摘要：自制教具作为一种实验方式，不仅简单易做，取材方便，能够有效解决实验设备不足或紧张的问题，而且实验现象也相对形象化，能够促进学生对物理实验产生亲切感和真实感，帮助他们了解和掌握物理规律。因此，本文以浮力教学为着眼点，探讨了自制教具在其中的应用。

关键词：自制教具;浮力;实验;教学

　　物理学是一门以实验为基础的学科，在中学物理教学中，浮力一直是学生掌握知识的一個难点，不少学生对于浮力产生的原因也非常难以理解，为此，可以通过自制教具的方式，对教学中涉及到的浮力问题进行演示。
　　一、自制教具在浮力产生的原因中的应用
　　在华师大版八年级（上）中，用了图1的装置来演示浮力产生的原因，具体实验为：将一个圆筒（两端蒙有橡皮膜）放入水中，图1（a）水中橡皮膜凹凸情况相同和图1（b）水中橡皮膜的下表面凹陷的程度比上表面要大，这就说明液体作用在物体上下表面的压力差是浸在液体里的物体受到浮力的原因。但客观说来，这种装置很难在演示过程中将实验结果直观地表现出来，这不仅是因为橡皮膜的凹陷程度难以在水中进行观察，而且其实验过程中橡皮膜的松紧程度也有可能对实验结果产生影响。有鉴于此，在实验过程中，可以通过自制教具的方式，利用可乐瓶来对浮力产生的原因进行演示，如图2所示。这种实验方式不仅简单易做，取材方便，而且实验现象也相对较好，对于促进学生的理解有着明显的帮助。具体操作如下：
　　

     


　　图1                                 图2
　　1、实验装置
　　1个矿泉水瓶、1个乒乓球、1根木棒、1段玻璃管、一根塑料管。其中，矿泉水瓶需要除去底部，玻璃管需两端开口，且一端带橡皮塞。
　　2、实验步骤
　　（1）将矿泉水瓶的瓶盖盖住，从底部注入水之后将乒乓球放入，此时乒乓球会浮在水面上。接着再用木棒将乒乓球按入水中，然后再松开后，乒乓球会上浮。这说明在水平乒乓球会受到浮力的作用。
　　（2）将乒乓球再次放入到水中，并用木棒按在瓶盖处，然后将瓶盖打开，移开木棒，发现乒乓球一直不上浮。这说明，当乒乓球只有上表面受到水向下方的压力时，且下表面没有受到向上的压力时，乒乓球不会上浮。
　　（3）将瓶口用手封住，然后再从底部缓慢注水，这时，乒乓球会随着液面的上升而再次上浮。但由于矿泉水瓶内部空间不大，这一现象并不十分直观。
　　（4）在矿泉水瓶口处接一根玻璃管，并向瓶内注入几滴红墨水。然后将玻璃管口用手封住，并从瓶底缓慢注水，此时，学生可以观察到当瓶内液面逐渐上升到塑料管中，且液面相对持平时，乒乓球才开始上浮。这说明，乒乓球的上下表面均受到了水的压力，且下表面受到的压力更大，从而得出上下两个压力的差就是浮力的结论。
　　3、实验说明
　　（1）之所以在矿泉水瓶口处接一根玻璃管，主要为了增加步骤3中水面上升的时间，从而便于学生对实验现象进行观察。而在矿泉水瓶颈处接一根塑料管，则是为了在步骤3操作的过程中，便于乒乓球下方的空气排出，避免乒乓球受到空气压力而发生提前上浮的现象。此外，以上两装置的增加也可以便于学生观察乒乓球上浮的时间。
　　（2）这一自制教具的优点非常明显，不仅操作简单、取材方便，而且有着很强的亲和力和趣味性，实验现象也比较形象化，容易被学生理解和掌握。实践也证明，通过这样的实验，学生不仅很快被吸引进来，而且对于知识点的掌握程度也有明显的提高。另外，对于学生的创新能力也是一种培养手段。
　　（3）本装置还可以推广用在探究大气压强与气体体积的关系当中。实验需要将玻璃管堵死，保证气体不会被排出。随着水位的不断升高，气体的体积也会随之减小，此时气体压强会逐渐增加，乒乓球会在满足条件后浮起来。
　　二、自制教具在浮力大小的影响因素中的应用
　　1、实验装置
　　3只烧杯（各1000ML），1个乒乓球，2个鸡蛋、2块蜡块，2块石头，若干橡皮泥。
　　2、实验目的
　　学习物理需要不断地对事物的规律进行猜想，但这种猜想并非凭空的想象，而是有针对性地对事实进行猜想。在进行浮力教学时，如果能够借助实验来引导学生对影响浮力大小的因素进行猜想，也会有助于他们理解和掌握这一知识点。
　　3、实验步骤
　　（1）取三只1000ML的大烧杯，分别放入800ML的水、酒精和盐水。然后将乒乓球、蜡块、鸡蛋和石块一起放入到装水的烧杯当中。观察发现，乒乓球与蜡块会浮在水面上，而鸡蛋与石块则沉在水底。
　　（2）将蜡块放入到装酒精的烧杯当中，将鸡蛋和石块放入到装盐水的烧杯当中（盐水的浓度需要足够高）。观察发现，蜡块与石块均沉到烧杯底部，鸡蛋则浮在盐水上方。
　　（3）将班级内的学生分为若干小组，让他们用橡皮泥做成小船，然后将小船放到装水的烧杯当中，引导他们观察什么样的小船可以在浮在水面上的同时，还能放更多的东西。
　　4、实验结果
　　通过教师演示与学生的切身实验，可以归纳出以下几点学生的猜想：（1）液体的密度会影响物体所受浮力的大小;（2）浮力的大小与物体在液体当中的体积有关;（3）浮力的大小与物体的质量有关;（4）浮力的大小与物体的体积有关;（5）浮力的大小与物体的密度有关;（6）浮力的大小与物体的形状有关等。这些猜想都是学生通过自身观察得出的，相对的理解也比较深刻，作为教师，应当对此给予尽可能的鼓励，提升他们的学习兴趣。
　　三、结语
　　总而言之，在物理教学过程中，自制教具所能发挥的作用非常大，其不仅可以激发学生的学习热情，提升学生的学习主动性，培养学生的创新意识，帮助他们深刻认识物理规律，而且还能够有效提高教室和学生的整体素质。但需要明确的是，自制教具在设计和定型过程中，需要经过反复的思考和论证，切不可随意使用不合理的自制教具，以免影响物理实验的结果展现。
　　参考文献：
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　　[2]杨志宏. 自制教具在物理教学中的现实意义[J]. 新课程研究（中旬刊），2010，01：110-111.
　　[3]刘继民. 自制教具在高中物理教学中的作用[J]. 中国教育技术装备，2013，10：147-148.