自制物理教具与物理小实验

《自制教具应用于初中物理有效教学的研究》研究报告课题组一、课题的提出1、自制教具是教学过程中永恒的话题。

从当今世界的课程教学改革中可以看到一种这样的现象,无论是发达国家还是发展中国家，都对师生自己设计制作的教具和低成本实验非常感兴趣，提倡利用随手取材的实验已成为一种共识。

国际上通常把自制教具称之为“无价”或“廉价”教具。

“无价”是指它的使用价值, “廉价"则是指它的经济价值。

国内外教育界的人士，不但不小看廉价教具,相反，还非常推崇它,广泛提倡它.许多关于廉价教具的国际研讨会都是做为教学原则和方法的学术活动来进行的。

有关资料显示，早在17 世纪,人类开始建立学校制度的同时，就产生了教具。

19世纪中期，国际教育界开展了自制教具的指导与评价研究, 注意利用各样的教具实现师生之间知识信息的传输与转换,注重对学生能力的培养和技能的训练.我国自制教具工作也有着悠久的历史，早在秦汉时期就已出现萌芽，但对自制教具指导评价和推广应用缺乏系统研究，至今尚未建立一套系统的自制教具的指导评价激励体系与机制。

2、自制教具的开发是落实基础教育课程改革理念的需要，自制教具研究具有向广度、深度深入发展的广阔前景。

目前我国基础教育课程改革正在如火如荼地进行着。

利用自制教具进行实验对学生来说,具有亲切感,参与的吸引力强，简单明了，易于突出事物本质，富有创造教育等优势,因而它被越来越多的一线教育工作者所青睐，对它的研究已成为一种发展方向。

为了实现教育目标，改革教学方法,提高教学质量，在全面贯彻教育方针加强素质教育的实践活动中,自制教具贴近物理教学活动，生动活泼不失为教育改革中的一个“突破"。

但目前人们对自制教具进行实验的研究更多的局限于物理、化学等实验教学比重大的教学科目，而忽略了它在其他科目中可能起到的更大作用研究；另外目前的研究更多关注操作层面而未上升到理论的高度，还未形成一个完整的系统。

因此自制教具研究具有向广度、深度深入发展的广阔前景。

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自制教具——矿泉水瓶在物理教学中的简单运用作者：李海星来源：《神州》2012年第13期【摘要】初中物理是一门以观察、实验为主的基础课程，在新课标的要求下，当前物理教学更加注重对课堂的创新性教学方法的探索。

自制教具具有取材方便和教学直观性好的特点，合理运用会充分调动学生的积极性，有利于提高初中物理课堂教学的有效性。

本文结合教学实践对矿泉水瓶在物理教学中的运用进行简单论述。

【关键词】初中物理自制教具动手能力矿泉水瓶温室气体麦克斯韦说，实验过程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。

由于矿泉水瓶在学生的身边就像一个杯子、一个鸡蛋、一把梳子、一个碟子……当把它们作为自制教具的原材料，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。

好像真理的发现者就是他们，自己成了学习物理的真正“主人”，从而不再觉得物理难学，可望不可及，打破物理的神秘感，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，课堂气氛逐渐活跃起来，调动起学习物理的积极性和主动性。

同时，也为节约型社会的发展，减少温室气体排放奉献出自己的一份力。

一、创设教学情境，引入新课平时我们生活在大气中，体内外大气压相同，学生感觉不到大气压的存在。

用矿泉水瓶盛少许热水，晃动瓶子，利用产生的热水蒸气，排出大部分空气后，再盖紧瓶口，放置于桌面上。

少许，瓶体发出咔嚓声，并观察到瓶体向内发生形变。

这时向学生提出问题：该瓶体为何发生形变？产生上述形变的原因是什么？引出课题——大气压强。

静电实验对环境的要求很高，为增加实验的成功率，将矿泉水瓶装入适量的泡沫塑料颗粒，用毛皮摩擦瓶体，可以观察到瓶体内表面吸附大量的塑料颗粒。

针对实验现象提出问题：塑料颗粒为什么吸附在瓶体内壁上？引出课题——摩擦起电。

二、突破教学难点，答疑解惑汽油机的四冲程中的做功冲程，学生无法直接感知。

取矿泉水瓶，滴入数滴酒精，配上松紧适度的橡皮塞，塞紧瓶口，将瓶体用胶水固定在厚木板上。

超重和失重一、使用教材人教版高中《物理必修１》第四章第七节用牛顿运动定律解决问题(二)第二讲、二、实验器材自制支架、橡皮筋、定滑轮、绳子、整理箱、台秤、手机、电脑、传感器、饮料瓶、磁铁、医用润滑剂、蜡烛、气球、弹力圈等(图1、图2)三、实验创新要点/改进要点图１图2 本课实验改进的背景:生活中的超重失重现象往往转瞬即逝,难以观察。

在教材中,只是让学生“回忆" 乘坐电梯时的感受。

在以往教学实践中,也只是通过各种“巧妙”的实验,让学生“间接”感知超重失重,学生不能直截了当观察到超重失重现象(即物体对支持物的压力大于或小于物体所受重力的现象),增加了概念理解的难度、特别是关于学生最感兴趣的完全失重现象往往只能播放一些太空实验的视频。

依照新课程标准提出的“体验探究,倡导创新“的要求,我设计了创新实验装置,将“转瞬即逝”的物理过程“慢放定格",做到超重失重特别是完全失重过程的可视化,把太空舱里的完全失重实验搬到教室里来完成。

从而使教学过程更直观,使理论教学更水到渠成,使课堂教学更高效。

核心创新点:(一)超重、失重特别是完全失重过程的可视化:利用高速摄影＋追随摄影,即手机“慢动作”摄像结合与研究对象的同步运动,做到清楚地直截了当地观察超重、失重、完全失重现象;(二)实验结果的呈现做到实时化:利用网络技术+屏幕镜像技术,即利用无线网络(ＷiFi)和屏幕镜像软件,将手机屏幕上的内容实时展现到大屏幕上,马上实验结果立刻呈现在学生面前,无需任何额外操作和等待,提高了课堂效率;(三)利用同一平台,完成多种实验:用同样的实验方法,能够探究多种运动,特别是转瞬即逝的快速变化的运动。

通过开展“寻找超重失重"活动,能够激发学生的研究积极性。

如此以点带面,引导学生整合各类物理知识,设计综合性实验;(四)利用普通生活中的常见物品及随身携带的手机就能完成一系列实验,且能观察到以往在太空实验室中才能看到的实验结果,从而培养学生的科学精神和实验设计能力、四、实验原理／实验设计思路利用手机慢动作摄影功能结合与研究对象的同步运动,能够清楚记录快速变化的物理现象。

《中学物理教具制作》中学物理教具制作物理学是一门实践性很强的科学学科，教具的使用在物理教学中起到了非常重要的作用。

通过教具的使用，学生们可以更直观地理解和掌握物理知识，加深对物理原理的理解。

因此，物理教学中的教具制作显得尤为重要。

首先，我们可以从制作物理模型开始。

物理模型是表示物理系统的一种简化的形式，通过制作物理模型，可以让学生们更加直观地观察和理解物理现象。

例如，制作一个简单的电磁铁模型，可以让学生们亲自操作和观察磁场的形成和作用。

此外，还可以制作各种简化的运动模型，例如小车滑坡模型、钟摆模型等，让学生们更加清晰地观察和研究物体的运动规律。

其次，制作实验装置是物理教具制作中的一个重要环节。

通过实验装置的制作，可以帮助学生们进行实际的实验操作，进一步巩固物理理论知识。

例如，可以制作一个简单的光学实验装置，用来演示光的直线传播、折射和反射等现象。

此外，还可以制作一些简单的电路实验装置，帮助学生们了解电流、电压、电阻等的基本概念和特性。

另外，可以制作一些与物理相关的游戏和拼图，以增加学生们的学习兴趣和参与度。

例如，可以制作一个简单的力学游戏，让学生们通过操作来研究力的大小和方向对物体的影响。

此外，还可以制作一些物理拼图，让学生们通过拼凑和观察来理解和掌握物理概念和原理。

在制作物理教具时，还需要注意一些基本的原则。

首先，教具的制作要尽量简单易行，符合学生年龄和能力的要求。

其次，教具的制作要注重实用性，能够真实地模拟和演示物理现象。

此外，教具的制作还需要考虑安全性，材料选用要符合环保、无毒的标准，以确保学生们的安全。

总之，中学物理教具的制作对物理教学起着至关重要的作用。

通过制作各种物理模型、实验装置以及与物理相关的游戏和拼图，可以帮助学生们更好地理解和掌握物理知识。

同时，教具的制作也需要遵循一些基本的原则，使其更加符合教学要求和学生的学习需求。

奇妙的物理现象[教学目标]通过从自然、生活到物理的认识过程，激发学生的求知欲，让学生领略自然现象中的美妙与和谐，培养学生的探索兴趣。

1. 激发学生学习物理的兴趣和愿望。

2. 知道物理实验是怎么一回事。

3. 了解物理学的基本研究方法[重点、关键]1．重点：激发学生学习物理的兴趣，知道实验是怎么一回事。

2．关键：做好物理实验及演示实验。

[教具学具实验器材]蜡烛2支，去口无色大可乐瓶罩1个；带水烧瓶1只，小金鱼2条，酒精灯1个，打火机1只；玻璃杯(带水)，玻璃板、搪瓷盘、塑料板、薄铁片、磁铁、小铁钉等物品；散开的塑料捆扎绳；汽水两瓶；自制教学课件等。

[教学过程]教学阶段与时间分配教师引导学生活动说明1min 5min 8min 在自然界和生活中，有许多需要我们探究的物理现象．通过实验来观察这些现象，我们还会发现许多有趣的和意想不到的问题．板书课题：一、奇妙的物理现象活动0.1 观察有趣的物理现象1.看一看，图0—1中的长蜡烛先灭，还是短蜡烛先灭? 图0—12．猜一猜，如图0—2所示，用酒精灯加热盛水烧瓶的颈部，小金鱼会怎样?图0—2 猜想：观察现象：猜想：观察现象：教学阶段与时间分配教师引导学生活动说明4min 10min 活动0.2动手做一做1．透过盛水的玻璃杯看书本上的字如图0—3，你发现了什么?图0—3 问题：观察到什么现象？发现了什么问题？2．用玻璃板、课本、搪瓷盘、塑料板、薄铁片等物品，试一试，如图0—4，隔着上述物品，磁铁对铁钉的吸引会变化吗? 图0—4教师：上述这些做法就是实验。

物理实验是在人工控制的条件下对物理现象进行观察和研究的活动。

（板书）演示实验：散开的细碎的塑料包装绳，用干燥的手捋几次（1）猜一猜：会发生什么现象？（2）实验做一做：交流汇报：观察到的现象和发现的问题。

做一做：交流汇报：观察到的现象和发现的问题。

猜想：观察现象：扎绳不仅不合拢，反而更膨松开来，甚至“粘”手。

教学阶段与时间分配教师引导学生活动说明7min 5min 下面我请两个同学来帮我完成“吸汽水比赛”的表演。

自制教具在初中物理教学中的应用摘要：物理是一门以观察和实验为主的学科，教具是物理课堂教学和实验教学重要的教学工具。

自制教具已经成为物理教师必须具备的关键技能之一，利用生活中随处可见的物品制作物理课堂教具，不仅可以提高教师的教学水平，还能激发学生的学习兴趣，促进学生对相关物理知识点的理解和应用。

关键词：自制教具；初中；物理；教学随着教育教学的不断改革，物理学科在教育思想、人才培养模式、教育内容和教学方法等方面也在不断的改革创新，新课标对中学物理教学也提出了更高更新的要求[1]。

在物理课堂教学中，为了更好的突出重点、突破难点，达到教学目标，切实提升课堂教学效率，往往需要教师通过自制教具进行教学和演示实验。

1.自制教具的重要性伟大的物理学家麦克斯韦曾说：“实验的教育价值往往与仪器的复杂性成反比”，自制教具虽然结构简单，但是构思巧妙，通过小成本的制作，展示出其中蕴含的深奥的物理学知识。

其强大的针对性和灵活性使得它在物理教学中占据着极其重要的地位。

对于教师来说，自制教具不仅能够提升自身的素质，也能够使课堂教学达到更好地教学效果。

一方面，自制教具要经过设计、画图、材料选取、制作部件、不断试验等等复杂过程，教师在每一环节必须一丝不苟、全身心地投入到教具制作过程中，对教师来说也是一种非常大的锻炼和考验，经历这样的过程，教师自身素质也得到提升。

另一方面，教师针对所要教学的内容，自己设计并制作教具，在课堂教学中，教师对于教学内容的把握就会更加得心应手，最大化发挥出教具的作用，这样的课堂也必将是一节教育教学质量极高的课堂。

对于学生来说，自制教具使得学生所要学习的内容由抽象变得直观具体，由复杂难懂变得简单易学。

通过教师使用自制教具进行实验演示，将学生所要学习的物理内容形象直观地展现在学生面前，学生眼界一新，一看就明白，并能够将知识点牢记于心。

这样就打破了学生对于物理难学、学不懂的认知，使得学生愿意学、想学，主动去思考眼前的现象所蕴含的物理知识，不仅调动了学生的学习积极性，同时也培养了学生的思维能力。

中学物理 V 〇l .38 No .242020年12月•教法学法•巧用负制教具破鮮中学物理综合卖戏活动难题—以“设计、制作一个机械模型”为例关善超1 ‘2(1.陕西师范大学教育学院陕西西安710062; 2.苏州市阳山实验初级中学校江苏苏州215151)摘要：本文以苏科版物理九年级上册综合实践活动“设计、制作一个机械模型”为例，通过自制教具，破解中学物 理综合实践活动教师上课难，学生参与难的问题.通过自制教具的运用，极大地丰富了学生的体验，加深了学生的思维 深度，增强了学生的动手能力，注重学生劳动技能的锻炼，促进学生全面发展，有效提高学生的学科核心素养.关键词：自制教具；中学物理；综合实践活动；机械模型文章编号：丨008 - 4134(2020)24 - 0025中图分类号：〇633.7文献标识码：B近年来，随着教学改革的不断深人，如何全面提 高学生的核心素养和创新能力越来越受到重视而 中学物理综合实践活动课程正是为了拓宽物理课程 的视野、发展学生的个性特长和优化物理课程的探究性学习结构而开设的f 2_31.2004年苏科版中学物理教 材加入综合实践课程，由于其目的与社会对学校教育 的要求极度契合，国家对劳动教育愈发重视，因此关 于中学物理综合实践活动的研究越来越广泛，也越来 越深人.然而,综合现阶段的相关研究发现，更多的中学 物理综合实践活动课程的研究热点集中于九年级上 册“电学设计”和八年级上册“声现象”与“物态变 化”，“一师一优课”上的优课视频数量可以很好地证 明该现象.这是为什么呢？主要是因为综合实践课程 开放度高,注重各学科间的知识整合和学生操作技能 的培养.而现阶段，很多学校没有现成的实验器材，造 成学生没有进行实际体验的条件，无法正常开展课 程[4].电学综合实践活动对于器材的要求相对简单 (组装电路板各学校基本都有），核心内容在于电路设 计，因此课程视频数量较多，并涌现了一批优秀课程， 其中不乏省部级优课.由此,我们可以发现，如果解决 了实验器材的问题就解决了中学物理综合实践课程 中遇到的一个大难题.既然没有现成的器材，那么利 用生活中的常见物品自制器材就成了解决问题的关 键.纵观网络上现存的有关于综合实践课的优秀案 例，无一不是有效利用自制教具来进行的.本文以苏科版中学物理九年级第十一章综合实 践活动“设计、制作一个机械模型”为例，阐述如何利 用自制教具展开教学，并完成一个机械的设计与制作，希望能给一线物理教师一点启发.1遇到的困难近10年有关本节课的知网学术论文有5篇，主 要是以刘炳昇教授2013年发表在《物理教学探讨》第 7期上的文章“为发展学生的个性特长提供更大空 间”一文作为研究思路展开的.在该研究中提出的关 注学生个性化发展和注重技术设计两个重要观点对 本节课的设计起到重要的指导作用[5].有关于本节课的视频录像截止目前全网没有一 例，从研究成果上看理论成果远多于实践成果.造成 这个问题的主要原因是本节课所需的实验器材难以 准备.常规教学往往选择单一的简单机械进行上课, 使用铁架台来固定机械.而在本节课中，如何能让学 生高效地完成多种机械的立体组合，并把主要精力放 在组合机械的设计而非机械的安装上，成为了亟待解 决的主要问题.2教具的制作首先要解决的是机械安装 在哪里，如何快速安装的问题.以往的铁架台对于多种机械的 组合安装非常不方便，怎么能把 机械固定在所需要的任意位置，并实现立体组合呢？多孔板为 本节自制教具的开发提供了思 路，插人式电学器材多孔板能够 便捷地实现电学元件的安装和 组合.如图1所示，制作小孔直 径为6m m 的多孔金属板架，作为 图1多孔金属板架固定简单机械的骨架.作者简介：关善超（1989 -),男，博士研究生，研究方向：物理课程教学论、课堂改革创新.•25 .2020年12月V〇l.38 No.24中学物理然后把杠杆、滑轮、斜面等机械用合适型号的螺丝杆和螺母固定在多孔板上，以实现任意位置的立体快速安装.如图2所示，为斜面、杠杆、动滑轮、定滑轮和一些螺丝杆及螺母.阁2斜面、杠杆、动滑轮、定滑轮和一些螺丝杆及螺母其中重点展示定滑轮和重物的制作过程.如图3 所示为一个定滑轮，是用窗帘盒上轮子加上l〇cm长 螺纹杆制成的.图3定滑轮结构为了解决常见的钩码质M太轻，学生拉动过程中感觉不出省力的问题.如图4所示，笔者将铁块加螺母焊接在一起，喷上漆，自制大钩码，用来增强学生体验.斜面使用金属板和螺纹杆焊接制成，采取只焊接 一端，另一端搭在螺丝杆上的方法固定，进而使斜面 可以任意角度安装.使用金属杆在杠杆的三分之一和五分之一处用 钻头打孔，孔径为6mm,方便使用螺纹杆固定在孔板上.在以上教具制作的过程中，大多数材料易于得 到，加工相对简单.用较低的成本解决了实验器材的 难题，同时多孔板架便于移动，为小组间的展示与交 流提供了便利.3课程设计综合实践活动往往分为“课题动员”和“课堂展 小•”两个部分进行.其中，课题动员尤为重要，它不仅 R记课水知识的简单回顾，更重要的是U:学生明白这 4知以在生活中如何应用，学会设计方案，利用所学 知识4 .本节课的课型为课题动员课.•26 •图5学生使用滑轮组提起水桶3. 1提水桶感受机械的魔力设计思路:首先让一名女学生尝试提起一桶纯净水，然后揭开用床单盖着的大型滑轮组，让学生使用大型滑轮组把水桶提起（如图5所示）.思路点评:直接提起水桶时的吃力和使用滑轮组后轻松的状态形成了鲜明的对比,在加深体会的同时,让学生亲身体会到使用机械的优势，激发学习积极性.3.2设计组合机械设计思路:对刚刚的提水桶过程进行模拟实验. 提供大钩码（重力为11 N)和量程为0 -5N的弹簧测 力计.学生发现无法直接用测力计提起大钩码.在此 基础上进行进阶版任务，设计一个组合机械提起重 物,使其更加省力，并把图纸画在学案上.思路点评:从提桶实验转人提重物，进而围绕省 力展开机械设计.首先让学生熟悉器材的使用，进行 简单的热身活动.然后，提高任务难度，小组合作设计 组合机械，达到更省力的效果.难度设置逐渐加大，病'利于学生的思维进阶和深度学习.在进行组合机械设 汁时，画出设计图是非常重要的前提，而不是直接进 行试错式的组装，这也是体现工程思想的重要步骤.设计图完成后再按图进行组装，做到心中有数.3.3制作与展示设计思路:学生按照设计图制作组合机械，教师 在旁指导并提出一些问题，如定滑轮安装在哪里更省 力，沿什么方向拉动更省力等问题.如图6所示，为学 生在课堂上小组合作制作组合机械的场景.图6各小组制作组合机械学生设计制作的组合机械汇总见表1，大体上分 为6类.中学物理 Vol.38 No.242020年12月表1设汁图及实物组合汇总表斜面+滑轮组，拉力作用在滑轮组上斜面+杠杆，拉力作用在杠杆上斜面+杠杆+滑轮组拉力作用在滑轮上设计制作完成后，小组上台展示所制作的组合机 械是否可以正常工作，并汇报拉力大小.这过程中其他小组可以提出质疑.思路点评:该部分是本节课的一个重点和高潮，设计和制作过程让学生体验了工程设计过程中的注 意事项，尤其是在设计之初就需要考虑机械的整体布 局，而不是简单的组装.操作过程中，可以发现有的小 组将多孔板横着使用，有的竖着使用，很好地注意到 了合理布局的重要性.教师的追问可以引发学生的深 人思考，不断对设计方案进行改进.自制教具的使用 使组装机械变得非常快捷，让学生专注于设计而非组 装，提高了课堂效率，更好地体现物理学思想，而避免 把综合实践课上成一节劳技课.与此同时，本节课的 设计增强了学生的动手能力和小组合作攻关能力.展 示环节为学生提供了发展个性、展现个性的舞台，让 每一个学生的设计都能被大家看到，锻炼了学生的语 言表达能力，实现了全面提高学生核心素养的教学 要求.4评价与改进设计思路:根据各小组汇报的拉力大小让学生进行初步评价，然后教师追问：除了拉力大小外，还可以从哪个方面评价一个机械设计的好坏？学生答：“机械效率.”随后让学生进行机械效率的测量.测量完成 后，各小组汇报机械效率.最后学生结合拉力和机械效率，综合评价出最佳设计方案.下课前布置课后任 务:设计制作一个机械吊臂或手摇晾衣架模型.思路点评:通过先对拉力进行单一角度评价，然后到多角度综合评价，让学生更加深人地理解评价的多元性和复杂性.同时结合小组的自评和互评，让评价更加客观公正，甚至鼓励第三方参与评价.然后根据评价对设计进行再次改进，经过几个循环最终产品面世.针对机械效率的测量，学生看似很熟悉，但实际操作起来也充满了挑战，尤其是涉及到杠杆的机械效 率.该环节的设计让学生明白真正准确测量一个机械的机械效率是很困难的，不像平时做题那么简单明 了，使学生对知识在实际过程中的应用有了更清晰的认识.最后的课后任务与动员课的内容相呼应，将组合设计的思想应用于实际生活.如果没有本节课的内容作为铺垫，直接设计机械吊臂或手摇晾衣架对学生来说难度较大，学生只能根据图纸和教师讲解进行组 装，忽视其中独立设计的部分，变成了一节劳技课.但如果只有本节课的内容，而没有课后的延展制作，学生则也无法切身体验到理论知识与生活实际的联系，因此课后任务非常有必要.笔者通过自制教具的使用，很好地完成了本节综合实践课.在活动中学生充分利用自制教具进行自由组合，设计出一个具有实际效益的机械模型，提高了学生的动手能力和学科素养，激发了学生的学习兴趣，有利于学生个性发展.参考文献：[1] 徐卫兵.注重“物理观念建构”教学培养学生物理学科素养[J]•物理教师,2017,38(07) :5 -8.[2] 刘炳昇.在物理课程中设置“综合实践活动”的意义和教学建议——以“苏科版”物理教材中的综合实践活动为例[J].物理之友，2015,31(01 ):丨-3+9.[3] 蒋大成.物理综合实践活动有效教学探索——以设计制作一个由简单机械组成的机械模型为例[■!].物理教学，2016,38(04) ：37 -38 +4.[4] 刘炳昇.为发展学生的个性特长提供更大空间---案例:设计和制作一个机械模型[■)].物理教学探讨,2013,31 (07) ；1 -3 +6.[5] 刘炳昇.再论“物理综合实践活动”设置的意义与实施策略[J]‘物理之友，2019,35(01) :1 -5 + 9.(收稿曰期:2020-09-21).27•。

教案：苏科版八年级下册物理 10.6综合实践活动制作简易的密度计一、教学内容本节课的内容为苏科版八年级下册物理第10.6节综合实践活动——制作简易的密度计。

通过本节课的学习，学生将了解密度计的原理和制作方法，以及如何利用密度计测量液体的密度。

二、教学目标1. 让学生掌握密度计的原理和制作方法。

2. 培养学生动手操作能力和团队协作能力。

3. 使学生能够利用密度计测量液体的密度，提高实验技能。

三、教学难点与重点重点：密度计的原理和制作方法。

难点：如何利用密度计测量液体的密度。

四、教具与学具准备教具：多媒体设备、实验器材（包括木棒、浮标、细线、酒精、水等）。

学具：学生实验手册、笔。

五、教学过程1. 实践情景引入（5分钟）教师通过展示不同液体的密度实验，引发学生对密度计的兴趣，进而引入本节课的主题。

2. 知识讲解（10分钟）教师讲解密度计的原理和制作方法，让学生明白密度计是如何测量液体密度的。

3. 分组实验（10分钟）学生分组进行实验，根据教师提供的实验器材，制作属于自己的密度计。

4. 实验操作与讲解（10分钟）学生操作自己制作的密度计，测量不同液体的密度，并记录实验数据。

教师巡回指导，解答学生的疑问。

5. 随堂练习（5分钟）学生根据实验数据，完成练习题，巩固所学知识。

6. 板书设计（5分钟）教师在黑板上列出密度计的原理、制作方法和测量液体密度的步骤。

7. 作业设计（5分钟）作业题目：1. 简述密度计的原理和制作方法。

2. 利用密度计测量你周围常见液体的密度，并写出实验报告。

作业答案：1. 密度计的原理是利用物体在液体中的浮力原理，制作方法是通过调整浮标的位置，使密度计在不同的液体中都能保持漂浮状态。

2. 实验报告应包括液体的名称、密度值、实验过程和实验数据等。

八、课后反思及拓展延伸（5分钟）本节课通过实践情景引入、知识讲解、分组实验、实验操作与讲解、随堂练习、板书设计、作业设计和课后反思及拓展延伸等环节，使学生掌握密度计的原理和制作方法，提高实验技能。

中学物理教学演示实验教具制作与探究福建省厦门市槟榔中学(361004)　陈延望●摘　要:教育者必需先受教育,加强物理演示实验教学的关键在于培养一支动手能力和设计能力强的教师队伍.由于我国很大一部分地区的中学实验室缺乏实验仪器设备或者根本没有实验仪器,导致中学物理教学的效果不是很明显.这在很大方面降低了教师物理教学的效果.本文从分析当前中学物理演示实验教学的现状入手,根据新一轮物理教学改革的要求,阐述并重申了中学物理演示实验教具设计和制作的重要性和必要性,并通过自身的研究和时间,探索中学物理演示实验教具的设计制作与开发.关键词:物理实验;教具制作;创新实验中图分类号:G632 文献标识码:B 文章编号:1008-0333(2017)12-0039-02 一、中学物理教学演示实验教具制作的概述1.教具制作的历史20世纪50~70年代末,我国教学仪器工业并不发达时期,广大物理教师发扬自力更生、艰苦奋斗的精神,用废旧材料和生活中易得材料自制物理教具,来满足物理教学的需要.20世纪80年代以来,随着我国教学仪器工业的发展和国家对基础教育的重视,中学的实验条件逐步得以改善.各级各类中学按照国家颁布的规定配备购置标准实验器材,同时实验也成为衡量基础物理实验教学的重要指标.在全面推进素质教育的今天,这些背离物理教育目标、轻视教学过程与方法、使学生丧失学习情感的物理实验教学行为,对学生发展意味着什么,应该引起广大物理教师的深刻反思.2.教具制作的现有趋势现在欧美、日本、加拿大等发达国家的中学物理教学已将学生实验作为教学的主要内容.我国香港初中物理教材中的每个问题几乎都要由学生自己通过做实验来进行认识;台湾省明文规定初中物理实验时间不得少于物理上课时间的二分之一.从国外考察归来的一些人员说,在发达国家和地区的中学物理实验室里,随处可以看到一些简单的自制教具,学生常用自己制作的教具做实验,进行学习.当今我国正在贯彻素质教育,开展“活动课”和加强“边学边实验”教学,这些教学活动需要大量器材,而这些器材又是多而杂,要全部靠学校来配备是不现实的,所以需要广泛发动广大师生来自制教具、学具来满足教学的需要,因此自制教具的实质就是中学物理教学改革和实施素质教育的一大物质保证.3.教具制作存在的误区(1)教具制作只是解决现有资金问题的短暂试验以为是实验经费不足的一种应急措施,等到学校发展了,经费充足了,就会放弃教具自制实验.用身边随手可得的物品进行探究活动和各种物理实验,可以拉近物理实验与生活的距离,让学生深切地感到科学真实性,消除了科学的神秘感,感受到科学与社会,科学和日常生活的关系.另一方面,由于这些物品本来的用途并不是进行物理实验,所以这种做法本身就是一种创新,自制教具是实验教学的有效补充和延伸,对培养学生的求知欲,提高学生的创新能力都有极其重要的作用;也符合环境保护的要求,是与建立节约型社会相适应的,同时也符合学校的发展要求.(2)多媒体仿真实验可以代替教具制作进行教学多媒体仿真实验在于创作的及时性和便利性,对于教师而言是最有效的教学方法之一,对于相关的教学起到了很好的促进作用,然而一味的使用多媒体仿真实验正在使学生迷失方向,对于学生的动手能力,将产生严重的影响,学生将于老师的课件中迷失方向,一味的单纯接受而没有经过深入的理解消化,对于学生的思维方式的养成将造成严重的伤害,不利于学生的长远发展. (3)教具制作浪费教师大量的教学时间和精力大部分老师都以为自制教具会浪费自己大量的时间和精力,会严重影响自己的备课和教学,适得其反.然而其实自制教具从另一方面来讲的话反到会促进老师的教学从另一方面促进了老师的教学工作,从老师的自制教具中学生能更清楚的了解物理学抽象的概念,为教师的教学起到事半功倍的作用.4.教具设计的基本思想物理教具设计的基本思想与要求物理教具的设计首先是为教学内容服务设计的,教具应当作为辅助教学的工具.自制教具与厂家生产的教学仪器不同,它不是商品,所以对它的工艺要求不作为一项主要指标,但作为教具也要力争美观得体,不是越土越好.对它的主要要求是:一要设计新颖、现象明显、原理明确、符合教学要求.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,学生会感到物理难学,产生学习物理的消极情绪和畏难情绪.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.尽量使一个教具具有多种功能.二要结构简单、取材容易、易于制作、造价低廉、使用方便.根据学校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.三要安全、亲切、学生感到有趣有用.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,就会激发起学生的热情,从而收到良好的教学效果.二、教具制作的作用1.教具制作可以挖掘学生兴趣,激发学习动力新课程标准特别强调要重视物理课程对学生情感方面的教育功能,关注学生的兴趣和好奇心.教师用学生熟悉的材料组建的新结构来创设物理学习情境,学生能够从“知”的环境中发现“未知”,使学生原有的认知结构与当前面临的现实产生冲突,从而使学生产生探求新知的强烈愿望,他们的课堂表现是,情绪兴奋、兴趣盎然、注意力高度集中.产生这一效果的原因就在于自制教具所特有的“新、奇、疑”.由于自制教具所用的材料大都来源于生活,用它来呈现物理现象、探索物理规律,学生会感到十分亲切,感到科学就在自己的身边,从而消除或减弱对物理学的神秘感和畏难情绪2.教具制作有利于发挥老师和学生的个性“由统一规格教育向差异性教育转变———树立个性教育意识”是新课程标准最重要的教学观点之一.目前各中学装备的厂制常规实验器材,无论是从数量上还是从种类上都在一定程度上限制了物理教学改革,尤其是限制了教师发挥个性化教学的自由度.没有教师的个性化教学,就不可能造就富有个性的学生.从这个意义上看,自制教具所具有的使教学个性化、有利于发展学生个性的重要价值应给予充分的重视.3.教具制作有利于学生理论联系实际,增加各学科—93—All Rights Reserved.之间的渗透我们今天生活、工作的环境都是由各种技术形态的科学来决定的,学生们成长在这样一个技术世界里,对他们来说,属于人类文化的物理学更多的是通过周围的技术来展现的.自制教具取材于生活或身边,在实验观察时,器材本身已不是学生们好奇的东西,他们所关注的是这些生活材料究竟能呈现什么物理现象,因此,他们的观察有较强的目的性、期盼性.4.教具制作有利于培养学生的创新精神教师展现在学生面前的自制教具,其巧妙的设计、独到的构思,将给学生以创造性的启发和激励,而其不完美、不理想之处又可促使学生产生“如何才能做得更好”的创造动机.特别是自制教具中蕴含的丰富的创新思路,无不潜移默化地启迪着学生.5.教具制作有利于培养学生的实际动手能力自制的物理教具、仪器一般都比较简单,其特点是就地取材、易制易修.这一特点决定了它们在教学过程中不怕学生弄坏,可以放心地让学生充分接触.因此,自制教具无论其外显的还是内涵的东西,对学生的启发、影响和激励等作用比怕碰怕摸的厂制常规仪器发挥得更多.教师大可不必对学生说“不要搞坏了”之类的话,由此可以使学生的头脑和手指肌肉都充分地活动起来,并且充分取得前期操作的经验.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,教师包办代替的成分少,学生动手实践的机会多.在具体操作过程中,学生将不断地发现问题,自主解决问题,因此会不断积累直接经验,增长实践才干,提高实践能力.6.教具制作有利于促进学生主动建构知识自制教具的过程具有促进学生主动建构知识的意义,建构主义在当前国际教育领域具有广泛影响,是我国基础教育课程改革的主流指导思想.建构主义学习理论认为,学习是建构性的,学习的本质起源于主体的实践活动———主体与外界的交互行为及其内部认知加工过程,是主体通过活动对体验的内化、对知识意义的生成和人格精神的建构过程.而学生自己动手制作教具则是一种自主的实践活动,实践的目标是将客体(材料)生成具有物理意义的新结构,这是学生通过自己独特的认知方式和生活经验与客体(材料)进行交互活动后,对外在信息的理解、感悟、体验和在特定情境下的心理加工、构建知识意义和价值理念的过程.三、教具制作的实践及分析部分作品展示项目一:水火箭又称气压式喷水火箭(水推进火箭)主要材料:矿泉水瓶,硬卡纸,胶布自行车轮胎打气头等原理:水火箭是寓教于乐、科技含量高,深受广大青少年喜爱的动手、动脑的科普教材.可以让学生直观了解导弹,运载火箭的发射升空,回收的过程,导弹的飞行与飞机的飞行原理及不同点.解释牛顿第一、第二、第三定律(作用与反作用、惯性、能量守恒定律)了解一些基本的空气动力学和飞行力学等方面知识.使广大青少年了解航天科技,热爱航天科技,为国家航天事业培养、造就、输送优秀人才.项目二:沉浮子主要材料:玻璃筒,玻璃瓶,玻璃胶,沙子等.原理:通过内部两个小瓶子与量筒管壁的相互作用,通过受力合成的原理,当G +f >F 时,内部套件下沉于量筒底部,当G <F 时(无摩擦力作用时),内部套件上浮,通过摩擦力的微小变化,吸引学生更进一步的探讨平衡力的原理及摩擦力的产生条件,用于解释浮力与重力,摩擦力的关系,可以用于解释牛顿第二定理及摩擦力的三要素.项目三:跳舞的小女孩主要材料:扩音喇叭,卡纸,变压器,导线等原理:通过小女孩优美的舞蹈,吸引学生的注意,进一步解释声音的共振的原理,为什么小女孩会随音乐二翩翩起舞,进一步解释摩擦力的存在和力的三要素.项目四:光的反射定律主要材料:卡纸.原理:通过光的光路图,解释光的反射定律.将抽象的光线传播定律化成具体的实验项目使学生从中学习到光学的相关知识,并加深学生的对抽象概念的理解,使学生进一步养成良好的思维习惯.项目五:电动机主要材料:磁铁,漆包线,导线等原理:将电能转变为机械能,主要包括一个用以产生磁场的电磁铁绕组或分布的定子绕组和一个旋转电枢或转子,其导线中有电流通过并受磁场的作用而使转动.四、教具制作的个人体会1.教具制作可以有效地激发学生的学习积极性和主动性自制教具一般都贴近教学,贴近生活,易制易演,有很强的针对性和趣味性,所以学生极易产生共鸣,愿意去做去用.2.教具制作让学生亲自通过实践获取了知识,掌握技能和科学方法自制教具从制作到使用都是在师生共同参与下进行,学生通过手脑并用,亲自实践获取的知识、技能与方法,比只在教师使用现成仪器演示讲解中所获得的要活的多,实在的多,也有价值的多.3.教具制作有效地开发了学生地智力和形成各种能力自制教具要通过构思、设计、筹划、运用一系列的实践过程,在这些过程中学生必须不断探索,不断克服困难,这对开拓学生的视野,培养他们的创新精神和科技意识有独特作用.4.教具制作有效地培养了学生的非智力因素非智力因素指科学态度、作风、习惯等.自制教具的本身就是一个严格的科学过程,要苦心钻研,不断实践、实事求是、精益求精,来不得半点虚假,这对学生科学世界观和方法论的形成是具体的促进.由于进行这项教学改革的时间不长,所以在一些方面也还存在不足.今后,首先要注意收集积累教具信息资料,引导学生更多地了解国内外教具发展动态,这是创新的前提和基础;另外还要注意引导学生将自制教具学具与新科技的发展紧密结合,积极争取经费,创造条件,鼓励学生在自制教具学具中大胆采用新技术、新材料和新工艺.从国内外情况来看,自制教具学具是很有生命力的,它将是中学物理教育工作者一个永恒的教学话题,也是一个值得继续探讨的问题.实践表明,在中学物理教学法实验课中开展自制教具学具技能训练,其主要意义并不在于制作出什么,而是以活动为载体,促进了师生互动,使中学物理教学法实验课的教学功能得以充分发挥.参考文献[1]张伟.论物理自制教具对落实新课程标准的教学价值[J ].内蒙古师范大学学报自然科学(汉文)版,2003年12月[2]王久海等.坚持自制教具促进物理教学改革[J ].学科教育(Journal of Subject Education ),2000年第3期[3]李洪奎等.低成本物理实验的研究[J ].大学物理实验,2007年9月[4]张伟等.论物理自制教具对落实新课程标准的教学价值[J ].内蒙古师范大学学报自然科学(汉文)版,2003年12月[5]王久海等.坚持自制教具促进物理教学改革[J ].学科教育(Journal of Subject Education ),2000年第3期[6]张晖.新课程的教学改革[M ].北京:首都师范大学出版社,2002.—04—All Rights Reserved.。

教案：人教版九年级物理自制电动机一、教学内容1. 了解电动机的工作原理和构造；2. 学习制作简易电动机的实验方法和步骤；3. 掌握电动机的原理在实际生活中的应用。

二、教学目标1. 让学生了解电动机的工作原理和构造，提高学生的物理素养；2. 通过自制电动机的实验，培养学生的动手能力和探究精神；3. 引导学生将物理知识应用到实际生活中，提高学生的实践能力。

三、教学难点与重点重点：电动机的工作原理和构造，自制电动机的实验方法和步骤。

难点：电动机原理在实际生活中的应用。

四、教具与学具准备教具：PPT、实验器材（电池、导线、磁铁、铜线圈等）。

学具：笔记本、课本、实验器材。

五、教学过程1. 实践情景引入：展示生活中常见的电动机应用实例，如电动玩具、电动抽水机等，引导学生关注电动机的作用和原理。

2. 知识讲解：通过PPT讲解电动机的工作原理和构造，让学生了解电动机的基本组成和作用。

3. 实验演示：教师演示自制电动机的实验方法和步骤，边演示边讲解，让学生直观地感受电动机的制作过程。

4. 学生动手实验：学生在教师的指导下，分组进行自制电动机的实验，培养学生的动手能力和团队协作精神。

5. 随堂练习：讲解实验中可能遇到的问题，引导学生进行思考和讨论，巩固所学知识。

6. 知识拓展：介绍电动机在实际生活中的应用，如电动汽车、家用电器等，激发学生的学习兴趣。

7. 课堂小结：回顾本节课所学内容，强调电动机的工作原理和构造，以及自制电动机的重要性。

六、板书设计电动机1. 工作原理：通电线圈在磁场中受力转动。

2. 构造：线圈、磁铁、电池等。

3. 自制电动机：实验方法与步骤。

七、作业设计1. 描述电动机的工作原理和构造。

2. 简述自制电动机的实验方法和步骤。

3. 举例说明电动机在实际生活中的应用。

八、课后反思及拓展延伸1. 课后反思：回顾本节课的教学效果，分析学生的掌握情况，针对性地调整教学方法。

2. 拓展延伸：引导学生深入研究电动机的原理和应用，如无刷电动机、直流电动机等。

电容器和电容一、使用教材教科版高中物理《选修3-1》第一章第六节。

二、实验器材自制教具：简易电容器、电容器充放电演示装置。

感应起电机、数字式电压表、电容器、电容表、平行板电容器等。

三、实验创新要点/改进要点（1）用生活中的废塑料杯、锡箔纸，自制电容器。

（2）利用自制电容器的充放电演示装置，演示电容器的充放电过程，直观清楚。

（3）用相同电容器接触平分电荷的方法，间接测量电容器电荷量的变化。

（4）用电容表直接测量电容的变化，优于教材中的间接测量.四、实验原理/实验设计思路实验设计的整体思路，即通过“趣味实验、自制教具、巧设实验、勇于创新”四个关键环节的实验安排。

达到了让学生在趣味中进入课堂，在思考中启迪思想、在参与中成长。

五、实验教学目标1. 知识与技能(1)了解电容器的作用、构造以及常见电容器。

(2)知道电容器的充放电过程中相关物理量的变化特点。

(3)掌握电容器电容的概念和定义式。

(4)知道平行板电容器的电容与哪些因素有关，知道其定性关系。

(5) 会用平行板电容器进行动态分析。

2. 过程与方法(1)通过本节内容的学习过程，认识物理实验、数学工具在物理发展过程中的作用。

(2)经历科学探究过程，认识科学探究的意义，尝试应用科学方法研究物理问题，验证物理规律。

(3) 具有一定的质疑能力，数据收集处理能力，分析、解决问题能力和交流、合作能力。

3.情感态度与价值观(1)利用有趣实验，发展学生对科学的好奇心与求知欲。

(2)让学生具有勇于创新和实事求是的科学态度和科学精神。

(3)有参与科技活动的热情，有将物理知识应用于生活和生产实践的意识，勇于探索与日常生活有关的物理问题。

(4)关心科技发展，有将科学服务于人类的意识。

六、实验教学内容本节课是学生学习了静电场之后的一个重要应用，我通过“自制电容器储存电荷和电能”的趣味实验引入新课，并展示电容器在生活中的广泛应用，让学生在充满怀疑和极大兴趣中走入新课的学习。

通过“自制电容器充放电演示装置”的演示，让学生轻松得到相应的知识。