教具制作的畢業(yè)論文

1、<p>　　自制物理教具意義和制作要素的研究</p><p><b>　　李曉東</b></p><p>　　摘要 簡述了現(xiàn)在物理教學的普遍狀況，突出物理教具制作與研究的必要性、緊迫性和對教學起到的作用，講述了物理教具制作的基本要求和思想，還討論了貧困地區(qū)和經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)關(guān)于教具制作的可行性。</p><p>　　關(guān)鍵詞：教具狀況、

2、主動性、科學性、可行性</p><p>　　新中國以來，我國一直提倡自制教具，廣大教育工作者也積極研制和推廣自制教具，并發(fā)表了大量的著作和論文，從而使我國自制教具久盛不衰，成績斐然。新中國成立后，國家比較貧窮，在教具生產(chǎn)和引進方面還沒有多大的投入，在農(nóng)村情況更加突出，國家提倡和廣大教育者的積極研究與推廣，自制教具在教學上起到了很大的作用。那么在新世紀的今天，我國的教學儀器已有很大發(fā)展，還從國外引進了一些現(xiàn)代化的教

3、學手段和技術(shù)，自制教具是不是已完成了它的歷史使命呢？對此請先看看當今世界中學物理教學自制教具 (國外稱低成本實驗)的形勢，就可以剖析出自制教具今后發(fā)展的趨勢?！鳜F(xiàn)在歐美、日本、加拿大等發(fā)達國家的中學物理教學已將學生實驗作為教學的主要內(nèi)容，如德國的國民教育中物理課程(相當我國初中)共安排實驗 343個，其中除 48個出于安全和技術(shù)設(shè)備等方面原因由教師演示外，其余295個實驗均由學生完成(占總數(shù)的86.1%)。英國中學低年級物理教學也都以學

4、生實驗開路，他們每節(jié)課有2—3個學生實驗。據(jù)英國對中學物理課的統(tǒng)計：低年級(11一14歲)學生實驗占課時70—80，高年級(15—16歲)占25—50％。我國香港初中物理教材中的每個問題幾</p><p>　　中學生普遍感到物理是最難學的課程之一，不少教師也深感物理難教。特別是邊遠地區(qū)的中學生，一是沒有先進的物理教學設(shè)備，二是各種信息比較閉塞。特別是到了高中，除了計算量增大外，最大不同在于由感性認識上升到了理性認

5、識，這也是一種質(zhì)的飛躍。學生在學習物理的過程中會感到越學越枯燥，越枯燥越感到學習困難，越難越不愛學習，最后導致兩極分化嚴重，有的同學感到學習物理寸步難行。如何使他們對物理知識發(fā)生興趣．促使他們積極主動地、心情愉快地學，確實是值得研究和探討的問題。興趣往往是學習的一種動力，生動形象的演示實驗則是讓學生產(chǎn)生濃厚的學習興趣的重要手段。</p><p>　　學校里的教具一般分為購置的正規(guī)教具和自制教具兩類。自制教具是用來

6、配合學校購置的正規(guī)儀器教具起補充使用作用的，如學校 實驗室里的有關(guān)無演示光的傳播、光的反律、光的折射等的相關(guān)器材，使用這些儀器，還需配備一些其他的小而簡單的設(shè)備如激光電筒玻璃磚等，這就需要教師發(fā)動學生自制或?qū)ふ乙恍┡浜蠈嶒炇褂玫南嚓P(guān)器材進行實驗。</p><p><b>　　自制教具的意義</b></p><p>　　談到自制教具的意義，原國家教委副主任柳斌曾說過：自

7、制教具的目的并不只是為了省錢，而是通過自制教具培養(yǎng)老師和學生的動手動腦能力，培養(yǎng)他們的創(chuàng)造精神。這才是自制教具的最主要目的。這段話基本明確了自制教具的地位及作用。重視自制教具是我國物理教育的傳統(tǒng)，繼承和發(fā)揚這一優(yōu)良傳統(tǒng)是教師也是學生的責任。為此作為老師，首先要努力開發(fā)它的教育、教學功能；挖掘自制教具及其實驗的興趣因素，激發(fā)學生的學習動機；拓寬感知渠道，強化有用信息；突出本質(zhì)因素，促進理性升華；利用小型實驗進行思維訓練等等。在課堂的引入中

8、，在隨堂實驗中，在課后作業(yè)中和在課題研究中，都可 以有自制教具及其小型實驗的用武之地。例如，在上八年級物理上冊的第二章第的三節(jié)《平面鏡成像》這一課時，我們可以在課前制作一個魔術(shù)箱的教具。如圖，把箱子的一個側(cè)面剪去，在箱子中放置一塊平面鏡（與底面成45度角，并與箱子的兩側(cè)對角線重合），在箱子的底面和側(cè)面貼上方格紙，在箱子的頂開一個小口。要反復(fù)移動方格紙的位置，使人從外面看覺得是一整個空盒子，再用雙面膠貼好紙。然后由老師來表演魔術(shù)，引出本節(jié)

9、課的內(nèi)容。用魔術(shù)箱來設(shè)置懸念，激發(fā)了學生的探究熱情，再說明有魔力的原因</p><p>　?。?）教具生產(chǎn)的周期性</p><p>　　雖然科技不斷進步，當今世界新技術(shù)、新材料、新產(chǎn)品層出不窮，但是定型教學儀器的更新?lián)Q代不可能隨之同步。它的生產(chǎn)、統(tǒng)一配置，由國家專門規(guī)定，需要一定的周期。因此教師和學生可通過自制教具，及時利用不斷問世的新材料、新技術(shù)、新產(chǎn)品，選擇合適的器材，改進現(xiàn)有的實驗和

10、實驗儀器，增強實驗的可見性、科學性、趣味性，把那些原來比較困難的實驗，變得容易實現(xiàn)，使實驗效果大大增強。</p><p>　　（2）不同地區(qū)物理教具的狀況”</p><p>　　物理學是以實驗為基礎(chǔ)的科學，在素質(zhì)教育的今天，重點培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和操作能力。義務(wù)教育初中物理教學大綱要求：“物理實驗室應(yīng)該不斷充實實驗設(shè)備。要購買和研制新實驗設(shè)備，更要鼓勵學生和教師因陋就簡，就地取材自制教具。

11、學校的實驗室是重要的課程資源之一。物理課中的科學探究最多的是通過實驗來進行的探究活動，在科學探究的過程中，往往難以預(yù)料學生的猜想和設(shè)計的實驗。所以目前的教學活動需要大量器材，而這些器材又是多而雜、小而細，全部靠學校來配備是不現(xiàn)實的。為給學生的科學探究活動創(chuàng)造條件，目前大多數(shù)的實驗室還有很大的困難，農(nóng)村中學困難更大。例如，許多實驗廠家不生產(chǎn)乒乓球或小船做流體壓強與流速關(guān)系的實驗裝置，也不生產(chǎn)光盤做光的色散實驗器材；再如在做用雞蛋研究浮沉條

12、件的實驗，在做測馬鈴薯密度或用馬鈴薯片研究蒸發(fā)快慢的實驗等等，這些器材不可能由實驗室來提供；還如用書本、鉛筆等做滾動摩擦小于滑動摩擦比實驗室提供器材的實驗效果更好。</p><p>　　眾所周知，在我國廣大的農(nóng)村，特別是在一些偏遠的山區(qū)，學校教育資源匱乏，辦學條件相對落后，沒有電腦，沒有投影機，有的甚至連電也沒通。故通過教師和學生自制教具來完成實驗，是實現(xiàn)教學效果的最好選擇。但目前農(nóng)村學校實驗教具的使用情況很不樂

13、觀，有許多老師怕麻煩，有些必須用的教學教具也只是用口授的方式，沒有實驗教學的習慣。有些農(nóng)村學校不是沒有教學教具，而是教師很少使用，使得農(nóng)村學校僅有的實驗教學設(shè)備不能很好的發(fā)揮作用。</p><p>　　在一些較發(fā)達的地區(qū)，作為實驗工具的教學儀器，每個學校大部分都是購買的，這些儀器實驗效果雖然不錯，但可能由于商品化的原因，也有其不足之處，如有些儀器做實驗時看不到內(nèi)部的變化過程，有些儀器價格太貴，一般學校很難承受等等

14、。相比之下，自制教具與課外實驗卻在實驗教學中顯露出其特殊的意義。在物理教學過程中，許多重視實驗教學的教師會遇到一些問題，如：不少演示實驗的成品教具和學生實驗的儀器設(shè)備實驗效果很差，很難在有限的教學時間內(nèi)達到預(yù)期的實驗效果，無法滿足學生和教師要求提高教學質(zhì)量的需要。隨著對教材的深入理解和研究，教師除了完成課本上的演示，分組實驗，還需要增加一些直觀的，易于理解的實驗，通過實驗豐富教學過程，這時也需要自制教具。</p><

15、p>　?。?）自制教具能有效培養(yǎng)學生學習的主動性</p><p>　　朱正元教授曾積極倡導“壇壇罐罐當儀器，拼拼湊湊做實驗”。就地取材，隨時實驗，可以使學生感到物理學就在自己身邊，研究物理學并不神秘，從而調(diào)動學生學習的積極性、主動性，養(yǎng)成實驗習慣，提高實驗技能，培養(yǎng)創(chuàng)造能力。中學生大多是處于12至15歲之間的發(fā)育時期，生理心理均未成熟，具有區(qū)別于成人的特殊性。麥克斯韋說過“實驗的教育價值與儀器的復(fù)雜性成反比

16、，學生自制的儀器，雖然經(jīng)常出毛病，但它卻會比用仔細調(diào)節(jié)好的儀器能學到更多的東西”。 中學實驗室里教學儀器數(shù)量有限，使用一般都強調(diào)要按步驟操作，如果非正常損壞，則要賠償，甚至罰款。因此，學生普遍存在害怕心理，使用時小心謹慎，不敢越雷池一步。學生處于被動實驗狀態(tài)，學習的積極性和主動性受到了壓制。而自制教具取材容易，制作簡單，損壞了可以再制作，這是商品儀器無法比擬的，它能有效地提高了學生的學習積極性和主動性。另外，學生通過自制的教具，能加深對

17、教材內(nèi)容的深入理解。如在“音調(diào)”的學習中，學生通過課后的小制作，小實驗，就可以知道古代的編鐘為什么能產(chǎn)生美妙的音樂。</p><p>　　教師在教學過程中制作教具來驗證一些物理規(guī)律也能夠有效培養(yǎng)學生學習的主動性。如帕斯卡“桶裂”實驗，“一個容器里的液體，對容器底部(或側(cè)壁)產(chǎn)生的壓力可以遠大于液體自身的重量”，這對許多學生來說是不可思議的。對此問題，教師可以模擬“桶裂”實驗制作一個教具，即用一只裝麥乳精的圓柱形罐

18、頭盒作為“水桶”，要求它的蓋子蓋上后倒置時不漏水，在罐頭盒的底部開一個圓孔，圓孔內(nèi)緊塞一個橡皮塞，橡皮塞的正中穿一小段兩端開口、內(nèi)徑約為6mm的玻璃管，玻璃管上套一小段橡皮管。把這個容器倒置固定在支架上，在其下方放一只臉盆。另備一根內(nèi)徑約6mm、長約1m多的玻璃管，大漏斗只，小燒杯1只，夾子1只，凡士林少許。演示時，先將罐頭盒取下，用夾子將玻璃管上的橡皮管夾住，再把水注滿整個容器，用四周涂滿凡士林的盒蓋蓋好后，把它倒置固定在支架上。步驟

19、一，將橡皮管上的夾子取下，把大漏斗與橡皮管相連，將水注滿大漏斗，可以看到，水的壓力還不足以使底蓋壓開。步驟二，取下大漏斗，換以細長的玻璃管，在玻璃管中插入一根細漆包線，以利于把一小燒杯水注入細玻璃管內(nèi)?？梢钥吹?，當液面的高度達到一定值后，罐頭盒下的底蓋即被水壓開，盒中的水全部傾瀉而</p><p>　　（4）師范院校物理專業(yè)學生自制教具能力的重要性</p><p>　　師范專業(yè)物理教育的目

20、標，主要是培養(yǎng)合格的初中和高中物理教師，而且重點是農(nóng)村初中物理教師。在農(nóng)村，由于受經(jīng)濟條件的制約，絕大部分初中的教學條件比較落后。盡管國家每年都要投入不少的人 力、物力 ，也動員了不少的社會力量到教學中去，但要在短期內(nèi)扭轉(zhuǎn)農(nóng)村初中教育落后的狀況還是相當困難。所以要做一名合格的初 中物理教師，就必須有因地制宜、充分利用生活中現(xiàn)有的材料、制作 簡易教具的能力。只有這樣才能更好地完成物理教學任務(wù)。以前，在教學設(shè)備不足的條件下，廣大的師范物理教

21、育工作者，曾把制作簡易教具，作為提高教學質(zhì)量、改進教學方法的重要手段。同時，也把制作教具的能力作為一項重要的教學內(nèi)容來要求學生并通過言傳身教，培養(yǎng)出一批又一批師范物理教育畢業(yè)生。而且自制教具不僅能夠讓學生感到新鮮有趣，倍感親切，也對老師的能力產(chǎn)生敬佩感。“親其師，信其道”，這種情感會激發(fā)學生的學習興趣，一旦有所收獲，會對自己產(chǎn)生成就感、自豪感，覺得物理并不神秘。很多事實證明，這些畢業(yè)生走向工作崗位后，特別是在教學條件比較差的地方，他們充

22、分發(fā)揮自己的專長，積極開展制作教具的話動，為保證初中物理教學質(zhì)量，完成數(shù)學仟務(wù)，起到了重要的作用。然</p><p>　　所以，物理師范生做試驗時要由“過程型 ”實驗方法變?yōu)椤叭蝿?wù)型”實驗方法。而所謂的“過程型 ”實驗方法，就是在實驗教學中，學生手中有一本編寫詳細的實驗講義，按照順序把每一個實驗的題目、實驗?zāi)康摹嶒瀮x器、實驗原理、實驗方法步驟及數(shù)據(jù)處理方法都寫得清清楚楚。在此“過程型”實驗方法之中，學生完全處于

23、被動狀態(tài) ，每一步操作都是教師預(yù)先設(shè)定好的，學生根本不需要思考，只要按部就班地去做就可以了。而“任務(wù)型 ”實驗方法為：教師給出實驗題目，提出實驗要完成的任務(wù)，也就是目的要求，講解或介紹與實驗有關(guān)的基礎(chǔ)知識和背景材料，對如何完成實驗，只給出少量的提示和引導，要求學生要積極主動地去思考、分析、討論、查閱資料，提出實施方案、設(shè)計實驗步驟，然后進行分組實驗，直至寫出實驗報告。在這一過程中，教師和學生作了較大的換位，學生是主體，不再是被動地參與，

24、而是積極主動投入，在這個過程當中教師起到特殊參與和指導作用，不再是手把手的教導。</p><p><b>　　物理教具的制作要素</b></p><p>　　自制教具與廠家生產(chǎn)的教學儀器不同，它不是商品，所以對它的工藝要求不作為一項主要指標，但作為教具也要力爭美觀得體，不是越土越好。根據(jù)教學大綱的要求，演示實驗的類型大致分為引入課題的演示實驗，比如上面提到的魔術(shù)表演(

25、其特點：引起學生注意力，發(fā)人深思，也可提出問題，師生互動)、建立概念和規(guī)律的演示實驗(特點：實驗條件明確，觀察對象突出，演示層次分明)、應(yīng)用物理知識的演示實驗（特點：擴展學生的思維空間，對一些普通的物理現(xiàn)象進行深入研究，有利于挖掘?qū)W生的潛力）。因此，演示實驗的設(shè)計要緊扣教學內(nèi)容，突出創(chuàng)新。所以，只靠學校提供的現(xiàn)成教具很難完成以上的要求，如果配合自制教具，就能為設(shè)計演示實驗提供了良好的途徑。那么，自制教具有哪些要素呢？下面做了幾點介紹。&

26、lt;/p><p>　?。?）自制教具要有科學性和準確性</p><p>　　自制教具不可把簡單問題復(fù)雜化，更不可盲目使用昂貴的元件。使其失去自制教具的意義。△高中物理教材中，“通、斷電自感現(xiàn)象實驗”既是一個重點也是一個難點實驗。教材中對該實驗設(shè)計雖有易于演示的特點，然而卻存在三點足：一是分兩個電路來演示，易使學生發(fā)生錯覺，似乎通電自感與斷電自感是發(fā)生在不同的電路中；二是在斷電自感實驗中，若線

27、圈L的自感系數(shù)不夠大，則斷電時線圈產(chǎn)生的 自感電動勢與感電流過小，不會使小燈泡發(fā)出比原電流更強的亮光，自感現(xiàn)象就看不出來；三是這兩個實驗裝置都不能顯示自感電動勢(或感生電流)的方向。針對以上問題，在確保效果明顯且不失科學性的前提下，對該演示實驗進行改進，原理結(jié)構(gòu)圖如下圖所示。</p><p>　?。?）教具要有可行性和趣味性</p><p>　　自制教具講究一定的可行性，首先，不要用太好的

28、材料，太好的材料在農(nóng)村難以弄到，就算在城市也沒這個必要，違法了教具本來的意義。自制教具本來就是為了提高教育效益，所以我們平時要眼勤、手勤、嘴勤，在生活和工作中，時刻要留意那些自制教具所需要的廢舊材料，及時收集整理起來。其次，構(gòu)造不要太復(fù)雜，否則會增加制作難度，如果教師制作都較困難，學生制作的難度就更大了。再有，自制教具最好利用身邊 的廢舊物品做材料，既能變廢為寶，又能服務(wù)于物理教學；最后，結(jié)構(gòu)也應(yīng)盡量簡單一點，能用適用即可。教具也要講求

29、趣味性，教具一方面是為了提高教學質(zhì)量，另一方面也是為了提高學生的學習興趣和營造課堂氣氛，所以教具的趣味性也是一個很重要的因素。</p><p>　?。?）教具要有安全性</p><p>　　自制教具必須保證使用安全、衛(wèi)生。高溫、高壓、高轉(zhuǎn)速的部位應(yīng)有足夠的保險系數(shù)和可靠的安全防范措施，要有一定的堅固性和穩(wěn)定性，該絕緣的地方，絕緣性要好。</p><p>　　結(jié)論：提

30、高制作教具的能力，一是物理教學的需要和解決偏遠山區(qū)甚至城市的教具緊缺問題，二能提高學生的動手能力和學習物理的興趣。自制教具也不是盲目的事情，要遵守一定的要素，只有這樣才能夠提高教具的教學作用，達到預(yù)期效果。</p><p>　　參考文獻：1. 夏彪 《自制物理教具的意義及范例》 第26卷總第311期2008年第3期(上半月)</p><p>　　2. 陳廷俠 《談師專物理系學生