自制教具在高中物理教学中的应用

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　　摘要：随着课改深入，教学更加关注培养学生的核心素养。传统的物理教学法对学生而言，教学显得抽象、复杂，而实验演示教学则凭借着探究性、直观性、趣味性特点受到学生的欢迎，有效弥补了传统教学的缺陷。因此教师应积极创新，通过自制教具的过程与演示过程增强教学效果。
　　关键词：自制教具；实验；核心素养
　　1前言
　　物理实验是物理的灵魂，体现着物理科学的特点。在高中物理教学中，实验更是起着培养学生物理学科素养的关键所在。开展与课程相适宜的实验，不仅能提升学生的理解能力、推理能力、综合分析能力和动手实验能力等，更能培养学生的物理学习兴趣和科学品质，使学生具备科学精神。实验教具作为实验的载体，有着不可或缺的地位，然而现实中物理实验器材缺少、更新速度慢以及实验器材与知识不相适应等因素，导致课堂实验达不到预期效果。教师通过对所教知识特性的理解和对课堂的设想，自制实验器材以达到预想效果，使实验与课堂更相融合，对学生更具启发性。同时，实物展台、传感器、无线同屏技术等现代多媒体技术的成熟为物理课堂实验的可观测性提供了技术支持。本文以“互感和自感”教学中教具制作为例，探索教具制作的过程，为物理教师提供一定思路和方法，使自制教具更好地为教学服务。
　　教具的目的是服务于教学，因此需要对教材和学情进行深入了解，明确教具的使用目的和设计意图。“互感和自感”选自人教版高中物理选修3—2第四章“电磁感应”的第6节。本节突出了物理学的技术应用的特色并强调了科学技术与生活的密切联系。
　　2 自制教具可以调动学生学习热情，提高学习主动性
　　高中阶段的学生有较强的好奇心，教师要是能调动其学习兴趣，学生就会积极融入到物理教学活动中，活跃、开放的课堂，往往就能达到理想教学效果。比如：在引入自感教学中，为了吸引学生注意力，把抽象的感应现象转变为学生的一种体会。教师就可以亲自制作“自感现象体验器”，用1节干电池、开关和线圈组成一个自感线路，让5-6个学生与自感线圈串联。开关闭合时候学生没有体会，当开关断开一瞬间学生手被电击了一下。这样学生有了深刻的体验，激发了学生学习探究的欲望，而且参与面广，也增强师生互动。制作材料也简单易得，且这些材料可以多次利用。
　　3 自制教具可以验证理论知识，理论与实践相结合，提高学生创新能力。
　　根据理论学习，线圈在电路中会有自感现象产生。为了验证这一理论，教师与学生进行电路的设计。最终设计成一个并联电路：一条支路上有一个线圈和一个灯泡，另一条支路有一个电阻和一个同型号的灯泡。
　　当教师要接通电路时把开关合上，我们会看到第二条支路（加电阻）上的灯泡会立刻变亮，而第一条支路上的灯泡是缓缓变亮，最后达到一样亮，而当我们断开开关，第一条支路的灯泡会缓缓熄灭，而第二条支路的灯泡会闪一下再熄灭。通过这些现象我们就验证了自感现象，就是线圈中的电流发生变化时，它周围的磁场也随着变化，并由此产生磁通量的变化，因而在线圈中就产生感应电动势，这个电动势阻碍导体中原来电流的变化，开关闭合时第一条支路灯泡缓缓变亮的原因得以验证。
　　为了验证开关断开瞬间也有自感现象产生，教师与学生进行进一步的改进电路。电路为一个并联电路：两支发光二极管与感应线圈并联，再与电源并联，发光二极管一支正极与电路正极连接，而另一支发光二极管正极与电路负极连接。我们已知二极管的单项导电性，开关断开前正极与电源正极连接的二极管会亮，断开一瞬间正极与电路负极连接的二极管会闪亮一下。这就验证了感应的电流与原电流方向是相反的。
　　通过师生合作设计感应电路，并完成理论知识的验证，让学生亲自参与到整个教学与学习过程，课堂的营造了活跃的课堂氛围，充分地使学生把知识消化，同时享受到了学习的乐趣，有效提高学生的创新实践能力。
　　4 自制教具还可以弥补学校设备不足，提高教学灵活度。
　　学校虽然购入许多的仪器设备，但是相比于实际需求，不仅数量不足，还缺少许多种类，这导致很多教学需求难以得到满足。教师此时就要学会适应教学的发展趋势，与学生共同发现和制造教具，并应用自制教具弥补现有设备 的不足。如互感现象中的无线充电技术演示实验。学校不能满足各班的教学需求。
　　我们已经学习了互感概念：当一线圈中的电流发生变化时，在临近的另一线圈中产生感应电动势。而且通过互感，线圈可以使能量或信号由一个线圈很方便的传递到另一个线圈中。
　　苹果手机的无线充电又将这一技术展现在現实生活中。为了适应课堂需求，教师将实验普通的不支持无线充电的手机，还有线圈、电源等备好带领学生自制无线充电器，完成两个线圈制作，一个线圈与电源连接，另一个线圈与手机连接。两个线圈外用绝缘材料包裹。明显线圈之间不会有导线直接连接。当两线圈靠近时，发现手机开始充电，远离时手机停止充电。
　　通过自制无线充电器让学生更加深刻体会到感应现象的真实存在，弥补了设备的不足，同时教学与时代同步，与生活接轨，更加促进学生的思维开放。
　　总结
　　总而言之，自制教具不仅能节约资金，而且能锻炼学生的动脑与动手能力，培养其思维能力、实践能力与创新能力，发挥了学生的主观能动性。在此过程中，教师的能力也会得到很大提升，师生共同努力，营造良好的课堂教学氛围，激发学生的学习兴趣，充分调动学生参与物理活动的积极性。学生的合作能力和实践创新能力得到了很大程度的提高。培养了学生核心素养。
　　参考文献
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　　[3]毛吓梅.运用自制教具提高中学物理演示实验有效性教学的研究[D].福建师范大学，2017.
　　作者简介：李林深（1992—），江西科技师范大学研究生，籍贯：福建南平，研究方向：学科教学（物理）物理教育。
　　（作者单位：江西科技师范大学研究生）
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