初中物理自制教具物理实验论文

初中物理自制教具物理实验论文

初中物理实验论文
物理学是一门基础科学，是整个自然科学和现代技术发展的基础，对促进社会的发

展具有不可替代的作用。要学好物理就必须改变过去注重知识传授的倾向，加强实验是物

理教育本质的自然回归，符合素质教育的理论和实践的要求。而课堂上的演示实验正是中

学物理实验教学的重要组成部分，它不仅是建立物理概念和规律、理解和掌握物理知识不

可缺少的环节，还能培养学生的观察能力、思维能力、探索精神以及良好的学习方法。也

是变应试教育为素质教育，

提高人才科学素质的重要手段之一。

针对演示实验的改革问题，

本文就此谈谈自己的肤浅体会和做法，与同行们研讨。







演示实验生动有趣，易形成悬念，它在创设问题情境，激发学生的学习兴趣，增强学

生在学习中的积极性和主动性，引导学生追根求源探索知识上有极其重要的作用。本文就

此谈谈自己的肤浅体会和作法，与本文就此谈谈自己的肤浅体会和作法，与同行们研讨。

一、认清实验教学的重要性

目前，我们的学生普遍感到物理“难学”，其原因之一就是物理实验教学还很缺乏，

尤其是农村由于金费不足实验器材还不到位。而在一些经济发达的国家，他们非常重视物

理实验教学和研究问题的方法，

如日本初中物理的课时数只有

75

课时，

但安排的学生实验

却有

20

个，演示实验有

130

个，并且绝大多数都是研究性实验，基本形成以实验为中心的

课堂体系。可见，他们的学生在实验方面得到训练和能力培养比我国的学生多得多，他们

学生的实验心理素质比我国中学生强。可喜的是我国相关教育部门已经充分认识到这点，

所以在当前我国中学教育由应试教育向素质教育转变过程中，再次强调了实验教学的重要

位置并且落到了实处。如国家花大力气为农村学校免费完成了实验室建设和“农村四配套

工程”等，国家的重视程度我们有目共睹。那作为教师我们更应该与时俱进，除了完成书

本上的指定实验以外还必须研究教材中哪些地方学生感到抽象、容易混淆、接受困难，并

结合教学实际，研究解决的方法，努力开发一些直观的演示，同时在教学中引进近代物理

学的某些思想方法和现代科学的新成就。这样使教学内容更加丰富，使学生的眼界更加开

阔更容易接受。例如“分子间作用力”的演示，可在两只乒乓球间夹上一段弹簧，球的外

侧套上橡皮筋，平衡时，引力等于斥力；增大球距时，引力大于斥力；缩小球距时，引力

小于斥力。这样不仅培养学生对物理的学习兴趣，更多地拓宽学生视野丰富他们的想象，

而且能有效地提高了学生的观察能力、分析问题和解决问题的能力。






二、更新实验教学的思路



演示实验作为一种教学手段，是教师备课的重要内容，需要教师认真研究和准备。有

的教师轻视课前演示实验的准备工作，结果造成演示失败或出现意想不到的情况，以致在

课堂上手忙脚乱，“强行”让学生接受结论，教学效果很不理想。造成这种情况的原因是


多方面的，有的是思想认识存在问题，对实验教学不重视或持怀疑态度；有的是疏忽大意，

以为实验内容简单，以前做过或曾看见别人做过；还有的是怕麻烦。这些都是演示实验教

学的大忌。教师在课前首先要准备好与实验有关的全部仪器、材料。其次是在课前反复操

作，直到熟练的地步，对于在实验中可能出现的故障做到心中有数并能及时排除。第三是

掌握演示时间，注意与教学进度紧密配合。第四是教师要考虑除大纲和教材中规定的演示

实验外，还可以适当补充哪些小实验，或对现有的实验作必要的改进，以提高教学效果。

例如在讲解蒸发吸热这一问题时，教师可用方座支架、小烧瓶、细玻璃管、有色水和小烧

杯等组装一个伽利略气体温度计，用它来演示蒸发吸热现象比直接用普通温度计演示现象

清晰、直观。第五是要考虑在演示过程中如何引导学生观察，启发学生思维，最大限度地

发挥演示实验的作用。

人们的许多物理知识是通过观察和实验，

认真地加以思索和总结得到的。

如对于彩虹，

自然界在特定雨天后才能看到，平时看不到。在课堂上用三棱镜做光的色散实验让彩虹出

现在教室里，使学生感到新奇；再引导让学生去讨论解开雨后彩虹形成的这个谜。实验就

是在人工控制条件下使物理现象重复出现供人们观察的工作。在这里学习的就不仅是色散

的知识，更重要的是学习了这种探索事实的根本方法──实验。

物理就是以实验为基础的学科，物理的定义、定理、规律、定律都建立在大量的实验

和实践活动中，所以我认为，实验教学不仅局限可以在课上，也可以在课下；可以使用实

验室所配备的器材，也可以自备自制教具，甚至可以使用我们日常生活中的现有物品，经

常用学生身边的物品做实验，如用水和玻璃做光的色散实验等，这些器材学生更熟悉，更

有利于使学生明白物理就在身边，物理与生活联系非常紧密。而且通过这些课本上没有出

现的器材启发学生的创新能力：大家一起来想一想，还可以用什么来说明我们要知道的内

容，或者，这种类似的方法我们可以用来解决其他什么问题等等。调动学生刚刚起步的创新的意识和创新的精神。

总之，我们不是为做实验而做实验，我们做实验是学习这种研究事物内在联系，研究

问题的方法。


三、改革实验教学的方法

1 、注重引导学生观察实验



观察是实验的第一步，也是创新的前提。观察在生活中无处不在。


案例一：在演示凸透镜成像规律实验时，可先让学生细致观察，然后出示以下问题：

①本实验需要研究观察什么？怎样观察？观察时光屏、透镜、火焰三者的位置关系如何？

②在光屏上会出现什么样的像？③适当改变距离后像的大小有何特点？光屏上是否一直都

有像，若没有是在什么情况下？为使学生养成细致观察的习惯，培养他们的观察能力，教


在观察中，要引导同学讨论观察的方法和应注意的问题。可以提示看到的不同的现象

是由不同的原因引起的，但是具体到是哪些原因，应该由学生通过多次的实验得出一定的

结论，而不是老师在黑板上把各种条件罗列出，让学生按部就班。那样做实际限制了学生

的思维，是不利于学生形成创新思维的。

2要与学生紧密配合，培养学生的创新能力

演示实验本来就是教师利用课堂时间为学生演示，在操作的同时又引导学生对实验进

行观察、思考和分析的一种物理实验教学方式。在传统的实验教学模式中，课堂演示实验

一般以教师为主体，学生仅仅是旁观者，而且很多实验学生根本看不清，特别是后边的学

生。不同程度的限制和阻碍了学生智能和潜能的发展，直接影响学生实验心理素质的提高

也不利于其创新能力的培养。因此，不能把学生当作被动接收的“仓库”，完全没有发挥

出演示实验的作用，是不可取的。教师要在演示的同时引导学生观察，不断启发提问，让

学生分析、讨论，充分调动学生学习的积极性，使实验结论合情合理地被推导出来。

演示实验时还要注意不仅要现象清楚，而且还要面向全体学生。教师要想方设法增大

演示实验的可见度。投影放大、机械放大、自制可见度大的仪器进行演示等都是常用的方

法。甚至在实验操作上让学生积极参与，让学生充分了解实验的内容，多次重复，加深印

象，巩固记忆。如让学生上前来读数或动一动手。案例二：在进行马德堡半球演示时，先

让两个“大力士”上来拉，不能将两个半球拉开，打开活塞，让空气进入半球中，再让两

个力气最小的学生来拉，却很轻松地将两个半球分开了。两相对比，说明大气压强不仅存

在，而且还不小，全体学生都留下了深刻的印象。


演示实验在教师指导下让学生参与，不仅有显示学生实验技能的机会，又能得到科学

方法的训练及能力的培养，加深理解和掌握物理概念和规律，同时可领略物理学的思想，

培养科学态度和科学方法。

3、采用多种实验方法，活跃学生思维


笔者认为在帮助学生掌握实验原理的基础上，允许学生用不同的器材、不同的实验步

骤进行实验。在实验中，学生需要在各种因素中进行取舍，对所得信息进行筛选。这就要

求学生在确定的目标下，有全局观点和善于妥协，在不同情况下善于应变，培养学生的应

变能力，使学生分析、抽象概括、综合表达能力都得到训练和发展。

4
、创设实验问题，促进学生创新能力的发展

创新教学的构成要素是研究性、引导性、发现性、归纳性等有机的结合起来，这就要

求教师在实验中创造性的应用现代教学方法和教学手段，将多种教学方法进行优化组合，

用“创造性的教”为学生“创造性的学”创造环境和条件。因此除了演示实验和分组实验

之外，在学生的模型制作、游戏、调查小实验活动中，也可以发展创造活动，鼓励学生创

造。


例如，学习固体能传声的知识后，引导学生自制土电话


四、建立实验教学评价中的意识创新

教师对教学目标的完成情况进行评估，为制订下一个目标做准备，这是一个学科目标

的结束。如果说学生已经掌握了知识的重点、难点，形成了相应的技能技巧，那么教师应

该对学生学习过程进行总结，学生掌握了什么，超越了什么？谁做得最好？由教师和学生

总结这个经验，从而形成再创新能力，这个环节是必不可少的。


在以往的教学评价当中，往往是以学生的一次次考试的成绩来评价每一个学生，在具

有创新意识的教育教学过程中，这个评价方法自然也应该有所改进，而实验教学的评价似

乎成了其中的重点。新的评价观点应该重视学生在实验中解决问题的能力，在实际操作时

就应该努力避免死板、缺乏创造力的观点，这也是我们努力的方向之一。



总之，创新教育能使学生学会学习，开发智力提高素质，增加了锻炼的机会，增强了

适应社会发展的能力。而其在物理实验教学中的具体实施，也会给我们培养大量的适应现

代化社会需要的人才提供一个可行的方式方法。

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牛顿第一定律的教学研究，在中学物理教学研究中早已不是一个新问题了．许多物理教育工作者对于这一定律的教学发表了自己颇有见地的教学见解，并且得到了满意的教学效果．

当我们在教学实践中运用这些教学策略时，我们发现，确实可以取得如同一些文献中所述的预期效果．然而，当我们设计一些新的情境让学生运用牛顿第一定律去解决问题时，令我们十分吃惊的是：学生对于牛顿第一定律的掌握程度却又非常之差．这使得我们困惑不解．为何对同一教学策略教学的结果的评价出现如此之大的偏差？是教师教的原因，还是学生学的原因，抑或两者兼而有之．这促使我们对牛顿第一定律的教学进行深层次的理性思考，进一步，我们从学生的认知心理上，对这一规律的教学进行了深入的研究．

1 通常牛顿第一定律的教学，一般是按教材编排顺序，先进行演示实验引出课题，然后通过讲解伽利略与亚里士多德的争论，消除“力是维持物体运动原因”的错误观念，进一步通过做斜面小车实验证明牛顿第一定律的正确性，最后让学生运用牛顿第一定律去解释日常生活中的现象，从而完成整个教学过程．

为了检验学生学习和掌握牛顿第一定律的情况，我们曾用这样一道题目来检测学生．题目如下．你坐在向前匀速直线运动的汽车里，将手中的钥匙竖直上抛，问当钥匙落下来时是落在手里，还是落在手后面．全班56名同学在试卷上皆答：落在手后面．问其原因，皆曰：汽车在走，而钥匙抛出后不再向前走了．

2 怎样更好地改进牛顿第一定律的教学效果，使牛顿第一定律的教学效果真正是实实在在意义上的令人满足．我们认为，囿于一般形式上的教学方法的改进已是隔靴搔痒，而必须深入到学生的认知结构中去考察学生产生错误认识的根源．

认知心理学的理论告诉我们，学生学习物理概念、规律时所形成的错误，常常是由于其头脑中的前科学概念的影响．

所谓前科学概念，是指儿童在学习物理课程以前的生活实际中，对各种物理现象和过程在头脑中反复建构所形成的系统的但并非科学的观念．比如牛顿第一定律就是如此．在物理教学中，那种认为只需要“正面”传授知识，学生就能接受，如果他们仍不理解，可以多讲几遍就能达到目的的想法，实践证明是过于天真了．因为在有些学生的经验中，早已有了与亚里士多德“力是维持物体运动原因“的理论类似的观念．这样，当他们学习了牛顿第一定律之后，就可能把定律纳入到自己原有的认知结构中，牛顿第一定律实际上成了“力是维持物体运动原因”的代名词．让他们解释用手推车、用脚踢球等一些不易暴露错误观念的生活实例时，他们也能解释得头头是道．但当解释用手抛钥匙、飞机扔炸弹的例子时，他们却又运用亚里士多德的理论去解释，其错误观念暴露无遗．这正是牛顿第一定律教学效果不佳的症结之所在．

3 研究和改进牛顿第一定律的教学，应当了解学生头脑中前科学概念的特点．

第一，学生头脑中的前科学概念是自发形成的．

过去，我们在教学中，常常误认为学生在学习物理之前其头脑如同一张“白纸”，教师可以在上面任意涂画，事实并非如此．学生在长期的生活实践当中，逐渐形成了自己对客观世界物质运动规律的看法．他们几乎每天都会看到物体在力的作用下运动，而在力停止作用时物体静止，于是主观地断言：有力，则物体运动；无力，则物体静止．这正是亚里士多德“力是维持物体运动原因”的理论．

第二，学生头脑中的前科学概念具有隐蔽性．

由于学生头脑中前科学概念都在潜移默化中形成的，所以它以潜在的形式存在．这包含两方面的意义．其一是学生自己并没有意识到它的存在，因为学生并没有有意识地思考并形成“力是维持物体运动原因”的概念．其二是前科学概念平时并不表现出来，但往往在学生运用物理概念解决问题时表现出来．比如前述测验表明，许多有10多年教龄的初中物理教师头脑中也存在着牛顿第一定律的前科学概念，然而他们自己却并不知道．

第三，学生头脑中的前科学概念具有顽固性．

由于前科学概念是儿童头脑中业已形成的概念，且长期的日常生活经验与观察又加强了这些概念．因此，学生头脑中的前科学慨念是非常顽固的．

国内外物理教育界近年来的一些研究表明：一旦学生对某些物理现象形成了前科学概念，要想加以转变是极其困难的．尤其那些在人类科学认识史上经历了曲折历程的前科学概念，更是如此．

按照皮亚杰的理论，学生认识什么和如何行动，主要决定于他们所具有的认知图式（思维模式），而不完全取决于教师所讲述的内容．他们按照自己已有的图式吸收和排斥信息．在有错误认识存在的情形下，就会在头脑中形成和正确信息极不相同的东西．

4 在上述研究的基础上，我们对牛顿第一定律的教学提出如下教学建议