巧用自制教具激发学生创新兴趣

来源:用户上传      作者:罗玉林

　　罗玉林，湖南省株洲市田心中学物理教师，中国青少年科技辅导员协会会员，中国发明协会中小学创造教育分会会员，曾获得“全国物理竞赛优秀指导教师”“全国青少年科技创新优秀指导教师”“株洲市优秀科技教师”“株洲市优秀教师”“湖南省优秀教师”等荣誉称号。
　　创新是一个民族进步的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力。当今世界，国际竞争主要体现为创新人才的竞争。而培养创新型科技人才，首先要从教育这个源头抓起，从娃娃抓起。因此，培养学生创新意识和创新能力是落实当前素质教育的重要内容。
　　那么，有没有什么好的方法来激发学生的创新兴趣，从而提高学生的创新能力呢？其实，对于我们物理老师来说，只要抓好实验教学这个课堂主阵地，特别是通过自制教具这种亲身示范作用，往往能收到意想不到的效果。
　　记得我在讲人教版九年级物理第二十章《电与磁》时，我通过自制“隐形笔筒”（利用磁极间的相互作用，笔放进去会自动竖立），导入神奇的磁现象，再通过自制“电磁秋千”“电磁火车”等教具，逐步带学生探索“神奇而有趣”的磁现象。而在后面《电与磁》的教学中，我发现教材中有十多个电磁学实验，每次都要拿着一堆东西进行组装，十分麻烦。于是我想：能否自制一个结构简单、操作简便、可以折叠、方便携带的多功能电磁演示仪呢？我带着这个问题，经过多次尝试，终于制作出了一个演示教具——多功能电磁演示仪。它可以方便、快捷、全方位地演示通电导线在磁场中的运动、电磁感应、通电导线周围存在磁场、磁感图1隐形笔筒线的分布等十多个初中电磁学实验，且实验效果都非常明显。
　　在多年的物理教学中，我十分注重自制教具的开发和利用。对于教材中的实验，我充分利用身边的物品，想尽办法对它进行改进，使实验效果更加明显或更有趣味性。有时，为了学生能够更好地理解物理知识，我充分利用业余时间，自制演示教具，积极拓展和开发实验资源。比如我在讲人教版八年级物理第十一章第4节《机械能及其转化》时，发现学生对能量之间的相互转化的理解并不深刻。而在教材中，演示機械能及其转化时，只讲述了重力势能和动能之间的转化。为了增加学生的感性认识，我将玩具小车进行改进，利用木板、滑轮、橡皮筋等材料，自制了演示教具“能量转化小车”，并用于教学。它可以综合演示重力势能和动能、弹性势能和动能、电能和机械能之间的相互转化，综合性强，趣味性浓，取得了较好的实验效果。后来，我的这个自制教具在市、县青少年科技创新大赛中脱颖而出，被推荐参加第40届湖南省青少年科技创新大赛，并获得了省一等奖的佳绩。在展示现场，由于该教具简单、实用、趣味性浓和综合性强，赢得了评委们的一致好评，也获得了现场学生的青睐。
　　我在自制教具的同时，不断鼓励学生周末在家里积极开展家庭实验活动。每个学期，我都会组织学生开展一次自制教具评比活动，经常收到意想不到的效果，也为每年的青少年科技创新大赛提供了不少的创新作品。
　　比如，在人教版物理九年级第十六章第4节《变阻器》中，有一道习题涉及油量表，但是实验室没有这方面的教具，而在历年的中考题中也经常涉及油量表。为了加深学生对油量表这种常用工具的理解，我利用摩托车修理店废旧的油量表和油浮子，自制了一个油量表，学生很感兴趣。
　　唐海青同学是个爱动脑的男孩。他发现，很多摩托车司机都曾遇到过因为摩托车没有及时加油而带来的苦恼。那么能不能制作一种油量表，既能显示出油箱中的油量，又能显示还能行驶多远的里程呢？有了这种油量表，司机的判断就能由定性判断变成较准确的定量判断，解决司机因中途无油而带来的后顾之忧。于是，他把我自制的油量表进行了改进。他的制作原理是，当油量较充足时，油浮子上浮，电位器电阻变小，电流变大，油量表中的指针向右偏转，表明油量充足;当油量不足时，油量表的指针向左偏转，指针与油量表上方的导线接通，电铃响，红灯亮，发出报警信号。同时，利用压力传感器，根据油量表示数自动显示剩余油量和可行驶距离。该创新作品获得了2017年株洲市青少年科技创新大赛二等奖和第十四届宋庆龄少年儿童发明奖湖南省赛区二等奖。
　　教师的亲自动手示范，学生的留心观察和互相帮助，往往能产生意想不到的效果。
　　比如，李琦洁和罗嘉伟同学的作品《一种光沿直线传播实验的改进》获得了第40届湖南省青少年科技创新大赛创新项目银奖和第十五届宋庆龄少年儿童发明奖铜奖。该作品的灵感来源于李琦洁同学平时留心观察生活。“有一次，我的父亲在更换日光灯管的时候，我拿着手电筒帮助照明。当我父亲换下日光灯管的时候，我赶紧从父亲的手中接过灯管，但是一不小心，我把日光灯管的一端给摔破了。我偶然发现手电筒的光线居然在日光灯管中呈现出一条清晰的光柱，我当时就觉得很好奇：用它能不能演示物理实验中的光沿直线传播实验呢？”李琦洁这样说道。后来，李琦洁在物理老师的指导下，和罗嘉伟同学一起找材料，查资料，做出了这个创新作品。这个装置能够清晰地演示光在同一均匀介质和同一不均匀介质中的传播情况，并能从视觉和听觉（安装了红外报警装置）两个角度来观察判断光是否沿直线传播。这个发明对加深光在同一均匀介质中沿直线传播的理解有一定的帮助，也提高了学生的学习兴趣和动手能力，培养了学生的创新能力。
　　发明创新的过程，有时就是一个改进的过程。对教材中的实验进行改进，使实验效果更加明显或更有趣味性，或者开发出一个多功能教具，都是一种创新。立足课堂，巧用自制教具，不但能加深学生对书本知识的理解，还能培养学生的创新意识和创新实践能力。同时，也有利于引导学生发现生活中各种用品、用具的缺点和不足，进而对其进行改进，最终形成发明创新作品。
　　[本文系湖南省教育科学“十三五”规划课题“农村学校初中生创新实践能力培养的研究”（课题批准号：XJK18BJC023）的阶段性研究成果。]（编辑Seven）
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