探究实验创新和自制教具

【摘要】作者结合自己的工作实践对在初中物理实验教学中培养学生的创新能力的意义和策略做了有益的探索和研究。特别是对自制教具的作用和方法的研究对教学实践有指导意义。
【关键词】初中物理实验教学自制教具

在教学中的实验创新是指学生在实验过程中对实验现象有独到的解释方式，对实验方法有新的改进。实验过程中要突出学生在实验教学中的主体地位，创造条件给学生提供自由活动的空间，让学生有更多的机会亲自动手实验，培养学生的创新思维与创新能力，而实验者则要求开拓思维，潜心观察，才能有创新灵感，创新实验与普通实验根本区别在于创新实验的目的不是在验证和重复教材中的方法，而是在发现新的方法，所以研究创新型实验关键在于要在特定环境中自主发现“新”问题，也就是要有创新意识和动手能力，对出现的问题不要回避，特别是出现与教材不同的地方，就是创新的亮点。
我们必须从以下几个方面训练和培养学生的创新意识和创新能力：改革实验教学，训练学生的创新思维；充分发挥学生的主体作用；重视课外实践和小实验；在实验教学中应渗透实验思想和实验方法的教育。
自制教具就是实验创新的一个方面的应用。如“电流做功演示器”，巧妙地把几个功能同时制作在一个教具上，一具多用，以提高教具的利用率，该教具能演示电能转化为机械能、磁能、光能等实验，玩具电动机，线圈小灯泡的一端在制作时先与电池的负极相连，如将电池的正极接通，电动机通过传动装置，可以看到铁锤敲打动作和听到撞击发出的声音（电能转化为机械能），而当电池的正级接通线圈，可以看到悬挂在线圈上方的小磁铁泡沫塑料块在跳动（电能转化为磁能），再把电池的正极接通小灯泡时，就能看到灯泡发亮（电能转化为电能），这个实验从多个方面逼真地演示了电流做功现象，对学生理解概念、激发学生兴趣、培养创新意识和创新能力有着很大的帮助。
又如，学生在初三实验——自制水果电池中，别出心裁地把水果电池连接到音乐贺卡上使其出声发光，同时调整电池的负极来验证二极管的简单导电性，同时鉴别水果电池的两极哪个金属片是正、哪个是负。
一自制教具的作用和设计原则
自制教具，是教师和学生利用简便易行的方法就地取材，自己动手制作的用于学科教学的教具或学具，是教学仪器与实验器具的必要补充。

自制教具，不需要高深的专业知识，而是需要我们的教学经验和体会，自制教具不追求结构的复杂，而是需要新颖的创意。

随着新课程标准和全面贯彻实施，传统的实验教具已跟不上教材变化的需要，很多仪器已不适应在教材中使用，急需补充新的教学仪器和实验用具，这是教学改革的需要，是教育发展和学生能力培养的需要，但是与新教材配套的教具的开发、研制、定型、生产需要漫长的过程，导致仪器与课本不配套，而自制教具填补了这一缺陷。正规仪器在设计制造时，因考虑成本和工艺等问题，制造得很小很紧凑很复杂，这些非教育因素会影响观察效果，如实验室中电磁铁和有些模拟用的仪器太小，而改进后自制教具反而比原有教具好，如，磁场对电流有力的作用我采用了对通电线圈同时上下方置于磁铁中观察到通电导体运动。自制教具的过程实际上是对教师与学生很好的学习与动手动脑的训练，是培养创新思维的有效途径，因此积极鼓励与支持学生参加自制教具的活动，对增强学生的综合实践能力具有十分重大的意义。
自制教具，成本往往较低，能节省资金，利用废旧物品，既节省经费，又在制作过程中更好地掌握了知识，培养了动手能力。
自制教具，是应用科学技术知识与教学经验结合起来的创造性活动，是在创造性思维基础上产生的。设计的原则应根据以下几个方面进行：（1）教育性：具有一定的教育目的。（2）科学性：有一定的理论做基础。（3）简易性：结构合理，制作方法简单，演示操作简单。切忌为了追求美化效果把教具设计得复杂，只要能进行鲜明的演示即可。当然，有些东西不适合自制，有些材料不宜用来自制教具。如测量仪器、电流表、电压表、天平等，由于无合适的设备，无法保证精准的测量。有的材料比较危险，不宜直接取材制作，如水银、农药和带有放射性的材料。有的材料使学生过敏，如有些植物、有毒的动物等。
二自制教具的步骤
明确制作目的，是为了探究哪些问题，需要哪些器材，加工工具及加工方法，在制作前做好准备，以确保制作成功。
明确制作要领，主要弄清必要的结构、工艺方法，了解现有的制作条件。确定工作程序和操作顺序。先用简易材料如纸板、铁片等做成样品模拟来检验可行性。根据样品加以改进制成成品。在课堂上检验实际效果。如需标准，需要加以说明。写出说明书、用途、维修等。
如，导体和绝缘体检验板：（1）目的：通过实验加深学生对导体和绝缘体的认识。（2）准备条件：水、油、布、盐、金属等；木板、螺丝刀、图钉、电线等工具。（3）制作方法：取一块40cm×20cm×0.8cm的木板刨平安装导体和绝缘体。尽管自制教具有比较大的作用，是实验创新的一个重要体现，但也可能存在以下几个问题：自制教具不好用；教师不会用；老师不愿用。我们应特别强调“活用”，要突破教材、课堂的限制，尽一切可能开展实验创新活动，要从“教实验”转变为“用实验教”，充分发挥实验的教育功能。