做研究型的物理教师研修总结.doc

做研究型的物理教师研修总结 荣昌县永荣中学李之应 内容摘要： 作为理科教师特别是物理教师要坚持自制教具优秀的自制教具就来自于我们的教学过程来自于课堂实践的经验积累来自于一种锲而不舍的追求精神教师在研究教学、研究教材的同时认真研究实验教具和对实验过程的改进积极动手实践将自制教具的研究融入到教学科研的活动中去就能够提高教师的教育教学水平和教育科研能力自制教具是提高教师研究能力的有效途径 关键词：坚持自制教具研究型教师途径 一、坚持自制教具的实践活动 （首先介绍关于自制教具的特点和意义） 1自制教具的内涵及特征 教具：是指具有教学特点能体现教育思想和教学方法的实物模型等直观教学器具以及实验的训练器材涵盖所有应用于教育过程中物化了的仪器和设备自制教具：是指教师和学生自己动手制作的教具它除了具有教具的科学性、教育性、安全性外还具有其自身的独特性 经济性 自制教具包括物品利用和物件代用两个方面其材料来源广泛有工业边角料、日常生活用品、废旧物品等等制作成本低甚至无成本国际上通常把自制教具称之为“无花费”或“廉价”教具 简易性 很早以前逝江大学的朱正元教授就曾经倡导要以“坛坛罐罐当仪器拼拼凑凑做实验”自制教具的制作工艺不复杂制作条件比较简单制作场所不固定“就地取材、因陋就简”是其显著特点在日常生活和教学活动中找到什么材料就用什么材料有什么工具就用什么工具边做边改简易性还表现在自制教具易制作易修改造型不讲究过分地精雕细刻和美观大方只要能够实现教学目的坚固耐用安全稳定即可 教学性 自制教具“贵在实用”具有明确的教学目的传递科学信息传授科学知识接近科学与生活的距离让学生体会科学的性感受科学与社会的紧密联系理解科学在日常生活中的运用自制教具可称为“立体教材”、“实物教材”和“形象教材” 灵活性 自制教具与成品教学仪器相比自制教具更具有灵活性成品教学仪器在一定的时期内具有相对的稳定性新仪器的研制、开发、定型、生产所需过程相对复杂环节多周期较长与教材成在一定的时间差往往落后于教学实际具有滞后性而自制教具能消除这个时间差师生可以根据教学内容和教学实践的要求及时改进或创造适应教育教学需要的教具另外从制作角度看自制教具可以一气呵成也可以停下来修改；从使用角度看它可以在课堂上边讲边做也可以利用课余时间制作其灵活性是成品教学仪器无法比拟的 2自制教具的意义和作用 （1）自制教具是成品教具的必要补充 在长期的物理教学过程中都非常重视对学生观察能力、实验动手能力的培养今天的新课程标准更进一步地强化了实验教学的地位和作用演示实验、分组实验、探究性实验和边学边做的实验等需要大量的仪器和物品如果我们在实现以上的教学过程中全部依赖成品教具显然是不够的这就要求我们自制一定数量的教具补充和完善成品教具的不足再从节约经费的角度考虑教学仪器全部通过购买对大多数学校来说没有必要对农村学校、贫困地区学校来说更难以承受对于义务教育阶段学校经费紧张是不争的事实既然教具能够自制我们就应当大量提倡 （2）自制教具可以改善成品教具的不足 在课程改革之前学校装备的教学仪器主要是为验证性实验、演示性实验服务这些教学仪器大部分能够适应新课程改革所倡导的探究性实验和分组实验小部分教学仪器需要加以改进取其所长另行开发新用途还有少数教学仪器存在某些缺陷和不足之处需要我们对它进行改进和完善无论是改进还是完善原有的教学仪器都是为了提高这部分仪器的利用率都是对成品教具的补充 （3）自制教具发挥着成品教具不能代替的作用 成品教具都有保证“知识和技能”教学得以实现的教育功能但自制教具增加了动手的过程和环节它还具有培养学生情感、态度、价值观的教育功能自制教具对促进学生智力和非智力因素发展增强学生心理素质培养学生科学素养等方面所发挥的作用所以说自制教具有着成品教具所不具备和不能代替的作用 3自制教具的实施过程 谈到自制教具教师们总感到有些犯难有的教师不知道从何下手不知道去选择什么样的内容不知道该做成什么样的教具不知道该怎样去选择和积累材料等等其实我的体会是：优秀的自制教具就来自于我们的教学过程来自于课堂实践的经验积累来自于一种弁而不舍的追求精神下面我将具体地来讲讲实施自制教具的过程和要求 （1）实施自制教具内容的来源 自制教具内容来源于备课中 我们在备课时必然要涉及到备实验如教材上的演示实验你不仅要了解学校实验室有不有这样的实验器材而且要亲自操作使用考察其效果是否良好如果没有这项器材你就可以考虑是否可以制作这样一套相应的实验器材来弥补这项教具如果有这项教具但效果不好使用操作也不方便你就可以考虑是否可以对它进行改进比如说讲游标卡尺的内容游标卡尺的精度一般常用的有0.1毫米、0.02毫米和0.05毫米这样几种规格实验室的演示游标卡尺又只有0.1毫米的模型教具没有0.02毫米和0.05毫米的演示游标卡尺模型教具于是我们在讲精度为0.02毫米和0.05毫米的游标卡尺的原理和读数时发现一些学生总感到费解和吃力学生掌握不牢固后来我们就想办法自制了精度为0.02毫米和0.05毫米的演示游标卡尺模型为了方便我们还自制了一个同时可以完成精度为0.1毫米、0.02毫米和0.05毫米的多功能演示游标卡尺模型的教具填补了学校实验室中这项教具的空白（展示自制游标卡尺模型实物图） 又比如在80年代初期我们使用的高中物理教材在讲全电路欧姆定律的内容时为了能让学生直接观察到电池的内电压当时的教参书上是这样介绍的将稀硫酸（密度为1.28）盛入水槽内在水槽内尽可能远的相对位置放入一对铅、锌板作电极靠近两极板内侧放入探针（探针最好选用铂金丝）就可以测出电源的内电压来我们就按照这一要求来做这个实验我们好不容易在化学实验室找来了铂金丝经过多次实验几乎都观察不出来内电压当时使用的演示电表灵敏度低量程大其效果更差我们通过反复分析觉得把液体盛在一个水槽内两极板间的面积相当大其内电阻将非常小内电压降自然就小了我们用普通的演示电表是不好观察到内电压的找到问题后我们就设想将稀硫酸液体分别盛入到两只1000毫升的大烧杯中并用“u型”玻璃管将两烧杯中的液体连通再分别在两个烧杯中放入电极和探针闭合外电路时内、外电压读数就非常明显了这项演示实验成功以后我们为了今后使用方便还做了底座连通管也做成了横截面积可以改变大小的闸阀这样就做成了一个可调的高内阻电源为了测量其内、外电压使读数更方便我们还将两只演示电表改装成量程为两伏特的电压表这一自制教具在80年代参加重庆市在沙区进修校举办的自制教具评展我们还得了奖我在这次同时获奖的还有空气柱共鸣测声速等自制教具（展示自制教具的实物图片）后来我们还自制了通电导体在磁场中受力的演示实验；奥斯特实验和环形电流周围的磁场等系列的演示实验满足了教学的需要（展示实物图片） 自制教具内容来源于原有器材的老化、损坏和丢失 有时我们演示教具或学生实验仪器在使用时间长了变老化或者搬运不当时可能不小心损坏和丢失零部件在损坏严重时既不能修复又没有多的器材时我们就可以考虑能否进行自制这一教具例如在讲授机械波的内容中讲到纵波的形成和传播时要用到螺旋弹簧来演示纵波的传播的实验我们学校实验室曾经有一个弹簧波的演示仪器使用时间长了弹簧多处变形并相互缠绕在一起无法恢复和使用于是我们就想来自制一个这样的仪器起初我们用直径为0.5毫米的铁丝在外径为6厘米粗的铁管上密绕数百圈后放入炉火中退火自然冷却后再将它慢慢地从铁管中退下来结果在整理和吊线过程中不小心造成多处变形容易变形的弹簧演示纵波的传播效果自然就不那么理想我们就想找弹性系数大的钢丝来做结果钢丝的绕制过程非常难做不好降服它后来我们发现电阻丝来做这种弹簧是比较理想的材料我们选用直径为0.8毫米的电阻丝在外径为6厘米的铁管上密绕数百圈后将两端扎牢然后放入炉火中烧成暗红色取出来自然冷却仔细地将它从铁管上退下来自然松脱后在各圈之间形成小的间隙这样制作的弹簧既揉软回复弹性也好在装配和实验过程中都不容易疲劳变形和损坏了同时我们还在旁边用废钢锯条做成振动片只要轻轻一按钢锯条就产生一个纵波操作变得非常方便了（展示实物图片）又比如我们在搬迁实验室时搬运工人不慎将玻璃钟罩打碎了这就无法演示声波不能在真空中传播这一实验现象办呢我突然想到为什么不能用一只大的玻璃瓶来带替钟罩呢于是我找来一只大玻璃瓶在一个大的橡胶塞中间打上一个孔安装上抽气阀再在它的旁边穿入两根漆包铜导线里面连接音乐电铃（考虑固体能够传声电铃不能与瓶壁接触处于悬窒空状态）外面连接上电池和开关将橡胶塞把玻璃瓶密封抽气后进行实验比较果然效果还不错（展示实物图片）我曾记得很早以前我们学校物理实验室就有一套光具盘实验教具后来新买了氦氖激光光学演示仪原来的光具盘实验教具就借给兄弟学校几年过后氦氖激光器老化不能使用原来的光具盘实验教具又被借去的学校丢失一时间又没能去购买新的教学需用办呢于是我就考虑到自制一套光学实验教具来满足教学的需要在自制过程中光源我采用投影仪中的卤钨灯做光源250w的灯泡其亮度是可以的我制作了可调节焦距的光源筒散热选用了计算机中的风扇支架选用铝合金材料最难做的是要算多缝的遮光栏、光具刻度盘和各种光学元件不过我以前已经有过用有机玻璃制作光学元件的经验通过较长时间的设计、制作、试验和修改终于完成了一套多功能光学实验演示仪在教学中使用效果很好这套多功能光学实验演示仪于2000年参加重庆市自制教具评展荣获一等奖随后推荐参加全国第五次自制教具评展荣获二等奖（展示实物图片） 自制教具内容来源于教材中的部分演示实验和学生实验所用的器材和实验方法的改进 对于教材中所例举的演示实验装置和我们实验室所购买的相关实验仪器大部分的实验都是比较好的但也有少部分实验方法和装置不大理想不仅操作不方便观察的效果也不明显这就有待于我们去加以改进设计制作较好的实验装置来达到更好的实验效果例如：在讲浸润及毛细现象这部分知识时教材中讲到“在玻璃容器内装上浸润液体液面向上弯曲；装上不浸润液体液面向下弯曲”这一现象如果液体装在圆形的容器里就不便于观察我们就用无色有机玻璃粘接成一个如上图所示的长方体容器并将中间隔成两部分在容器的左面盛上适量的红颜色的水右边盛上水银由于容器截面的宽度做得较窄浸润液体和不浸润液体在两端边沿上升和下降的程度更为显著直接就能让学生观察到上弯月面和下弯月面的实验现象了然后在容器上方加上盖板用蜡封严就可以长期保存和使用了（展示实物图片和图形尺寸）在演示毛细现象时浸润液体在毛细管中上升的现象容易看到但对于水银作为玻璃的不浸润液体在毛细管中下降的现象只有在管口的竖直上方才能观察得到为了提高这一现象的观察效果我们又用无色的有机玻璃粘接成两个如右图所示的楔形容器在容器上口面做上定位孔分别从定位孔中插入三支内径不同的毛细管毛细管应在楔形容器中由大到小从容器的宽处向窄处排列要求各位置上的毛细管的外径略小于该处容器的宽度目的是让毛细管能将它与容器壁处的液体分隔开来这样我们就能在装有水银的容器中观察到水银在毛细管中的下降现象和观察到装有红颜色水的容器中水在毛细管中的上升现象了（展示示例图） 又比如在讲授静电学的知识时静电学方面的实验在我们南方常常因气候潮湿不容易做成功在这里你就要注意到静电实验中“压高量少”的特点来对它进行研究“压高”是指的电压高“量少”是指的电荷量少这就要在实验中考虑绝缘问题和尽量减少电荷跟空气中的离子中和的问题同时还要想办法将实验装置设计得更加优化合理才能将实验做得圆满成功静电仪器使用一段时间后受到汗渍灰尘污染塑料绝缘性能将下降金属构件的边沿出现毛剌容易在空气中放电我们对这些仪器要不定期地做相应的处理和改造在讲电荷的性质时要演示电荷间的相互作用教材上的装置是在铁架台上用线连接一挂勾实验过程中将玻璃棒放在挂勾上若按照书上的装置去做当玻璃棒受力稍有转动时吊线就会产生一个相反方向的扭力矩阻止玻璃棒的转动不能明显地看到排斥现象因此要做好这个实验关键就是要改进这个装置尽量减小扭力矩我对这个实验做了这样的改进用一块较薄的有机玻璃板加工成一个半圆形的框架在支承座上装上一枚钢针做为转轴钢针上面托起半圆形框架让半圆形框架在钢针上面自由的转动让原来的连接变为了点接触排除了扭力矩这个装置已经做了20多年了最近才维修了一下仍然好用我今天带来了就给大家现场演示一下（现场操作同时讲解注意事项和要领）我还做了起电盘来做静电实验效果也非常好 在学生分组实验中有的实验器材、实验操作过程甚至实验原理也有值得研究的地方 例如在高中物理研究平抛物体运动的实验这个实验是力学中一个很重要的实验同时也是一个很难操作的学生实验最早的全国统编教材对该实验的装置要求是将平抛实验器卡在桌子边缘在桌子旁边竖直地立一块木板木板上面铺上白纸采用铅笔和小球在空中相碰的描点方法后来又改成用有孔的纸卡代替铅笔的描点方法现在人教版出版的试用修订本必修课本中又改成用铅笔试碰法找小球经过的位置实验装置如上图所示（展示示例图片） 现在的教材与以前教材不同的是将白纸更换成了坐标纸教参上讲这样做的目的是：坐标纸代替白纸有利于测量和分析实验数据；用铅笔试碰法是为了加强学生观察和动手的训练 以上的方法都存在较多的问题给学生的实验操作带来困难第一是先不知道铅笔或纸卡放在什么地方才合适学生经过多次重复操作都还找不到一个恰当的点子因为实验时一般都是两人一组互相配合木板不会做得足够长只能将它放在倒放的凳子上面让其中的一个同学稳住另一位同学寻找点迹和掉在地上的小球当第一次失败后等他找回小球做下一次实验时又不知道铅笔或纸卡该放到什么地方才合适了第二是仪器的前面用卡子固定在桌子下面既不稳固也难保证水平第三是学生都在过道中做实验学生要在地上找球相互拥挤造成竖直木板和仪器的移位增加重新调整位置的麻烦针对这些问题很多同行都提出了改进意见xx年四月份我到成都看了全国第44届教学仪器汇展该实验仪器主要流行的是采用上下移动档球板和复写纸留痕迹的方法来确定小球通过的位置这种形式的仪器这套仪器确实解决了一些问题但它也还存在一些不如人意的地方第一是小球抛出后与档板接触靠档板的弹力挤压小球通过复写纸将痕迹留在白纸上由于它是靠弹力和磨擦力使小球减速到停止结果在白纸上留下一系列的“v”字形痕迹作为小球在档板内减速运动的轨迹当档板越向上移动痕迹越不清晰第二是学生在用力上、下移动档板的过程中难免将仪器移位使水平状态发生变化我通过潜心研究已在十年前就研究自制出了新的平抛运动实验仪通过自制加工出24套这种仪器分别在各个年级中进行了试用效果很好 现将该装置介绍如下：与记录面板为一整体底座下面又有接球盒每仪器装置如图二所示：它主要由档球板1、轨道2、钢球3、重锤线4、记录面板5、白纸6、记录窗7、底座和接球槽8调节螺母9等部件组成 学生实验时将仪器摆放在实验桌上小球放到轨道的水平段先调节底座下前面的两颗螺钉使小球在轨道上不左右滚动时表明轨道前段已保持水平然后在面板上铺上一张白纸以下面底板为准上面多余的白纸沿面板上边缘折向后面并用两个文件夹固定用三角板和铅笔将重锤线的方向和小球离开槽口的“o”点投影到记录用的白纸上（注意：o点的位置不在槽口位置而应上移到槽口上方球心的位置）在白纸上面放上记录窗由于面板是用铁板做成记录窗是带有磁性的所以它能在白纸上面被任意移动或停止实验时将记录窗由上向下逐步移动每当小球停在档板位置释放一次小球就通过记录窗掉在底座的接球盒内然后用三角板和铅笔把记录窗中显示小球通过的位置投影在白纸上用手恢复一下记录窗后再将记录窗向下移动一个位置重复上面的实验过程做第二次第三次直到记录窗移到底座的右下方为止拿去记录窗取下白纸以o点为原点画出竖直向下的y轴和水平向右的x轴根据白纸上记录下小球的一系列位置用平滑的曲线画出小球做平抛运动的轨迹然后测量和分析实验数据 仪器的主要特点： 第仪器简洁规范安装调试方便 第二节约易耗材料不用复写纸只用一张白纸也可以采用坐标纸从培养学生能力的角度考虑最好用白纸让学生自己去建立坐标 第三采用记录窗这种新的记录方法后每次小球通过的位置能准确地记录下来每一点仅抛次 第四由于采用磁吸附式记录窗轨道与记录面板为一整体底座下面又有接球盒每一位学生都能单独操作完成实验 该仪器通过反复试用教师感到轻松多了能够方便地在教室内辅导学生课堂教学秩序好学生们都能在课堂内完成实验和实验报告实验的基本要求和教材要求一样实验过程中同样加强了对学生观察和动手能力的训练 又比如：原高中物理第三册中的学生实验碰撞中的动量守恒(目前编排在试验本必修第一册中)这也是一个十分重要的力学实验同时也是一个被大家公认的学生特别难操作的实验实验结果的误差大实验所用的消耗材料多由于实验误差过大就不能有效地说明问题甚至使学生对动量守恒定律产生怀疑该实验在教材中要求的实验装置如右图所示这套实验装置结构简单原理直观但是用这套装置进行实验却存在以下一些问题 a、仪器不易调节准确由于仪器采用卡子将前端固定在桌子的边缘前面用力过大后面将会向上跷前面用力过小仪器又会晃动给水平调节带来困难该实验要求入射球m1与被碰球m2发生对心正碰才能保证碰撞前后总动量守恒所以在调节仪器时要调整斜槽轨道的水平段水平支承被碰球m2的支球柱顶端高度应调至合适位置确保两球碰撞时等高同时要调整支球柱的轴线与斜槽水平轨道的中心线应在同一竖直平面内以上调节偏差过大就无法保证对心正碰也就无法保证两球落地点的准确而造成较大的误差 b、被碰球安放困难因为仪器的支球柱的重心位置高处于不稳定的翻倒状态支球柱的直径又很小如果支球柱柱口加工不精细要将被碰球成功地安放在靶球柱的顶端是很不容易的有的学生重复几次或几十次都还难成功一次我们还发现有时入射球还没运动到被碰点由于仪器的抖动被碰球随同支球柱已开始翻倒由此造成的实验误差就更大了 c、记录小球的落点位置的方法不理想在记录小球的落点位置按书中的要求是用一张较长的白纸铺在地上白纸上面再铺上三张复写纸通过复写纸将小球落点的痕迹留在白纸上其缺点之一是消耗材料用得较多缺点之二是小球落地后将反复跳动造成多处重复点迹缺点之三是落点的中心位置不好确定学生操作的随意性较大造成实验误差增大 d、在实验过程中教师对学生的课堂辅导困难由于该实验的记录完全在地上进行实验时所有过道下面都铺上了记录的白纸小球满教室跑找球的学生拥挤不通教师更无法到下面去进行个别辅导课堂教学秩序混乱 为了克服上述缺点我们对该实验仪器和实验记录方法等进行了比较系统的改进改进后的实验仪器如右图所示它主要由仪器的档板1斜槽轨道2水平调节螺母3支球柱4重锤线5记录纸带6记录窗7仪器底座及接球盒8等构成仪器改进的主要部分是增加了仪器的底座和接球盒底座通过特殊处理后稳度较大接球盒内有减振装置小球落点有记录窗装置对支球柱口增加了一段较薄的铜导管另外还增设了重锤线的调节孔 对实验器材安装的改进原实验仪器是让学生将它固定在桌子的边缘后再进行其它方面的调节改进后的斜槽轨道是被牢固地固定在底座的支柱上学生只需要将仪器在桌上放置平衡然后对轨道的水平以及支球柱高低位置进行检查必要时做适当调节即可将一条50厘米长2厘米宽的纸带安装在记录窗的后面就完成了实验仪器的安装调整 对小球落点记录的改进原实验对小球的落点位置是在教室内的地板上铺垫白纸和复写纸进行记录的改进后对小球落点是用记录窗来实现的每当小球抛射一次或碰撞一次记录窗就将各球的落点位置准确地显示出来然后用三角板和铅笔将各位置投影到纸带上用手将记录窗恢复以后又可以重复做第二次实验对落点记录方法的改进它不仅可以节约大量的白纸复写纸等消耗材料(实验中可以采用做运动学实验的一段记录纸带)而且对同一实验不需要重复十几次做3到4次观察落点位置都无大的变化就可以确认了 对记录数据处理的改进原实验中要求做完实验后去掉复写纸选择小球落点痕迹较多的地方用圆规做一个圆尽可能将大多数的点子圈在圆内这时圆心就作为小球的落点位置再从o点量到落点的距离作为小球的动量尺度其结果往往是得到的几处落点都不在同一直线上有的偏离甚远改进后的数据处理变得非常方便由于重锤确定的o点和各次小球的落点都是通过垂直投影到记录的纸带上实验完后取下纸带考察确定几次小球落点投影的平均位置然后用直尺从o点开始量出到各点的动量尺度这时o点和各处小球的落点都被矫正到同一条直线上了其余的分析处理方法与教材要求相同 对支球柱的改进在那些无法放稳小球的支球柱上端加上一段铜套铜套的边缘薄且整齐内空面积被适当增大这样要放小球就变得容易了同时提高了稳定性 改进后的仪器通过加工自制了24套分别在各个年级中应用实验效果很好学生在一节课中能比较轻松地完成了实验而是每个同学都单独完成了实验因为改进后的仪器一个人就能独立操作这一仪器改进成功后它将这个最难做的学生实验变得易做实验误差变得更小后来我又对这两个实验进行了重新设计将两个实验组合在一套仪器上使用、保管更加方便仪器装置如下图所示 1.电磁铁2.铝合金斜槽轨道3.斜槽、轨道末端水平调节螺旋4.“o”点指示器5.实验小球6.支球柱7.重锤8.记录面板9.记录窗10.底座11.接球槽12.底座水平调节螺旋13.电源按钮（电池盒在背板上）14.记录小球落点位置的纸带15.记录小球做平抛时的坐标纸 仪器的不同特点： a在平抛、两个实验中都采用电磁铁来断电释放小球保证了小球在重复释放过程中的初始高度一致小球达到槽口末端的初速度一致减少了采用其它方法释放小球过程中带来的偶然因素 b仪器中设计了接球槽在槽内放置了减振物质当小球落入后能很快静止保证了小球下落后不再反复弹跳而出现一些干扰点迹 c在斜槽轨道出口下方增加了一块小磁铁目的是能将支柱恰好能竖直停靠在斜槽的出口处 d仪器设计规范两个实验一套仪器节省材料 这套仪器于XX年参加重庆市自制教具评展荣获一等奖参加全国第六届自制教具评展荣获三等奖（播放该仪器的操作录像） 我们对教材中其它一些学生分组实验也进行过改进例如：对验证机械能守恒定律实验装置的改进；对用单摆测重力加速度中的单摆实验装置的改进；对测玻璃的折射率实验中的材料的改进；对学生用的光具座的改进等这里就不一一介绍了（展示部分实物图片） 自制教具内容来源于对知识规律的总结和习题的讲解 我们在教学中经常对知识进行归纳总结其特征和变化规律时也常借助教具来帮助学生理解和记忆比如：我们在讲力的平行四边形法则时总结合力的大小随两个分力之间的夹角增大而变小的规律时我们就自制了力的平形四边形法则演示仪（展示实物图片） 我们在教学中还发现对某些习题的分析、讲解过程中学生总是不易理解我们尝试着习题类型自制一些模型、教具来再现其过程结果通过模型或教具的演示问题就很清楚了学生也容易理解并记得牢靠例如：在讲用力的矢量三角形法则解题时学生不容易理解我们就动手做了一个矢量三角形法则演示器教具在教学中应用取得了很好的效果如右图所示（展示实物图片）又比如在讲授圆周运动知识的应用时习题中有关于求解汽车通过拱形桥顶端时对拱桥顶部的压力以及滑雪运动员滑到凹形的坡底时滑雪者受到的支持力等类型的习题为了进一步地帮助学生分析向心力的来源和解决这些习题的办法我们设计了运动小球对圆弧形轨道压力实验的演示仪器该仪器能通过测力计的读数显示来比较出小球通过轨道的凸部最高点时对轨道的压力小于小球的重力同理也可以用它来比较出小球通过轨道的凹部的最低点时对轨道的压力大于小球的重力该仪器也曾经在重庆市自制教具评展获奖（展示实物图片） 自制教具内容来源于教材的变化和对现有知识的拓展近年来随着教学改革的不断深入中学物理教材也经历了从80年代的统编本改成甲种本、乙种本后来又过渡到必修加选修本随后又改成试验本和试验修定本到xx年又再次审查通过了全日制普通高级中学教科书（必修）和（必修加选修）的物理教材总之随着教材的变化课本中部分演示实验和学生实验随之做了相应的增减当新教材来了的时候教材中新增加的实验内容有的就还没来得及生产出相应的实验教具和实验仪器来就是有厂家生产出了新仪器在教学需要时学校不一定就去即时买了回来在这时我们就要考虑能够自制的教具就应该想办法自制教具来保证教学的需要例如：我们现在用的高中物理教材在讲运动的合成和分解这部分内容中就增加了运动的合成的演示实验在我们讲这部分内容时就没有这种演示器材于是我们就按照教材的要求自制了运动的合成演示实验装置在制作时我们又对书中实验的装置和操作做了改进我们将在玻璃管中上浮的蜡烛改成了用橡木做的暖水瓶塞来加工成小圆柱体为什么要用橡木呢一是它的密度小二是能在它的下端用铁钉牢固地固定上一圈铁皮（蜡烛显然是不好办的）便于在玻璃管外面能用磁铁将小圆柱体吸引到玻璃管的下端停留（省去了书中每次实验时将玻璃管倒置让蜡块浮到顶端再倒回来的操作过程）实验时当玻璃管开始向右运动时磁铁才释放小圆柱体让它开始向上运动自制的教具比教材中讲的装置在使用中操作起来更加方便、直观重复性好更经久耐用（展示其自制教具的实物图片） 又比如说：这套教材的学生实验增加了探究弹力和弹簧伸长的关系；用油膜法估测分子的大小；描绘小灯泡的伏安特性曲线；用多用电表探索黑箱内的电学元件和传感器的简单应用等系列的实验教材开始在用了对于这此实验器材一时买不到办呢还是那句话能自制的就想办法自制例如自己动手绕制实验用的弹簧用电阻、电容、二极管、电源等电子元件自制电学黑箱用光敏电阻、热敏电阻、继电器和电子元件组成传感器的工作电路等等通过努力就将这些学生实验开设起来了保证了教学的需要 在物理教学过程中对学习成绩较好的班级讲完教材上的基本要求外适当地对一些相关知识拓宽加深也是必要的我们在讲授这方面的知识时能配合适当的教具进行演示就会达到费时少效果好的目的例如：在讲运动的合成和分解的知识中讲完平抛运动后可以增加一些斜抛运动的知识于是我们在配合这部分知识教学时就自制了射程演示仪在演示实验的过程中可以让学生观察到当抛射角跟水平方向的夹角为零时是平抛当抛射角大于零度小于九十度时为斜上抛等于九十度时为竖直上抛在这一变化过程中抛射角在三十度和六十度时射程相同45度射程最远（展示实物图片）又比如：在讲述电场线时电场线在学生头脑中始终只是一个平面分布图形于是我们就做了一个实验装置来演示电场线的空中分布的物理图景实验装置是用一只烧瓶在里面装入蓖麻油将头发剪成小段放入油里搅匀再放入一只金属小球金属球用金属丝与外界连接实验时用感应起电机的集电杆与金属丝连接电场线的空间分布图景就显现出来了（展示实物图片）以上例举这些实验能让学生印象深刻知识易于掌握 （2）实施自制教具过程中材料的来源 因地制宜就地取材是自制教具材料的重要来源农村、家庭、工厂、市场、校园里为获取自制教具的材料提供了得天独厚的优越条件我们可以充分发挥自身的区域优势组织学生收集家庭、学校装修的各种材料的边角余料和生活中的许多废弃物品结合教学实际大胆创意精心设计制作出适用、好用、耐用的教具来 利用废弃纸盒制作教具举例如下 用装皮鞋的纸盒制作绝对黑体实验盒方法是取鞋盒一个将其外表面涂黑在盒子的正面中央处开一个小孔（直径在35cm左右）即成实验时盖上盒盖并将小孔（空洞）对着学生可看到鞋盒的空洞处比鞋盒表面的黑色还要黑将鞋盒小孔（空洞）靠近学生的眼睛请他向里观察结果观察到的还是一片漆黑这时将鞋盒打开可见到的内腔是白色的说明只要孔洞不是很大即使内腔是白色的也不影响孔洞处“绝对黑”的性质这是因为当电磁辐射进入孔洞后它们在空洞内部经多次反射后被吸收干净这就是绝对黑体观察实验（展示实物图片） 用装牙膏的纸盒制作物体的重心和稳度演示实验器材制作方法：找一个装牙膏的纸盒（其它较大一些的长方型的纸盒更好可以提高观察的可见度）在纸盒里面的一端找一块石头或铁块用胶水或细线固定好还原纸盒就做好了演示时将纸盒横放在桌子边缘让有重物的一端放在桌内慢慢把纸盒向桌子外面推移学生观察到纸盒的80%都移在桌外了纸盒仍然没有掉下去引起学生好奇和思考再将纸盒竖立起来当重物在下时让纸盒偏离支承面时都不会翻倒说明重心位置低不容易翻倒反过来放置时重心位置升高容易翻倒（展示实物图片） 用装牛奶的纸盒制作纸锅演示纸“锅”烧水制作方法：找一只喝完牛奶的空纸盒横向放置插过吸管的小孔向上（可以多装水）然后将纸盒的上平面用小剪刀剪去并留足边缘（保持纸锅的结实性能）把里面剩余奶液洗涤干净后纸“锅”就做成了实验时在“纸”锅内加入适量的水放在铁架台的载物圈上下面点燃酒精灯给纸锅加热直到沸腾而纸“锅”却完好无损还可以反复多次使用（展示实物图片） 利用纸盒、纸圆筒还可以做望远镜、显微镜、万花筒、小孔成像、螺旋测微器模型等等这里就不一一列举了在日常生活中炙手可得的纸盒纸片都是自制教具的材料来源途径之一（展示实物图片） 利用塑料饮料瓶制作教具举例如下 用饮料瓶做气体的热胀冷缩实验制作方法：找一只饮料瓶将饮料瓶盖扎一小孔插入一段玻璃导管（导管与瓶盖处用密封胶密封不漏气）再将一只小气球系在玻璃管上把瓶盖旋紧在饮料瓶上实验时将饮料瓶放入热水中可以看到气球慢慢地鼓起来了说明空气受热体积膨胀接着再把饮料瓶放入冷水中气球又瘪了说明空气受冷体积收缩 用饮料瓶制作演示液体的压强与深度变化的实验制作方法：取一只饮料瓶在饮料瓶的外壁高低不同位置上竖着扎上三个小孔即成实验时在瓶内装满清水水便从三个小孔中喷出越在下面的小孔中喷出的水喷得越远说明液体随着深度增加压强增大 用饮料瓶制作动力反冲实验制作方法：取一只饮料瓶在瓶子的底部侧壁上同一高度处斜着扎上6个小孔在瓶颈处对称扎上两个小孔用细线从孔中穿过将饮料瓶吊起来实验时在瓶内装满水这时水从下面6个小孔中沿斜着的方向喷出而饮料瓶却沿着喷水的反方向旋转让学生观察到了动力反冲现象（展示实物图片） 我们利用日常生活中丢弃的矿泉水瓶子、饮料瓶、装各种食品、化妆品的塑料瓶、塑料管等等都可以成为自制教具的材料比如我们用饮料瓶制作水火箭射程演示器的贮水容器物体的浮沉条件演示器学生实验用的盛水杯塑料洗瓶固体试剂的添加漏斗实验用冰的结冰容器（玻璃制品容易破裂）等等只要我们留心观察、思考、总结肯定会发现塑料瓶的更多妙用 工厂里生产产品后的金属废料、有机玻璃边角料房屋装修后剩余的铝合金、塑料板、层板等各种边角余料都可以成为自制教具的上等材料只要我们平时多留心观察、收集用时就能派上用场有时在一边收集材料时就一边蒙发了制作新教具的构思所以我们要在平时养成习惯勤动手勤思考因地制宜就地取材自制出适合自己教学特点的各种教具这些直观的、简易的教具会成为帮助学生学习知识过程中不可替代的东西 （3）自制教具要有一种长期坚持的精神 我们作为中学的物理教师应该把自制教具的工作作为自己备课和教学研究中的一项长期任务来坚持如果一个教师偶尔自制一两件教具也不算难事但长期坚持自制教具并在学生中组织自制教具活动就难了要研制出更好更加优秀的教具就更难这项工作不仅要深入钻研教材；研究现有实验仪器的特点以及在使用过程中存在的缺点和问题确定自己的设计和改进方案而且要解决材料问题加工的技术问题等等为了解决这些问题你就会牺牲自己更多的休息时间你要利用星期天节假日到市场到工厂找材料学习加工技术有时为了制作一件教具还要经过反复试验才能成功有的教具在制作过程要涉及到加工的工具材料的选择加工技术等多重困难需要你去想办法解决比如在以前我校的物理实验室器材配备少光学实验器材不足只能准备到12组学生实验只能45人一组进行实验一堂课下来有的同学连仪器都没有摸着他们就希望有更多的器材来提供实验的机会于是我就想能不能将光具座设计得稍微短一些让每一位同学都能有一套器材给他们提供实验探究的机会呢于是我就大胆的设想将光具座设计成55厘米长然后再配备上各种光学器材不就成了一套能提供给每一位学生独立使用的光学实验学具了我根据这一构想从新设计并制作了数套适合学生操作的中学光学实验学具来在这套光学实验学具中不仅有光具座、透镜还配备了用有机玻璃自制的玻璃砖、三棱镜和单缝衍射和双缝干涉观察片等等学生用它不仅能完成课本中的学生分组实验还能用它来完成一些探索性实验当然要制作这样一批量的实验器材不是一朝一夕就能办到的我在工作之余做了一年多时间为了做光具座上的滑块用的塑料和光学器件用的有机玻璃我就跑了好些工厂才找来适合要求的边角材料在制作工艺上我又多方求教边学边做其中的艰辛是不言而喻的我又是完成的呢靠的就是“坚持”就是对自制教具的热爱和追求后来我这套光学实验学具参加了全国第四届自制教具评展荣获二等奖（展示实物图片） 我的教具做多了学生们在课堂上经常会看到和在实验时用到我的自制教具也激发了一些学生想参与自制教具的热情于是我又利用课余时间组织学生参与自制教具活动例如我组织学生们自制简易天平、温度计、小孔成像、万花筒、望远镜、显微镜、潜望镜、水火箭等等特别是自制水火箭学生们的兴趣非常高还组织了比赛比赛看谁制作的水火箭飞得更高我指导学生们制作的平抛碰撞实验仪于XX年参加重庆市中小学自制教具评展荣获二等奖（展示实物图片） 我在长期的教学和工作中坚持自制教具取得了一定的成绩XX年我被评为了全国自制教具能手自制教具这项工作只靠少数人是不行的我希望广大的教师都能成为自制教具的设计者和制作者怎样才能使自己在自制教具这一领域取得好的成绩呢我的体会是：在教学和生活中要善于观察、思考、发现与实践要养成自觉的职业习惯其方法和途径是：一要用心看见一个生活中的物品就能联想到这个物品能做什么样的实验它有什么特殊的功能是否能够做成教具为教学所用二要手勤及时收集整理生活、工作及身边的自制教具素材包括材料和经验以备使用三是要心巧设计制作过程秉承课改理念除了改进课堂实验解决教学中的重点和难点以外还要蕴涵新时期课程改革的教学理念重视学科间的联系和综合运用培养学生的实践能力和创新精神 二、做研究型的物理教师 1时代需要研究型的教师 随着教学改革的不断深入和新课程标准的实施教师的职责已经开始转变传统的教学活动与研究活动是分离的教师的任务是讲好课本知识认为研究工作是专家的事目前这种状况有所改善已经从教学经验的总结逐步向专业方面努力新的课程改革要求教师实现学生观、教学观、教材观职责的转变要实现这三个方面的转变教师就要成为一个教与学的研究者所以做研究型的教师是时代的需要 （1）物理教学过程需要物理教师进行研究 物理教学理论告诉我们：物理教学必须与科研相结合物理教学如果没有科研做根底是没有观点的教学也是没有灵魂的教学新时期的物理教师不会是仅仅教会几节课而不能搞教学研究的物理教师物理教师教的本质不在教而在如何教会学生“会学”物理教学就其本质而言是物理教师把人类已知的物理科学真理转化为学生的认知同时在传授知识、培养技能的过程中培养学生认识世界的态度、策略、方法要达到这一要求就需要物理教师对物理教学的过程进行研究实践证明：注重开展教学过程研究的物理教师能够不断地解决物理教学中的问题使自己的教学更具有针对性和创造性让自己的教学水平向更高的层次迈进 （2）物理教师角色的转换要求教师必须参与研究 新时期的物理教师的角色已经开始转换新的物理教学理念认为：课程是物理教师、学生、教材、环境四个因素的整合物理教学是一种对话、一种沟通、一种合作共建这样的物理教学所蕴涵的课堂文化有着鲜明的和谐、民主、平等等特色对物理教师而言上课是交往而不是简单地展示结论物理教学应从自身的经验中从社会发展的现实需要中造就出各具特色的人才这就要求物理教师要进行研究：研究现代学生的身心特点学生的学习心理状况和对学生学习方式的评价把握现代学生的内在需要并在此基础上去研究采取有针对性的物理教学方式 （3）随着教学课程的改革物理教材的不断变化需要物理教师进行研究 新的课程改革带来了教育理念、内容、方式、方法等方面的变化新课程倡导一种课程共建文化需要物理教师重新审视物理教学物理教师要随着课程改革的实施逐步地转型这就要求教师以研究者的姿态出现在教学的舞台上 新课程给与了物理教师一定的教材运用的灵活性强调教材只是材料或范例只是师生展开活动的中介与话题为较好地体现课程的时代性、基础性和选择性在结构上和内容的呈现方式上新教材的内容和形式只是按适合各地区一般学生的学习情况来编写只提供了学生学习的基本线索因此物理教师应在把握教材基本理念的基础上根据自己所教学生的知识背景、认知水平、教学环境的许可与限制等因素结合实际情况删减、增补教材内容有创造性地“用好”而不是“教好”物理教材这就需要物理教师不断地拓展自己的知识视野研究物理教学的方法教师要从教材的实施者转变为课程的建设者和开发者要研究教材中些知识与学生生活密切相关些是新、高、尖的新知识涉及到些科学方法培养学生些方面的能力什么教学方式适合学生更好地实现教学目标 2成长为研究型的教师应从以下几点做起 第一是积极参与课题研究重视物理教学过程第二是将自己的感性认识不断地向理性升华重视物理教学理论第三是研究物理教材重视物理教材和相关的实验内容第四是要研究物理知识在生活中的广泛应用关注生活中发生的各种事件和新材料、新技术的发展和应用 前面几点我不用多讲我重点讲一下后面的两点这里我先讲下面几个关注 （1）关注身边的事件善于分析、识别违背科学规律的东西蒙骗人们 在我们的生活中在市场上出现的新的电器产品我们要会用物理知识去解释它的原理和控制过程并能将它们恰当地引入到课堂教学中去让学生感到亲切不神密同时对那些违背自然科学规律的东西要勇于揭穿他们骗人的把戏比如前几年我在街上看到买“节能器”的他们现场在给群众演示很多人看了非常激动排队争相购买它是在用电器工作时将一个所为的日本新技术“高效节能器”插入到插座上电表马上就转得很慢了我就觉得奇怪用电器正常工作就应该消耗掉相应的能量你这么个东西就是让电表转慢了也不能说是节能了啊！这其中一定有诈我将他们的“高效节能器”拿到仔细看了一下就发现了所谓的“高效节能器”不就是一只2微法的电机中的启动电容器他们直接将一张电脑打印的“高效节能器”说明把电容器的标识说明遮盖了来冒充“高效节能器”我当时就揭穿了他们的骗人把戏我说你这个东西插上去最多能提高一点发电机的功率因素会节能呢我说你的插线板的线一定通过改装的你的们“高效节能器”插入后相当于将入电表的火线短接如果不服我们拿到其它的地方去检验他们见我揭穿了底细只好收好东西走人记得还有一次我发现有人在街上买电视机接收器的不要闭路线不接天线插入一个插头之类的东西就能收看电视我也当场就给他们揭穿了还有什么节能灶、节能燃具之类的种类很多普通市民和农民上当的最多我们作为物理教师在讲到相关的物理知识时要用这些事例去教育学生要树立科学的人生观相信真理运用所学的物理知识去分析问题和解决问题 （2）关注新材料、新技术的应用 比如纳米材料的应用“巨磁电阻”效应的应用等等什么叫“巨磁电阻”效应呢就是指一些磁性材料在外加磁场后会引起它的电阻发生巨大的变化特别是在铁、铬相间其距离达到纳米尺度的多层膜电阻中微弱的磁场变化可以导致电阻大小的急剧变化简单地用物理学语言来表述就是指磁性材料的电阻率在外加磁场作用下发生巨大变化的现象就叫做“巨磁电阻”效应这种“巨磁电阻”效应被应用到了电脑硬盘的存储与读取技术中才使得我们今天的计算机硬盘容量达到几十个g甚至上百个g以上“巨磁电阻”效应在传感器中的应用它能使探测器件更加小型化功耗小灵敏度和可靠性高在实验室中使用到的位移传感器、电压、电流传感器在医学临床分析、环境污染监测领域等都有了广泛的应用目前“巨磁电阻”效应在计算机硬盘读取技术中的应用和传感器领域的开发应用也就是我们讲的纳米技术在现实生活中的实际应用的范例我们要把这些知识和高新技术结合到教材中结合到实验教具中使我们的课堂教学变得更加深动更有感染力拓展学生的视野 （3）关注人们的日常生活用品和日新月异的电子产品 我们作为物理教师要经常研究人们在生活中使用的各种家用电器和不断变化的电子产品中应用了那些物理知识的原理研究这些电器用品能否成为教学服务的用具和学生学习的工具例如：前两年我就发现学生中普遍流行“mp3”,当时学生们仅用“mp3”来听歌曲我想“mp3”仅用来听歌曲太浪费资源和学生的学习时间了为什么不可以用来帮助学生学习英语呢于是我就利用休息时间帮助学生们将学习英语方面的课文朗读、课文的听力和课文的词汇制作成“mp3”的播放格式一部分学生就能主动地利用手中的“mp3”来帮助自己学习英语了后来我又将“金盘英语”、“新概念英语”、李阳的“疯狂英语”等录制成“p4”能够支持的格式提供给对英语爱好的同学学习 3自制教具是提高教师研究能力的有效途经 提高教师的研究能力是多方面的在这里我将我们以自制教具为切入点的一个研究课题来谈谈提高教师的研究能力的有效途径 记得是在2000年中旬重庆市教育装备处下达了一些教育装备管理课题我当时就选择了开展自制教具实践活动改进中学物理实验这个课题课题批下来后我就组织我们学校的物理教师组成课题研究小组于2000年11月份开题正式启动课题研究实施过程经历了四个阶段1.筹备阶段：2.实验研究的责任分工和各子课题的实施阶段3.成果形成及实验分析阶段4.课题总结阶段：前后历时三年多时间完成各项研究与实验任务达到了预期的研究目标于xx年9月11日结题该课题于xx年6月荣获重庆市教育装备管理课题二等奖（展示课题材料图片） 4课题的主要成果 （1）构建了自制教具活动的两个运作模式 教师开展自制教具的运作模式：钻研教材确定项目设计方案制作实验审议修改应用总结 学生参与自制教具的动作模式：组织学习制作训练独立创作试验评价 （2）制定出了自制教具的设计原则 教育性原则自制教具要体现正确的教育思想正确的教育目标和教育内容在教法方面要体现启发式教育 科学性原则自制教具要体现科学原理和法则在设计上应有充分的科学根据教具的演示过程正确演示结果可靠能正确反映客观规律要善于利用物理现