做起
第一是積極參與課題研究,重視物理教學(xué)過程。第二是將自己的感性認(rèn)識(shí)不斷地向理性升華,重視物理教學(xué)理論。第三是研究物理教材,重視物理教材和相關(guān)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。第四是要研究物理知識(shí)在生活中的廣泛應(yīng)用,關(guān)注生活中發(fā)生的各種事件和新材料、新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。
前面幾點(diǎn)我不用多講,我重點(diǎn)講一下后面的兩點(diǎn)。這里我先講下面幾個(gè)關(guān)注。
。1)關(guān)注身邊的事件,善于分析、識(shí)別違背科學(xué)規(guī)律的東西蒙騙人們。
在我們的生活中,在市場(chǎng)上出現(xiàn)的新的電器產(chǎn)品,我們要會(huì)用物理知識(shí)去解釋它的原理和控制過程。并能將它們恰當(dāng)?shù)匾氲秸n堂教學(xué)中去,讓學(xué)生感到親切,不神密。同時(shí),對(duì)那些違背自然科學(xué)規(guī)律的東西要勇于揭穿他們騙人的把戲。比如前幾年我在街上看到買“節(jié)能器”的。他們現(xiàn)場(chǎng)在給群眾演示,很多人看了非常激動(dòng),排隊(duì)爭(zhēng)相購買。它是在用電器工作時(shí),將一個(gè)所為的日本新技術(shù)“高效節(jié)能器”插入到插座上,電表馬上就轉(zhuǎn)得很慢了。我就覺得奇怪,用電器正常工作,就應(yīng)該消耗掉相應(yīng)的能量,你這么個(gè)東西就是讓電表轉(zhuǎn)慢了也不能說是節(jié)能了啊!這其中一定有詐。我將他們的“高效節(jié)能器”拿到仔細(xì)看了一下就發(fā)現(xiàn)了所謂的“高效節(jié)能器”,不就是一只2微法的電機(jī)中的啟動(dòng)電容器嗎?他們直接將一張電腦打印的“高效節(jié)能器”說明把電容器的標(biāo)識(shí)說明遮蓋了來冒充“高效節(jié)能器”。我當(dāng)時(shí)就揭穿了他們的騙人把戲。我說你這個(gè)東西插上去最多能提高一點(diǎn)發(fā)電機(jī)的功率因素,怎么會(huì)節(jié)能呢?我說你的插線板的線一定通過改裝的,你的們“高效節(jié)能器”插入后相當(dāng)于將入電表的火線短接。如果不服我們拿到其它的地方去檢驗(yàn)。他們見我揭穿了底細(xì),只好收好東西走人。記得還有一次,我發(fā)現(xiàn)有人在街上買電視機(jī)接收器的,不要閉路線,不接天線,插入一個(gè)插頭之類的東西就能收看電視。我也當(dāng)場(chǎng)就給他們揭穿了。還有什么節(jié)能灶、節(jié)能燃具之類的種類很多,普通市民和農(nóng)民上當(dāng)?shù)淖疃。我們作為物理教師,在講到相關(guān)的物理知識(shí)時(shí),要用這些事例去教育學(xué)生,要樹立科學(xué)的人生觀,相信真理。運(yùn)用所學(xué)的物理知識(shí)去分析問題和解決問題。
(2)關(guān)注新材料、新技術(shù)的應(yīng)用
比如納米材料的應(yīng)用,“巨磁電阻”效應(yīng)的應(yīng)用等等。什么叫“巨磁電阻”效應(yīng)呢?就是指一些磁性材料在外加磁場(chǎng)后會(huì)引起它的電阻發(fā)生巨大的變化。特別是在鐵、鉻相間,其距離達(dá)到納米尺度的多層膜電阻中,微弱的磁場(chǎng)變化可以導(dǎo)致電阻大小的急劇變化。簡(jiǎn)單地用物理學(xué)語言來表述,就是指磁性材料的電阻率在外加磁場(chǎng)作用下發(fā)生巨大變化的現(xiàn)象就叫做“巨磁電阻”效應(yīng)。這種“巨磁電阻”效應(yīng)被應(yīng)用到了電腦硬盤的存儲(chǔ)與讀取技術(shù)中,才使得我們今天的計(jì)算機(jī)硬盤容量達(dá)到幾十個(gè)g,甚至上百個(gè)g以上!熬薮烹娮琛毙(yīng)在傳感器中的應(yīng)用,它能使探測(cè)器件更加小型化,功耗小,靈敏度和可靠性高。在實(shí)驗(yàn)室中使用到的位移傳感器、電壓、電流傳感器。在醫(yī)學(xué)臨床分析、環(huán)境污染監(jiān)測(cè)領(lǐng)域等都有了廣泛的應(yīng)用。目前“巨磁電阻”效應(yīng)在計(jì)算機(jī)硬盤讀取技術(shù)中的應(yīng)用和傳感器領(lǐng)域的開發(fā)應(yīng)用,也就是我們講的納米技術(shù)在現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)際應(yīng)用的范例。我們要把這些知識(shí)和高新技術(shù)結(jié)合到教材中,結(jié)合到實(shí)驗(yàn)教具中,使我們的課堂教學(xué)變得更加深動(dòng),更有感染力。拓展學(xué)生的視野。
。3)關(guān)注人們的日常生活用品和日新月異的電子產(chǎn)品
我們作為物理教師要經(jīng)常研究人們?cè)谏钪惺褂玫母鞣N家用電器和不斷變化的電子產(chǎn)品中應(yīng)用了那些物理知識(shí)的原理,研究這些電器用品能否成為教學(xué)服務(wù)的用具和學(xué)生學(xué)習(xí)的工具。例如:前兩年我就發(fā)現(xiàn)學(xué)生中普遍流行“mp3”,當(dāng)時(shí)學(xué)生們僅用“mp3”來聽歌曲。我想“mp3”僅用來聽歌曲太浪費(fèi)資源和學(xué)生的學(xué)習(xí)時(shí)間了。為什么不可以用來幫助學(xué)生學(xué)習(xí)英語呢?于是,我就利用休息時(shí)間幫助學(xué)生們將學(xué)習(xí)英語方面的課文朗讀、課文的聽力和課文的詞匯制作成“mp3”的播放格式,一部分學(xué)生就能主動(dòng)地利用手中的“mp3”來幫助自己學(xué)習(xí)英語了。后來,我又將“金盤英語”、“新概念英語”、李陽的“瘋狂英語”等錄制成“mp4”能夠支持的格式,提供給對(duì)英語愛好的同學(xué)學(xué)習(xí)。
3.自制教具是提高教師研究能力的有效途經(jīng)
提高教師的研究能力是多方面的。在這里,我將我們以自制教具為切入點(diǎn)的一個(gè)研究課題,來談?wù)勌岣呓處煹难芯磕芰Φ挠行緩健?/p>
記得是在2000年中旬,重慶市教育裝備處下達(dá)了一些教育裝備管理課題。我當(dāng)時(shí)就選擇了《開展自制教具實(shí)踐活動(dòng),改進(jìn)中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》這個(gè)課題。課題批下來后,我就組織我們學(xué)校的物理教師組成課題研究小組。于2000年11月份開題正式啟動(dòng)。課題研究實(shí)施過程經(jīng)歷了四個(gè)階段。1.籌備階段: 2.實(shí)驗(yàn)研究的責(zé)任分工和各子課題的實(shí)施階段。3.成果形成及實(shí)驗(yàn)分析階段。4.課題總結(jié)階段:前后歷時(shí)三年多時(shí)間,完成各項(xiàng)研究與實(shí)驗(yàn)任務(wù),達(dá)到了預(yù)期的研究目標(biāo),于2003年9月11日結(jié)題。該課題于2004年6月榮 獲重慶市教育裝備管理課題二等獎(jiǎng)。(展示課題材料圖片)。
4.課題的主要成果。
。1)構(gòu)建了自制教具活動(dòng)的兩個(gè)運(yùn)作模式。
教師開展自制教具的運(yùn)作模式:鉆研教材→確定項(xiàng)目→設(shè)計(jì)方案→制作實(shí)驗(yàn)→審議修改→應(yīng)用總結(jié)。
學(xué)生參與自制教具的動(dòng)作模式:組織學(xué)習(xí)→制作訓(xùn)練→獨(dú)立創(chuàng)作→試驗(yàn)評(píng)價(jià)。
。2)制定出了自制教具的設(shè)計(jì)原則。
教育性原則。自制教具要體現(xiàn)正確的教育思想,正確的教育目標(biāo)和教育內(nèi)容,在教法方面,要體現(xiàn)啟發(fā)式教育。
科學(xué)性原則。自制教具要體現(xiàn)科學(xué)原理和法則。在設(shè)計(jì)上應(yīng)有充分的科學(xué)根據(jù),教具的演示過程正確,演示結(jié)果真實(shí)可靠,能正確反映客觀規(guī)律,要善于利用物理現(xiàn)象和化學(xué)性質(zhì)的自制教具來揭穿偽科學(xué)的東西,有利于學(xué)生辯證唯物主義思想的培養(yǎng)。
簡(jiǎn)易性原則。自制教具要做到結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制作方法簡(jiǎn)單,就地取材,因陋就簡(jiǎn),便于操作。在設(shè)計(jì)用材上既要考慮采用簡(jiǎn)單易得的材料以降低成本,同時(shí)還應(yīng)顧及教具的規(guī)范性和演示效果所要求達(dá)到的程度。
直觀性原則。自制教具在設(shè)計(jì)時(shí)既要考慮其形體和可見度盡可能大一些,重點(diǎn)觀察部位要能看得清楚,演示和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯,層次分明。又要顧及材料、用品的消耗量大小和保管的方便。
實(shí)用性原則。自制教具要有針對(duì)性,“做以自用”,不追求形式。在設(shè)計(jì)上要符合教學(xué)大綱和教學(xué)內(nèi)容所要求的程度,要符合學(xué)生的認(rèn)識(shí)能力。在質(zhì)量上,要求牢固耐用,實(shí)驗(yàn)的重復(fù)性好。易受機(jī)械磨損,化學(xué)腐蝕的部件應(yīng)采用耐磨、防腐的材料。在環(huán)保和安全性能上要做到安全可靠,增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)。特別是制作易燃、易爆、有毒、通電(高壓)實(shí)驗(yàn)的教具,在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)上和選擇材料上應(yīng)有安全保護(hù)功能和環(huán)保功能。
創(chuàng)新性原則。自制教具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要注重新穎性、創(chuàng)新性以突出特色。注意應(yīng)用新材料、新技術(shù),適當(dāng)?shù)匕研碌目茖W(xué)思想、新的技術(shù)成果引入到自制教具中去,使自制教具適應(yīng)于教育創(chuàng)新和現(xiàn)代化教育的需要。
。3)形成了自制教具的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。
為了提高教師自制教具的自覺性和積極性,鼓勵(lì)教師制作出更多的優(yōu)秀教具用于課堂教學(xué)。在開展總結(jié)、評(píng)比、表彰活動(dòng)中,對(duì)自制教具的評(píng)價(jià)有一定的依據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)。
原理正確,能夠滿足教學(xué)內(nèi)容的要求;有助于突破教學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn);有助于教師課堂教學(xué)方法的改革,教學(xué)的效果好;造形生動(dòng)美觀,可見度好;實(shí)驗(yàn)操作的重復(fù)性好;結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,便于操作;安全可靠,堅(jiān)固耐用;取材容易,便于自制,便于推廣;設(shè)計(jì)新穎,應(yīng)用新材料、新技術(shù),具有創(chuàng)新特色。
(4)組織師生參與改進(jìn)和自制了一批實(shí)驗(yàn)用教具
在三年的研究實(shí)踐過程中,我們堅(jiān)持以自制教具為基礎(chǔ),教學(xué)改革為主導(dǎo),實(shí)驗(yàn)改進(jìn)為重點(diǎn),取得了很好的教學(xué)效益和經(jīng)濟(jì)效益。本課題共完成演示實(shí)驗(yàn)教具30件,學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)器材156件。在活動(dòng)中,由師生們自制的演示實(shí)驗(yàn)儀器,在教學(xué)中進(jìn)行了反復(fù)應(yīng)用。它對(duì)于促進(jìn)教師改進(jìn)教學(xué)方法、優(yōu)化課堂教學(xué)環(huán)境,提高課堂教學(xué)效果等方面起到了非常顯著的作用。改進(jìn)和自制的學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)器材,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中運(yùn)用,它使實(shí)驗(yàn)的處理方法變得更加簡(jiǎn)單,實(shí)驗(yàn)操作過程更加容易被學(xué)生掌握,實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果得到顯著地提高。
我們根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)教學(xué)改進(jìn)所取得的成果,寫成課題交流論文多篇,形成了教師論文集和學(xué)生小論文各一冊(cè)。部分文章獲得了重慶市教學(xué)儀器管理處的論文評(píng)選交流一等獎(jiǎng)、二等獎(jiǎng)或三等獎(jiǎng)。
。5)開展自制教具實(shí)踐活動(dòng),促進(jìn)了教學(xué)改革,提高了教學(xué)質(zhì)量。
課題解決了以下兩個(gè)方面的問題:解決了自制教具活動(dòng)的科學(xué)化、規(guī)范化管理和發(fā)展中的一些問題;提出了自制教具活動(dòng)開展的科學(xué)化、規(guī)范化管理的依據(jù)。
課題結(jié)題后,積極進(jìn)行了應(yīng)用推廣和后續(xù)研究過程。在課題的實(shí)施和成果的推廣應(yīng)用中的主要作用。我們認(rèn)為:從學(xué)生方面來看,有利于把學(xué)生從繁重的課業(yè)負(fù)擔(dān)中解放出來,把素質(zhì)教育的工作落到實(shí)處。課題中提倡在學(xué)校的教學(xué)安排中要給學(xué)生留出一定的空間,讓學(xué)生參與自制教具的實(shí)踐活動(dòng),讓學(xué)生們?nèi)プ鲎约合胱龅膶?shí)驗(yàn),去做自己感興趣的研究性活動(dòng)。有利于促進(jìn)學(xué)校的教育從應(yīng)試教育轉(zhuǎn)移到素質(zhì)教育的軌道上來。在教師方面,有利于促進(jìn)了教師課堂教學(xué)方法的改進(jìn),有利于教師優(yōu)化課堂教學(xué)環(huán)境;提高了教育教學(xué)質(zhì)量;有利于教師自制教具的制作技巧和創(chuàng)新能力的提高。
我們?cè)谡n題中主張堅(jiān)持自制教具的精神,主張對(duì)物理實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)教具的改進(jìn)與創(chuàng)新,有利于學(xué)校對(duì)創(chuàng)新人才和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。時(shí)代需要有創(chuàng)新精神的教師,社會(huì)需要有創(chuàng)造性的人才。教師在教育思想、教學(xué)方法、教學(xué)手段方面的大膽革新,在自制教具與實(shí)驗(yàn)方面的積極改進(jìn),就是創(chuàng)新能力的一種具體體現(xiàn)。學(xué)生參與自制教具的實(shí)驗(yàn)探究就是創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。教師通過自制教具和參與課題研究的鍛煉,提高了教育科研的能力。目前,我們的物理教研組、化學(xué)教研組、生物教研組都分別承擔(dān)了縣市級(jí)課題或校本教研課題。在《開展自制教具實(shí)踐活動(dòng),改進(jìn)中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》的推廣應(yīng)用過程中,我們又開展了關(guān)于《理科自制教具途徑》的后續(xù)研究課題。
今天我在這里講了我們自己的課題情況,也相當(dāng)于是借這個(gè)機(jī)會(huì)對(duì)我們的課題進(jìn)行了又一次的推廣吧。
我們?cè)購男乱惠喌恼n程改革方面來看。在新課程標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求,除了要達(dá)到科學(xué)知識(shí)的傳授和技能訓(xùn)練以外,更加注重的是對(duì)學(xué)生探索興趣及探究能力、良好思維習(xí)慣與創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)。為促進(jìn)這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),無論是課堂演示實(shí)驗(yàn)還是學(xué)生分組實(shí)驗(yàn),我們都要想方設(shè)法地為學(xué)生們創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情景,引導(dǎo)他們主動(dòng)探究,讓他們親身體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)的過程,從而激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。因此,有些新課程的教學(xué)內(nèi)容就不是現(xiàn)成的教學(xué)儀器所能解決的,確實(shí)需要教師在不斷的摸索中創(chuàng)造一些更實(shí)用、更能體現(xiàn)新課程教學(xué)目標(biāo)的實(shí)驗(yàn)教具。所以,在新課程下,自制教具是尤為必要的。
通過實(shí)踐,我感悟到:作為理科教師,特別是物理教師要堅(jiān)持自制教具。在研究教學(xué)、研究教材的同時(shí),認(rèn)真研究實(shí)驗(yàn)教具和對(duì)實(shí)驗(yàn)過程的改進(jìn)。積極動(dòng)手實(shí)踐,將自制教具的研究融入到教學(xué)科研的活動(dòng)中去,就能夠提高教師的教育教學(xué)水平和教育科研能力。所以我說自制教具也是提高我們物理教師研究能力的有效途徑。
最后,給大家播放一個(gè)最近縣電視臺(tái)在百年樹人節(jié)目里為我制作的短片以共勉吧。úシ哦唐。
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