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摘 要：通过自制教具改进实验激发和保持学生物理学习的兴趣，并培养学生的创新能力。
关键词：自制教具； 改进； 兴趣； 创新
物理学是一门以实验为基础的学科，由于实验的特殊魅力，在激发和保持学生物理学习兴趣方面有着得天独厚的优势。教学实践证明：当学生对某一门学科的学习产生浓厚的兴趣时，他们的大脑就容易形成兴奋中心，他们就会积极主动而且心情愉快地学习，去构筑自己的知识结构，观察仔细，思维活跃，记忆效果好，努力提高学习成绩。相反，学生对某一学科产生厌学情绪，主要原因对他学习的过程和所学的内容没有产生兴趣，他总感觉是在被迫去做别人要求他做的事情——强制性学习，将会扼杀学生探索真理的欲望。
然而，要使学生对学习有浓厚的兴趣和求知欲望，有赖于教师运用高超的教学艺术和自制教具改进实验来激发和培养。全国特级教师于漪曾经这样说：如果你一堂课上得使学生学有所得，学有兴趣，学得生动活泼与愉快，那么你就是要他不要学，他也是欲罢不能。可见，兴趣是启动学习车轮的强大动力，是燃起学生自主学习的导火索，是学生进行主动探索的基本前提。笔者在初中物理教学中灵活地运用自制教具改进实验，不仅使学生的动手能力得到提高，更重要的是使每个学生在物理课堂里尝试成功，感受快乐，挖掘自身潜能，主动学习，自主发展，引导学生走最佳发展方向，达到其所能达到的最高人生巅峰，从而激发和保持学生物理学习兴趣，使学生真正成为学习的主人。
一、在引入新课教学中运用自制教具改进实验来巧设悬念，引起学生思维冲突。
根据初中学生好奇心的特点，自制教具改进实验在引入新课时，创新问题情境，巧设悬念，引起思维冲突，激发学生物理学习的兴趣，更重要的是培养了学生的创新意识。 如利用自制的空箱变物的魔术箱，进行小魔术表演：创新问题情境，激发学生探究欲望。如图1，自制一个空箱，把一块平面镜以45°角斜插入箱中，如图2为截面图，从A端向1看，由于平面镜的作用，看似一空箱，在2处预先放一课本（或其它物体），上课时让学生从A端观察1，发现是空箱。从顶端往2处放入一张白纸，学生再观察，发现空箱中没有白纸，感到惊奇，教师用布盖住箱子，再掀开，把预先放入的课本拿出，学生感到惊讶。通过魔术表演，将学生带到创设的问题情景中，激发学生学习兴趣，从而引入平面镜的教学。
此外，如图3、图4所示，探究决定电阻大小因素的示教板，突破教学难点十分明显。
如图5所示为灯泡在实际电压下灯泡的亮暗的实验演示，从而引入测小灯泡的电功率的实验教学。
图6、图7模拟钉床实验、双手壓鸡蛋实验、会自动上斜坡的月饼盒实验比赛引入压强的教学。此外，还有“听话的水流”和“火烧不断的棉线”等实验引入新课。这样，好的开始是成功的一半，从而达到课堂的“高效”。
二、自制教具实验改进使学生活动成功感和自信心，长久保持学习物理兴趣。
《物理新课程标准教师读本》认为：“如何保护和发展学习兴趣，最好的办法不是用屡次考试失败来扼杀，而是在引导组织学生认识自然的过程中，在解决问题的过程中让学生获得成功的满足感，让学生产生全身心的兴奋，从问题走向成功，从成功走向新的成功！”实践出真知，实践长才干，在动手实验中，让学生体验成功，得到赏识，尝试快乐。故用自制教具改进实验来尽可能把演示实验改为分组实验，甚至增加分组实验，如图8—13，把液体内部压强的特点演示实验改为分组实验：
图8实验不仅说明液体内部向各个方向都有压强，同深度处压强相同，还说明浮力产生的原因：向上、向下的压力差。图9、图10实验演示：（魔术表演）“听话的水流”，证明大气压的存在。
此外，用一个空矿泉水瓶，装入约10滴酒精，分组实验探究（拧动矿泉水瓶即可）：1、物体对外做功，内能减小（出现烟雾约10秒钟，效果明显）；2、对物体做功，内能增加（烟雾马上消失），如图14所示。还可以自制教具改进实验，增加分组实验探究来突破教学重难点。如图15所示，不仅探究不同物质吸热能力（本领）强弱，同时还增加了探究不同物质放热能力本领强弱，代替课本P131实验存在的缺陷。
本自制教具改进优点：
1、将两个分体实验合为一体，方便观察记录比较，避免原来实验安装的繁杂操作，节省时间，操作简单，取材方便，不用酒精灯加热，节约资源，还环保、安全。
2、不用酒精灯加热，改为“热水浴法”，同时加热（同一热源），可保证两只试管里水和煤油（酒精）吸收热量相等。并用“冷水浴法”冷却两只试管里的水和煤油（酒精）可保证两只试管的水和煤油（酒精）放出热量相等。
3、本实验用“冷水浴法”来增加“不同物质放热能力（本领）强弱”的实验探究（广大教师基本上不做这个实验），有利于加深学生对比热容概念的理解。两个实验完成只用约6分钟时间，节省时间，提高课堂教学效率。
4、课本中原推荐的两只不同物质是植物油（食用油）和水，两种物质的粘度差异较大，改为煤油（酒精）跟水的粘度很接近，刚开始加热阶段，学生不会观察到反而水比食用油的温度升高得快的现象！
在探究平面镜成像规律中，传统的实验器材是：两支蜡烛，玻璃板。其缺点是：蜡烛在燃烧过程中不断变短，而在像的位置上的蜡烛长度不变，不能很好地说明像和物的大小相等的关系；同时蜡烛在燃烧时产生的有害气体影响了学生的健康。玻璃板成像清晰度不高，不易确定像的位置。改进为：用能变化的红、绿、蓝色LED发光二极管制成小手电筒（如图16）代替蜡烛。
这样的改进创新，尽可能做学生分组实验，是创造的基础和源泉，正符合我国创造教育的先驱陶行知先生提出“行为是老子，思维是儿子，创造是孙子，由行动而发生思想，由思想而产生新价值，这就是创造过程”的新理念，使学生在自制教具改进实验分组操作，激发和保持学生物理学习的兴趣，同时更重要的是培养了学生的实践能力。 三、渗透自制教具改进实验到物理问题教学中，培养学生创新思维能力。
在对初中物理习题、问题教学时，必须重视对学生的学法指导，适当增加自制教具改进实验来强化习题教学，从而培养学生的创新思维，以达到灵活掌握解决问题的科学方法，进一步使学生激发和保持应用物理知识解决问题的学习兴趣，使学生终生受益。因为知识，百科全书可以代替，可是思考出来的新思想、新方案、再实践，却是任何东西代替不了的。古人云：“授之以鱼不如授之以渔。”如：“把“220V 40W”甲灯泡和“220V 25W”的乙灯泡串联后接入家庭电路，哪盏灯的实际功率大？那盏灯最亮？解题前利用自制教具改进实验：串、并联电路示教板如图17所示（这一制作已发表在《物理通报》杂志上）进行实验演示，可用此装置把“220V 40W”甲灯泡和“220V 25W”的乙灯泡串联后和把“220V 40W”甲灯泡和“220V 25W”的乙灯泡并联后四盏灯泡同时接入家庭电路实验演示比较，学生惊奇发现“220V 25W”灯泡最亮，学生思维产生巨大的碰撞，立即纠正了学生的定向思维：“额定功率大的灯泡一定比额定功率小的灯泡亮”错误结论，最后扩展学生发散思维，引导学生分析还得出了新的结论：①灯泡的亮暗决定于它的实际功率，而不是额定功率。②把“220V 40W”甲灯泡和“220V 25W”灯泡串联后接入家庭电路中总实际电功率小于任何一盏灯泡的额定功率。在自制教具改进实验来验证物理问题教学中，尽可能引导鼓励学生大胆猜想，大胆想象，不唯书，不唯师。因为“没有大胆的猜想，就没有伟大的发现”（牛顿），想象力比知识更重要。即使学生提一些不恰当或奇异古怪的问题并没有责怪，“发明千千万万，起点是一问”，“问题是思维的动因，是探究的起点”，反而充分信任和尊重学生，以保护学生质疑问题的兴趣和勇气。如验证大气压存在的“覆杯实验”，学生怀疑：纸片是被水“粘”住的。改进实验如图18所示跟覆杯实验对比，证明纸片未掉下来是大气压作用，彻底排除了学生的怀疑，在引导学生灵活解决问题的基础上，适当增加自制教具改进实验加以验证，降低了问题的难度。这样对学困生给予了关爱和帮助，让他们“跳一跳可以摘到桃子”，对学困生的物理学习兴趣得到重点保护，从而使学生整体创新思维和实践能力得到培养的同时，当然也提高了他们学习书本知识的质量。
四、自制教具改进实验，延伸到课外，培养学生创新能力。
《物理课程标准教师读本》认为：“使用身边随手可得的物品进行实验探究，既可以拉近物理与生活的距离，让学生深切感到科学的真实性，消除科学的秘密感，又可以使学生利用简单的器材进行小发明、小创造，为培养学生的创新意识能力提供很好的场地和条件。因此要引导学生充分利用身边的器材进行实验设计与创新能力。”初中生的智力水平正处于形象思维阶段，他们对看得见、摸得着的实物特别感兴趣。恰当地引导学生亲自动手搞小制作、小发明、小实验，是激发和保持学生物理学习兴趣的行之有效的方法。小制作：如图19“光沿直线传播”实验演示装置，用几个550ml透明矿泉水瓶叠加制成，事先放一些烟雾盖紧，可进行多次演示实验，如图19所示演示效果非常明显。还可以找一个透明矿泉水瓶装满水，再找一个男士（太太）营养液小瓶里装半瓶水，口朝下放入矿泉水瓶里，旋紧瓶盖，就制成了一个浮沉子——自制潜艇上浮、下潜。演示实验“魔术表演”：按瓶身，小瓶下沉或悬浮，松手则小瓶上浮，如图20所示。
此外引导学生小制作有水火箭、伸缩小孔成像装置、潜望镜（图21）、万花筒（图22）、家庭电路示教板（图23）等等。
此外指导学生参加海南省青少年科技创新大赛，共有21件作品获得一、二、三等奖。在海南省“七巧科技”科普系列活动中，获得优秀团体奖。自制教具改进实验延伸到课外，正体现了“从生活走向物理，从物理走向社会”的新课程理念，使学生感到学以致用，学生的努力心理上得到满足，同时在课外尝到成功的喜悦，这样学习的信心倍增，不断产生学习物理的动力，使学生创新能力在这一过程中得到進一步的培养。
总而言之，自制教具实验改进，不仅对学生渗透了：“没有教师的创新，哪有学生来创新”的意识，更重要的是在自制教具实验改进的运用（包括学生小制作、小发明、小实验）中，给学生营造了一个有利于创新素质培养的环境，注重学生个性发展，引导学生不断自我完善，因为学生头脑不是要被填满的容器，而是一支需要被点燃的火把。自制教具实验改进的目的就是要使这个火把在良好的环境中“星星之火，燎原大地”，学生物理学习的兴趣得到激发和保持，创新能力得到提高。在这样的环境中，注定了学生未来发展是良好的！
参考文献
[1] 胡明，杨国金.物理课程标准教师读本.武汉：华中师范大学出版社，2002
[2] 全日制义务教育物理课程标准（实验稿）.北京：北京师范大学出版社，2001
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收稿日期：2014-03-011
关键词：自制教具； 改进； 兴趣； 创新
物理学是一门以实验为基础的学科，由于实验的特殊魅力，在激发和保持学生物理学习兴趣方面有着得天独厚的优势。教学实践证明：当学生对某一门学科的学习产生浓厚的兴趣时，他们的大脑就容易形成兴奋中心，他们就会积极主动而且心情愉快地学习，去构筑自己的知识结构，观察仔细，思维活跃，记忆效果好，努力提高学习成绩。相反，学生对某一学科产生厌学情绪，主要原因对他学习的过程和所学的内容没有产生兴趣，他总感觉是在被迫去做别人要求他做的事情——强制性学习，将会扼杀学生探索真理的欲望。
然而，要使学生对学习有浓厚的兴趣和求知欲望，有赖于教师运用高超的教学艺术和自制教具改进实验来激发和培养。全国特级教师于漪曾经这样说：如果你一堂课上得使学生学有所得，学有兴趣，学得生动活泼与愉快，那么你就是要他不要学，他也是欲罢不能。可见，兴趣是启动学习车轮的强大动力，是燃起学生自主学习的导火索，是学生进行主动探索的基本前提。笔者在初中物理教学中灵活地运用自制教具改进实验，不仅使学生的动手能力得到提高，更重要的是使每个学生在物理课堂里尝试成功，感受快乐，挖掘自身潜能，主动学习，自主发展，引导学生走最佳发展方向，达到其所能达到的最高人生巅峰，从而激发和保持学生物理学习兴趣，使学生真正成为学习的主人。
一、在引入新课教学中运用自制教具改进实验来巧设悬念，引起学生思维冲突。
根据初中学生好奇心的特点，自制教具改进实验在引入新课时，创新问题情境，巧设悬念，引起思维冲突，激发学生物理学习的兴趣，更重要的是培养了学生的创新意识。 如利用自制的空箱变物的魔术箱，进行小魔术表演：创新问题情境，激发学生探究欲望。如图1，自制一个空箱，把一块平面镜以45°角斜插入箱中，如图2为截面图，从A端向1看，由于平面镜的作用，看似一空箱，在2处预先放一课本（或其它物体），上课时让学生从A端观察1，发现是空箱。从顶端往2处放入一张白纸，学生再观察，发现空箱中没有白纸，感到惊奇，教师用布盖住箱子，再掀开，把预先放入的课本拿出，学生感到惊讶。通过魔术表演，将学生带到创设的问题情景中，激发学生学习兴趣，从而引入平面镜的教学。
此外，如图3、图4所示，探究决定电阻大小因素的示教板，突破教学难点十分明显。
如图5所示为灯泡在实际电压下灯泡的亮暗的实验演示，从而引入测小灯泡的电功率的实验教学。
图6、图7模拟钉床实验、双手壓鸡蛋实验、会自动上斜坡的月饼盒实验比赛引入压强的教学。此外，还有“听话的水流”和“火烧不断的棉线”等实验引入新课。这样，好的开始是成功的一半，从而达到课堂的“高效”。
二、自制教具实验改进使学生活动成功感和自信心，长久保持学习物理兴趣。
《物理新课程标准教师读本》认为：“如何保护和发展学习兴趣，最好的办法不是用屡次考试失败来扼杀，而是在引导组织学生认识自然的过程中，在解决问题的过程中让学生获得成功的满足感，让学生产生全身心的兴奋，从问题走向成功，从成功走向新的成功！”实践出真知，实践长才干，在动手实验中，让学生体验成功，得到赏识，尝试快乐。故用自制教具改进实验来尽可能把演示实验改为分组实验，甚至增加分组实验，如图8—13，把液体内部压强的特点演示实验改为分组实验：
图8实验不仅说明液体内部向各个方向都有压强，同深度处压强相同，还说明浮力产生的原因：向上、向下的压力差。图9、图10实验演示：（魔术表演）“听话的水流”，证明大气压的存在。
此外，用一个空矿泉水瓶，装入约10滴酒精，分组实验探究（拧动矿泉水瓶即可）：1、物体对外做功，内能减小（出现烟雾约10秒钟，效果明显）；2、对物体做功，内能增加（烟雾马上消失），如图14所示。还可以自制教具改进实验，增加分组实验探究来突破教学重难点。如图15所示，不仅探究不同物质吸热能力（本领）强弱，同时还增加了探究不同物质放热能力本领强弱，代替课本P131实验存在的缺陷。
本自制教具改进优点：
1、将两个分体实验合为一体，方便观察记录比较，避免原来实验安装的繁杂操作，节省时间，操作简单，取材方便，不用酒精灯加热，节约资源，还环保、安全。
2、不用酒精灯加热，改为“热水浴法”，同时加热（同一热源），可保证两只试管里水和煤油（酒精）吸收热量相等。并用“冷水浴法”冷却两只试管里的水和煤油（酒精）可保证两只试管的水和煤油（酒精）放出热量相等。
3、本实验用“冷水浴法”来增加“不同物质放热能力（本领）强弱”的实验探究（广大教师基本上不做这个实验），有利于加深学生对比热容概念的理解。两个实验完成只用约6分钟时间，节省时间，提高课堂教学效率。
4、课本中原推荐的两只不同物质是植物油（食用油）和水，两种物质的粘度差异较大，改为煤油（酒精）跟水的粘度很接近，刚开始加热阶段，学生不会观察到反而水比食用油的温度升高得快的现象！
在探究平面镜成像规律中，传统的实验器材是：两支蜡烛，玻璃板。其缺点是：蜡烛在燃烧过程中不断变短，而在像的位置上的蜡烛长度不变，不能很好地说明像和物的大小相等的关系；同时蜡烛在燃烧时产生的有害气体影响了学生的健康。玻璃板成像清晰度不高，不易确定像的位置。改进为：用能变化的红、绿、蓝色LED发光二极管制成小手电筒（如图16）代替蜡烛。
这样的改进创新，尽可能做学生分组实验，是创造的基础和源泉，正符合我国创造教育的先驱陶行知先生提出“行为是老子，思维是儿子，创造是孙子，由行动而发生思想，由思想而产生新价值，这就是创造过程”的新理念，使学生在自制教具改进实验分组操作，激发和保持学生物理学习的兴趣，同时更重要的是培养了学生的实践能力。 三、渗透自制教具改进实验到物理问题教学中，培养学生创新思维能力。
在对初中物理习题、问题教学时，必须重视对学生的学法指导，适当增加自制教具改进实验来强化习题教学，从而培养学生的创新思维，以达到灵活掌握解决问题的科学方法，进一步使学生激发和保持应用物理知识解决问题的学习兴趣，使学生终生受益。因为知识，百科全书可以代替，可是思考出来的新思想、新方案、再实践，却是任何东西代替不了的。古人云：“授之以鱼不如授之以渔。”如：“把“220V 40W”甲灯泡和“220V 25W”的乙灯泡串联后接入家庭电路，哪盏灯的实际功率大？那盏灯最亮？解题前利用自制教具改进实验：串、并联电路示教板如图17所示（这一制作已发表在《物理通报》杂志上）进行实验演示，可用此装置把“220V 40W”甲灯泡和“220V 25W”的乙灯泡串联后和把“220V 40W”甲灯泡和“220V 25W”的乙灯泡并联后四盏灯泡同时接入家庭电路实验演示比较，学生惊奇发现“220V 25W”灯泡最亮，学生思维产生巨大的碰撞，立即纠正了学生的定向思维：“额定功率大的灯泡一定比额定功率小的灯泡亮”错误结论，最后扩展学生发散思维，引导学生分析还得出了新的结论：①灯泡的亮暗决定于它的实际功率，而不是额定功率。②把“220V 40W”甲灯泡和“220V 25W”灯泡串联后接入家庭电路中总实际电功率小于任何一盏灯泡的额定功率。在自制教具改进实验来验证物理问题教学中，尽可能引导鼓励学生大胆猜想，大胆想象，不唯书，不唯师。因为“没有大胆的猜想，就没有伟大的发现”（牛顿），想象力比知识更重要。即使学生提一些不恰当或奇异古怪的问题并没有责怪，“发明千千万万，起点是一问”，“问题是思维的动因，是探究的起点”，反而充分信任和尊重学生，以保护学生质疑问题的兴趣和勇气。如验证大气压存在的“覆杯实验”，学生怀疑：纸片是被水“粘”住的。改进实验如图18所示跟覆杯实验对比，证明纸片未掉下来是大气压作用，彻底排除了学生的怀疑，在引导学生灵活解决问题的基础上，适当增加自制教具改进实验加以验证，降低了问题的难度。这样对学困生给予了关爱和帮助，让他们“跳一跳可以摘到桃子”，对学困生的物理学习兴趣得到重点保护，从而使学生整体创新思维和实践能力得到培养的同时，当然也提高了他们学习书本知识的质量。
四、自制教具改进实验，延伸到课外，培养学生创新能力。
《物理课程标准教师读本》认为：“使用身边随手可得的物品进行实验探究，既可以拉近物理与生活的距离，让学生深切感到科学的真实性，消除科学的秘密感，又可以使学生利用简单的器材进行小发明、小创造，为培养学生的创新意识能力提供很好的场地和条件。因此要引导学生充分利用身边的器材进行实验设计与创新能力。”初中生的智力水平正处于形象思维阶段，他们对看得见、摸得着的实物特别感兴趣。恰当地引导学生亲自动手搞小制作、小发明、小实验，是激发和保持学生物理学习兴趣的行之有效的方法。小制作：如图19“光沿直线传播”实验演示装置，用几个550ml透明矿泉水瓶叠加制成，事先放一些烟雾盖紧，可进行多次演示实验，如图19所示演示效果非常明显。还可以找一个透明矿泉水瓶装满水，再找一个男士（太太）营养液小瓶里装半瓶水，口朝下放入矿泉水瓶里，旋紧瓶盖，就制成了一个浮沉子——自制潜艇上浮、下潜。演示实验“魔术表演”：按瓶身，小瓶下沉或悬浮，松手则小瓶上浮，如图20所示。
此外引导学生小制作有水火箭、伸缩小孔成像装置、潜望镜（图21）、万花筒（图22）、家庭电路示教板（图23）等等。
此外指导学生参加海南省青少年科技创新大赛，共有21件作品获得一、二、三等奖。在海南省“七巧科技”科普系列活动中，获得优秀团体奖。自制教具改进实验延伸到课外，正体现了“从生活走向物理，从物理走向社会”的新课程理念，使学生感到学以致用，学生的努力心理上得到满足，同时在课外尝到成功的喜悦，这样学习的信心倍增，不断产生学习物理的动力，使学生创新能力在这一过程中得到進一步的培养。
总而言之，自制教具实验改进，不仅对学生渗透了：“没有教师的创新，哪有学生来创新”的意识，更重要的是在自制教具实验改进的运用（包括学生小制作、小发明、小实验）中，给学生营造了一个有利于创新素质培养的环境，注重学生个性发展，引导学生不断自我完善，因为学生头脑不是要被填满的容器，而是一支需要被点燃的火把。自制教具实验改进的目的就是要使这个火把在良好的环境中“星星之火，燎原大地”，学生物理学习的兴趣得到激发和保持，创新能力得到提高。在这样的环境中，注定了学生未来发展是良好的！
参考文献
[1] 胡明，杨国金.物理课程标准教师读本.武汉：华中师范大学出版社，2002
[2] 全日制义务教育物理课程标准（实验稿）.北京：北京师范大学出版社，2001
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收稿日期：2014-03-011