引言

新课改要求教师从学生生活实际着手，锻炼学生实践应用能力，确保学生实现知行合一和活学活用。作为一门以实验为基础的课程，物理与学生的生活实际联系较为紧密，教师可以结合学科属性与学生共同制作实验教具，遵循教育性、科学性、启发性、实用性和经济性原则。让学生在手脑并用中深入理解物理知识，全程参与物理演示实验活动，从浅层认知过渡到深层认知，真正成为物理课堂中的主人，尝试灵活利用自制教具独立完成实验任务，从被动接受转向主动探究。

一、自制教具的基本概念

自制教具是指在课内外教学中，教师与学生通过手工加工制作以及非工厂生产的方式制作符合教学要求的教具以及学具，旨在创新、改进及优化物理实验。教师结合实验目标、实验方案及实验内容在“就地取材”的过程中利用生活物品精心设计生活化工具，为实验教学提供便利。相较于规范制作及工厂生产的专业教具，自制教具的成本较低，趣味性、直观性和针对性更强，有助于促使学生深入体验和感悟科学探究的具体过程，开拓学生的视野，丰富学生的学习资源。在自制低产本自制教具时初中物理教师应严格遵循开发原则，理性分析物理演示实验教学的基本要求，精心制作出实用性以及启发性的实验教具，协调和平衡教育性及科学性，将自制教具作为学生的学习支架，辅助学生高效参与演示实验

二、自制低成本教具,提高初中物理演示实验教学有效性的意义

（一）有助于激发学生学习兴趣

自制低成本教具揭开了物理演示实验教学的神秘面纱，课堂教学结构得以优化升级，学生的学习积极性非常足。教师结合物理新课程标准提出的教学要求从培养学生探究精神和学习兴趣着手，理性分析物理学习的合作性、探究性和自主性特征，科学设计物理实验教具，精心创设实验情境，全面拉近学生与物理演示实验的距离，用低成本的自制教具展示趣味奇妙的物理世界。在充满生活气息的物理课堂中学生能够产生耳目一新的学习感受，认真探索物理知识奥秘，灵活利用熟悉的“小物件”学习物理知识，真正意识到物理知识就在身边。

（二）有助于高效传递教学信息

在全面创新演示实验教学模式时，教师主动利用自制教具生动直观地展示物理概念和物理规律，高效传递教学信息，强化学生对物理规律和物理概念的感性认知，促使学生高效学习、快乐学习。相较于现成的实验器材，教师依托生活化素材制作的低成本教具更贴近学生的生活，符合学生的认知习惯，能够唤醒学生的生活印象和记忆，促使学生结合生活经验认真探索物理实验现象^[1]。在自制教具的“加持”下学生不再死记硬背，对物理知识的认知更加直观和生动，整体的课堂教学质量迅速提升，教学容量逐步扩大。教师也能够省时省力，结合演示实验教学计划快速传递教学信息，辅助学生认真学习、大胆探究。

（三）有助于密切师生关系

物理是高中阶段的难点学科，自然科学属性较为明显，初中生的生活经验和逻辑思维能力比较有限，在学习物理时很多学生感觉无从下手，对物理教师比较敬畏，师生之间隔阂较大，教学相长无从谈起。在引入自制教具后这一问题有所缓解，教学经验丰富的物理教师灵活利用低成本的自制教具转变学生的学习方式，全面突出物理实验探究过程，主动与学生交流谈心，和学生共同制作实验教具。整个课堂教学氛围越来越活跃及民主，学生能够亲身经历物理实验学习的具体过程，自觉接受多感官刺激。师生关系逐步拉近，学生能够放下心中的防备主动与教师交流探讨，共同制作物理教具。

三、自制低成本教具,提高初中物理演示实验教学有效性的对策

自制教具的优势较为明显，趣味十足，成本较为低廉，能够直观生动地呈现实验现象，强化学生知识认知并锻炼学生实践动手能力，增强学生的主人翁意识。在物理演示实验教学中教师应灵活利用自制教具指导学生，在开拓学生视野、活跃学生思维的同时强化学生对物理知识的亲身体验度，确保学生重拾物理学习自信心，享受物理实验学习的全过程，实现个性化探究和事半功倍。

（一）创新导入正课内容，激发学生学习热情

演示实验以教师自主操作实验仪器为主导，教师在简单示范的过程中鼓励学生认真分析实验现象，理性思考实验步骤并参与小组讨论。为了提升课堂教学质量，在演示实验时教师应高度重视新课导入，用形式新颖的课堂导入模式激发学生学习热情，确保学生保持强大的内驱力，主动探索物理知识奥秘^[2]。在正式引入新课时教师可以灵活利用自制道具直观生动地呈现深奥难懂的物理原理和物理概念，用具体形象的知识吸引学生眼球，转变学生对物理的固有印象，促使学生深度探索物理奥秘，实现透彻理解和高效记忆。

比如在围绕“流体压强与流速的关系”开展物理演示实验教学活动时，教师可以提前制作“双开门小柜子”，利用这一教具演示“风吹柜门”的物理实验，直接用吹风机在柜门的侧边吹风，其中“柜门”迅速被打开，很多学生非常吃惊，教师可以重复实验，鼓励学生认真观察。在确保学生进入学习状态后，教师可以顺势导入正课内容，科学抛出物理实验问题，如“为什么在打开吹风机后柜门会被吹开呢？”，让学生带着问题深度探索大气压与流速的关系。很多学生注意力非常集中，能够在自制教具的帮助下深度分析实验现象，保持高涨的学习热情和强烈的求知欲。

（二）指导学生自主操作，培养学生探究意识

在演示实验教学中物理教师应尊重学生主体地位，密切关注学生的课内外学习表现，主动颠覆教学传统，不再机械生硬地按照课前预设单向灌输理论知识，而是实现“让教与学”，将课堂打造成学生展示自我的“舞台”，为学生的自主探究铺路。首先，在实验教学中教师应了解学生的认知基础和思维习惯，适当“下放”教学权力，与学生共同制作实验教具，让学生自行操作实验器材，出色完成实验任务，深入理解物理知识并积累丰富的实践经验，形成较强的问题思考能力和解决能力^[3]。其次，教师应关注学生的主观能动性，鼓励学生大胆设想、小心求证，尝试结合之前所学以及生活经验认真制作教具，自主总结物理实验现象并实现理性分析。

比如在引导学生探究“物体压强与流速的关系”时，教师可以提前准备演示实验教具，从学生生活中取材，利用生活材料制作教具，优化设计演示实验方案。比如教师可以设计“漏斗吸乒乓球”实验，与学生一同制作乒乓球及漏斗，和学生一同将漏斗口较大的一方朝下，让学生用手“拖住”乒乓球并将其放在漏斗中，用嘴吹漏斗，提醒学生慢慢放手。很多学生发现，当持续吹气时乒乓球在漏斗中迅速旋转，一旦停止吹气乒乓球就会从漏斗中掉下来。整个演示实验中涉及的实验教具都可以在学生生活中找到，是生活中较为常见的物品。学生能够在自己熟悉的环境中认真学习，保持高涨的学习热情，主动探索物理奥秘并实现个性化总结和理性分析，探究意识越来越强，物理核心素养逐步形成。

（三）直观呈现物理现象，强化学生知识印象

基于自制道具的物理演示实验教学符合新课改的初衷以及物理实验的验证标准，有助于拉近学生与物理知识的距离，强化学生对物理规律的理解，培养学生较强的研究能力和动手能力。教师应扮演引导者的角色，鼓励学生自主利用自制道具深入研究物理现象，全面提升学生的探究兴趣以及实验参与度，确保学生能够在手脑并用中掌握物理学习的基本要领^[4]。在正式授课时，教师首先应做好充分的课前准备工作，引导学生自主制作教具，让学生在动脑思考、动手操作中初步掌握物理演示实验器材的应用技巧和操作方法，提升学生的实验成功率，促使学生从感性认知过渡到理性认知。其次，教师应鼓励学生将自己制作的低成本教具用于演示实验中，给予学生更多的方向指导和技巧点拨，提升学生参与感，增强学生学习热情，鼓励学生将物理演示实验作为验证个人实践动手能力和核心素养的途径，将主要精力和时间放在实验活动中，实现高效学习、快速吸收，逐步习得实验技能。在学生自行制作教具时，教师应认真观察学生的学习表现，及时指出学生的不足，弥补学生思维短板。

比如在开展“小孔成像”演示实验时，教师可以指导学生自主利用简易器材制作实验教具，如电子蜡烛、硬纸板以及燕尾夹，科学设计多元问题，如“为什么使用电子蜡烛而不使用传统蜡烛呢？”，“在小孔成像中，孔的大小与相的形状有什么关系呢？”，用问题指导学生认真思考、大胆探究，学会利用自制教具探索物理原理，认真解释实验现象，逐步构建完善的知识体系和思维框架，以良好的实践动手能力和活跃的逻辑思维深入理解物理知识，留下深刻的知识印象。最后，教师应依托自制教具提升学生的认知高度。自制教具在物理演示实验教学中的应用能够在提升课堂教学质量、增强实验教学效果的同时，调动学生的求知欲，教师可以利用这一特殊教具强化学生对物理概念的理解。大部分物理概念抽象难懂，学生存在认知局限，教师可以将概念融入物理演示实验，用实验直观生动地展现物理概念，依托自制教具提升物理实验教学的情境性以及直观性，确保学生在趣味十足的演示实验环境中认真思考、自由想象。比如在指导学生学习光学知识时，教师可以围绕“光的传播方向”开展演示实验活动，鼓励学生自己制作光路显示器，尝试改造白板平面镜以及激光笔，引导学生在白板上固定平面镜，然后利用激光笔照射平面镜，分析折射出的光线，借助平面镜生动演示光的传播路径，确保学生能够透彻理解“在均匀介质中光沿直线传播”的物理知识。

（四）总结物理知识规律，培养学生科学态度

传统以教师为主角的物理演示实验不仅挫伤了学生的学习热情，还影响了学生对实验现象背后物理知识的理解和认知，学生自主总结物理知识规律的能力不足，缺乏科学态度和求知精神。教师应颠覆教学传统，以提升学生的高阶思维能力为目标，主动回归教学正轨，灵活利用低成本自制教具引导学生深度分析演示实验现象，尝试自主总结学科知识规律，逐步更新知识库并完善构建知识体系^[5]。首先，教师应结合学生的兴趣爱好制作实验教具，调动学生的参与热情，辅助学生自主总结实验规律。这里仍然以“流体压强与流速关系”演示实验为例，教师可以开展“吹不走的乒乓球”演示实验活动，提前准备吹风机以及以及漏斗空瓶和乒乓球，围绕“乒乓球会不会被风吹走”指导学生认真观察实验现象，尝试预测结论。学生注意力非常集中，能够跟随课堂节奏深入分析实验现象并认真总结。教师只需要恰当点拨学生，肯定学生的出色表现，培养学生良好的物理逻辑思维能力和分析判断能力。

其次，教师需要实现先学后教，指导学生自主制作教具，锻炼学生的实践动手能力，加深学生的知识印象，提升学生理解能力，培养学生较强的物理学习能力。大部分的初中物理自制教具所需的材料较为简单，成本低廉，学生能够顺利上手。教师可以鼓励学生自由分组，结合自己对物理基本概念的理解以及演示实验内容认真制作教具，着重培养学生的严谨踏实的求知态度和求真务实的科研精神。确保学生在小组内部通力合作，实现群策群力，以较强的创新思维能力、理解能力及合作互助意识出色完成物理实验学习任务。

结语

综上所述，在初中物理演示实验教学中低成本自制教具扮演着关键性的角色，物理教师应结合学科属性以及学生的实验动手能力与学生共同制作低成本教具，将选择权、主动权交给学生，鼓励学生自主迁移新旧知识，结合生活经验认真制作教具，全身心投入物理演示实验学习，经历物理问题提出、分析和解决的全过程，深入透彻地理解物理知识，实现活学活用和触类旁通。

参考文献

[1] 王业全.让自制教具在初中物理教学中彰显魅力[J].中学物理：初中版, 2010(1):2.

[2] 李世哲.自制教具在初中物理教学中的作用分析[J].才智, 2017(5):1.DOI:10.3969/j.issn.1673-0208.2017.05.113.

[3] 石大椿.自制教具在初中物理演示实验中的应用实践[J].  2021.

[4] 马倩.初中物理演示实验教具的自制和改进研究[D].华中师范大学,2021.

[5] 林乃强.巧用自制教具,提升物理实验教学质量[J].亚太教育, 2020(13):2.DOI:10.12240/j.issn.2095-9214.2020.13.047.

甘肃省教育科学“十四五”规划2024年度一般课题《农村初中物理实验低成本路径研究》GS[2024]GHB0651