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(xué)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(xué)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(jì)發(fā)達(dá)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(xué)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(jìn)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(xué)上起到了很大的作用。那么在新世紀(jì)的今天，我國的教學(xué)儀器已有很大發(fā)展，還從國外引進(jìn)了一些現(xiàn)代化的教

3、學(xué)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(dāng)今世界中學(xué)物理教學(xué)自制教具 (國外稱低成本實(shí)驗(yàn))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(dá)國家的中學(xué)物理教學(xué)已將學(xué)生實(shí)驗(yàn)作為教學(xué)的主要內(nèi)容，如德國的國民教育中物理課程(相當(dāng)我國初中)共安排實(shí)驗(yàn) 343個(gè)，其中除 48個(gè)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(gè)實(shí)驗(yàn)均由學(xué)生完成(占總數(shù)的86.1%)。英國中學(xué)低年級物理教學(xué)也都以學(xué)

4、生實(shí)驗(yàn)開路，他們每節(jié)課有2—3個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)。據(jù)英國對中學(xué)物理課的統(tǒng)計(jì)：低年級(11一14歲)學(xué)生實(shí)驗(yàn)占課時(shí)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(gè)問題幾</p><p>　　中學(xué)生普遍感到物理是最難學(xué)的課程之一，不少教師也深感物理難教。特別是邊遠(yuǎn)地區(qū)的中學(xué)生，一是沒有先進(jìn)的物理教學(xué)設(shè)備，二是各種信息比較閉塞。特別是到了高中，除了計(jì)算量增大外，最大不同在于由感性認(rèn)識上升到了理性認(rèn)

5、識，這也是一種質(zhì)的飛躍。學(xué)生在學(xué)習(xí)物理的過程中會感到越學(xué)越枯燥，越枯燥越感到學(xué)習(xí)困難，越難越不愛學(xué)習(xí)，最后導(dǎo)致兩極分化嚴(yán)重，有的同學(xué)感到學(xué)習(xí)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(xué)，確實(shí)是值得研究和探討的問題。興趣往往是學(xué)習(xí)的一種動力，生動形象的演示實(shí)驗(yàn)則是讓學(xué)生產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣的重要手段。</p><p>　　學(xué)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(xué)校購置的正規(guī)儀器教具起補(bǔ)充使用作用的，如學(xué)校 實(shí)驗(yàn)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(xué)生自制或?qū)ふ乙恍┡浜蠈?shí)驗(yàn)使用的相關(guān)器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。</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(xué)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(yáng)這一優(yōu)良傳統(tǒng)是教師也是學(xué)生的責(zé)任。為此作為老師，首先要努力開發(fā)它的教育、教學(xué)功能；挖掘自制教具及其實(shí)驗(yàn)的興趣因素，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)；拓寬感知渠道，強(qiáng)化有用信息；突出本質(zhì)因素，促進(jìn)理性升華；利用小型實(shí)驗(yàn)進(jìn)行思維訓(xùn)練等等。在課堂的引入中

8、，在隨堂實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)，我們可以在課前制作一個(gè)魔術(shù)箱的教具。如圖，把箱子的一個(gè)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(gè)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(gè)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(xué)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(jìn)步，當(dāng)今世界新技術(shù)、新材料、新產(chǎn)品層出不窮，但是定型教學(xué)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(xué)生可通過自制教具，及時(shí)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(jìn)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)和

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

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

12、件的實(shí)驗(yàn)，在做測馬鈴薯密度或用馬鈴薯片研究蒸發(fā)快慢的實(shí)驗(yàn)等等，這些器材不可能由實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室提供器材的實(shí)驗(yàn)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(yuǎn)的山區(qū)，學(xué)校教育資源匱乏，辦學(xué)條件相對落后，沒有電腦，沒有投影機(jī)，有的甚至連電也沒通。故通過教師和學(xué)生自制教具來完成實(shí)驗(yàn)，是實(shí)現(xiàn)教學(xué)效果的最好選擇。但目前農(nóng)村學(xué)校實(shí)驗(yàn)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(xué)教具也只是用口授的方式，沒有實(shí)驗(yàn)教學(xué)的習(xí)慣。有些農(nóng)村學(xué)校不是沒有教學(xué)教具，而是教師很少使用，使得農(nóng)村學(xué)校僅有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備不能很好的發(fā)揮作用。</p><p>　　在一些較發(fā)達(dá)的地區(qū)，作為實(shí)驗(yàn)工具的教學(xué)儀器，每個(gè)學(xué)校大部分都是購買的，這些儀器實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)時(shí)看不到內(nèi)部的變化過程，有些儀器價(jià)格太貴，一般學(xué)校很難承受等等

14、。相比之下，自制教具與課外實(shí)驗(yàn)卻在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中顯露出其特殊的意義。在物理教學(xué)過程中，許多重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教師會遇到一些問題，如：不少演示實(shí)驗(yàn)的成品教具和學(xué)生實(shí)驗(yàn)的儀器設(shè)備實(shí)驗(yàn)效果很差，很難在有限的教學(xué)時(shí)間內(nèi)達(dá)到預(yù)期的實(shí)驗(yàn)效果，無法滿足學(xué)生和教師要求提高教學(xué)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(shí)驗(yàn)，還需要增加一些直觀的，易于理解的實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)豐富教學(xué)過程，這時(shí)也需要自制教具。</p><

15、p>　　（3）自制教具能有效培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性</p><p>　　朱正元教授曾積極倡導(dǎo)“壇壇罐罐當(dāng)儀器，拼拼湊湊做實(shí)驗(yàn)”。就地取材，隨時(shí)實(shí)驗(yàn)，可以使學(xué)生感到物理學(xué)就在自己身邊，研究物理學(xué)并不神秘，從而調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動性，養(yǎng)成實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，提高實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)創(chuàng)造能力。中學(xué)生大多是處于12至15歲之間的發(fā)育時(shí)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(shí)驗(yàn)的教育價(jià)值與儀器的復(fù)雜性成反比

16、，學(xué)生自制的儀器，雖然經(jīng)常出毛病，但它卻會比用仔細(xì)調(diào)節(jié)好的儀器能學(xué)到更多的東西”。 中學(xué)實(shí)驗(yàn)室里教學(xué)儀器數(shù)量有限，使用一般都強(qiáng)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(xué)生普遍存在害怕心理，使用時(shí)小心謹(jǐn)慎，不敢越雷池一步。學(xué)生處于被動實(shí)驗(yàn)狀態(tài)，學(xué)習(xí)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(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性。另外，學(xué)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(xué)習(xí)中，學(xué)生通過課后的小制作，小實(shí)驗(yàn)，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(xué)過程中制作教具來驗(yàn)證一些物理規(guī)律也能夠有效培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。如帕斯卡“桶裂”實(shí)驗(yàn)，“一個(gè)容器里的液體，對容器底部(或側(cè)壁)產(chǎn)生的壓力可以遠(yuǎn)大于液體自身的重量”，這對許多學(xué)生來說是不可思議的。對此問題，教師可以模擬“桶裂”實(shí)驗(yàn)制作一個(gè)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(shí)不漏水，在罐頭盒的底部開一個(gè)圓孔，圓孔內(nèi)緊塞一個(gè)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(gè)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(shí)，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(gè)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(xì)長的玻璃管，在玻璃管中插入一根細(xì)漆包線，以利于把一小燒杯水注入細(xì)玻璃管內(nèi)?？梢钥吹?，當(dāng)液面的高度達(dá)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>　?。?）師范院校物理專業(yè)學(xué)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(biāo)，主要是培養(yǎng)合格的初中和高中物理教師，而且重點(diǎn)是農(nóng)村初中物理教師。在農(nóng)村，由于受經(jīng)濟(jì)條件的制約，絕大部分初中的教學(xué)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(xué)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(dāng)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(xué)任務(wù)。以前，在教學(xué)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(xué)質(zhì)量、改進(jìn)教學(xué)方法的重要手段。同時(shí)，也把制作教具的能力作為一項(xiàng)重要的教學(xué)內(nèi)容來要求學(xué)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(xué)生感到新鮮有趣，倍感親切，也對老師的能力產(chǎn)生敬佩感?！坝H其師，信其道”，這種情感會激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)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(shí)證明，這些畢業(yè)生走向工作崗位后，特別是在教學(xué)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(xué)質(zhì)量，完成數(shù)學(xué)仟務(wù)，起到了重要的作用。然</p><p>　　所以，物理師范生做試驗(yàn)時(shí)要由“過程型 ”實(shí)驗(yàn)方法變?yōu)椤叭蝿?wù)型”實(shí)驗(yàn)方法。而所謂的“過程型 ”實(shí)驗(yàn)方法，就是在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生手中有一本編寫詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)講義，按照順序把每一個(gè)實(shí)驗(yàn)的題目、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)方法之中，學(xué)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(xué)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(shí)驗(yàn)方法為：教師給出實(shí)驗(yàn)題目，提出實(shí)驗(yàn)要完成的任務(wù)，也就是目的要求，講解或介紹與實(shí)驗(yàn)有關(guān)的基礎(chǔ)知識和背景材料，對如何完成實(shí)驗(yàn)，只給出少量的提示和引導(dǎo)，要求學(xué)生要積極主動地去思考、分析、討論、查閱資料，提出實(shí)施方案、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，然后進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，直至寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。在這一過程中，教師和學(xué)生作了較大的換位，學(xué)生是主體，不再是被動地參與，

24、而是積極主動投入，在這個(gè)過程當(dāng)中教師起到特殊參與和指導(dǎo)作用，不再是手把手的教導(dǎo)。</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(xué)儀器不同，它不是商品，所以對它的工藝要求不作為一項(xiàng)主要指標(biāo)，但作為教具也要力爭美觀得體，不是越土越好。根據(jù)教學(xué)大綱的要求，演示實(shí)驗(yàn)的類型大致分為引入課題的演示實(shí)驗(yàn)，比如上面提到的魔術(shù)表演(

25、其特點(diǎn)：引起學(xué)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(shí)驗(yàn)(特點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)（特點(diǎn)：擴(kuò)展學(xué)生的思維空間，對一些普通的物理現(xiàn)象進(jìn)行深入研究，有利于挖掘?qū)W生的潛力）。因此，演示實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)要緊扣教學(xué)內(nèi)容，突出創(chuàng)新。所以，只靠學(xué)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(jì)演示實(shí)驗(yàn)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(diǎn)介紹。&

26、lt;/p><p>　?。?）自制教具要有科學(xué)性和準(zhǔn)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?！鞲咧形锢斫滩闹?，“通、斷電自感現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)”既是一個(gè)重點(diǎn)也是一個(gè)難點(diǎn)實(shí)驗(yàn)。教材中對該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)雖有易于演示的特點(diǎn)，然而卻存在三點(diǎn)足：一是分兩個(gè)電路來演示，易使學(xué)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(shí)驗(yàn)中，若線

27、圈L的自感系數(shù)不夠大，則斷電時(shí)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(qiáng)的亮光，自感現(xiàn)象就看不出來；三是這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)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(xué)性的前提下，對該演示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，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(gè)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(shí)要眼勤、手勤、嘴勤，在生活和工作中，時(shí)刻要留意那些自制教具所需要的廢舊材料，及時(shí)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(xué)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(xué)；最后，結(jié)構(gòu)也應(yīng)盡量簡單一點(diǎn)，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(xué)質(zhì)量，另一方面也是為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和營造課堂氣氛，所以教具的趣味性也是一個(gè)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(xiǎn)系數(shù)和可靠的安全防范措施，要有一定的堅(jiān)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(xué)的需要和解決偏遠(yuǎn)山區(qū)甚至城市的教具緊缺問題，二能提高學(xué)生的動手能力和學(xué)習(xí)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(xué)作用，達(dá)到預(yù)期效果。</p><p>　　參考文獻(xiàn)：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(xué)生