物理教具创新中提升学生创造力的研究反思

    杨进结

    摘要：文章结合牛顿第二定律演示实验装置的改进，从问题的提出、教具创新的设计思想、方案的实施、仪器改装后的使用、说明与优化等方面，讨论了如何在装置改进中发挥学生的主体作用，从而提升学生的动手能力和创造力。

    关键词：物理教具；创造力；培养策略

    一、引言

    物理是一门以实验为基础的学科，教师上课要做大量的实验，学生要做分组实验，如果做实验出现误差较大，实验现象不明显，便不利于学生总结和发现物理规律。这时教师要有效地以实验为载体，对学生进行启发、诱导，让学生利用所学知识，通过自主、合作、探究学习来解决实验中存在的问题。当然，教师还要创设宽松的心理环境，让学生敢于大胆地提出自己的想法，敢于去完善、创新，这样才能让学生动起来。下面，笔者以牛顿第二定律演示装置的改进为具体案例，谈谈对学生创造力的培养，希望能与同行共同探讨。

    二、探究过程

    1.提出问题

    牛顿第二定律实验采用双层轨道的装置，用此装置做实验有以下几点优势：（1）两辆小车在上下轨道上运动，直观性强，有利于学生观察实验现象；（2）既可定性研究，又可定量研究；（3）操作简单，节省时间。但是，在做实验时有时两辆小车不能同时停下来，小车移动的距离所对应的时间也就不同，还有小车尾部拖有细线也不方便平行摩擦力，那么怎样来优化该实验装置呢？

    2.引导分析

    组织学生讨论，弄清启停装置原理。拆开启停装置，发现中间有根铁棒，铁棒上下钻了两个小孔，演示装置尾部也有两个固定的小孔。当铁棒上的两个小孔与装置上的两个小孔正对时，小车尾部拖的细线就能顺利通过，需要停止时，只要按下中间铁棒，正对的小孔就会错开，细线就会被卡住，小车即可停止。如果线过细或小车运动过快，细线就很难被立即卡住，这样就会导致实验误差较大或失败。弄清原因之后，让学生独立思考，然后小组讨论。

    3.实施方案

    为了制作电流的通路，只好将铝合金滑板从中间切开，再安装在原来的支架上，然后在每一块缝隙两处用小塑块铆接，保持轨道之间的距离不变（如图1）。又将小车的前后轴拆下来从中间锯断，用强力胶粘接，同样要保持与原来的长度一致。每个车轮外侧还有一个可调车轮的螺丝，这个螺丝可调松紧，可调节车轮运转的灵活程度，导线的一端与这个螺丝相接，另一端与安装在小车里的继电器相接（如图2），这就完成了电流通路的制作。

    在这一方案的实施过程中会出现很多问题，教师与学生一起讨论，一起想办法，将遇到的问题处理好。看到学生积极、主动参与到活动中来，激发了学生的制作热情，培养了学生的创新意识和学习兴趣，提升了学生的实践能力。

    4.仪器使用与说明

    组装好仪器，调节底板螺丝平行小车的摩擦力，让小车停在滑板的右端。此时在刻度尺上做下起始标记，用右手按住两辆小车，细线的一端与小车相接，另一端挂上小桶，把细线放在左端的滑轮上，转动滑轮使细线与轨道平行。松开右手，两辆小车就会在各自的轨道上同时运动，看到运动快的小车接近左端时，接通开关，小车旁边的笔头打点，在刻度尺上留下标记。读出起始点到第一标记点的距离，即为两辆小车在相同时间里运动的位移大小。

    5.装置改进后的优点

    三、探究反思

    学生经过自己的思考以后，再通过活动小组的充分讨论，最后确定实验的设计思想。教师对学生确定的设计思想进行分析、梳理，把自己的想法提出來再与学生一起讨论，学生可以发表自己的观点，通过再交流、再讨论，使本次实验的设计思想更加完善、更加合理、更加可行。在实施方案的过程中，还会出现一些新问题，如材料的选取、装置加工、电源的选择、电流通路的制作等，都可以组织学生参与，充分发挥学生的聪明才智。这样完成实验装置的改进，让学生领会到自主、合作、探究学习的乐趣，想和做在活动中得到充分体现，从而提升了学生的实践能力和创造力。

    笔者所在学校教学仪器配备不齐全，教材中还有很多实验不能演示。有的能演示，但是仪器过于陈旧，实验现象不明显。利用这一空间从教具的制作、教具的设计、实验的操作进行具体的分析和研究，带领学生共同讨论、探究，把学生培养成为具有创造力的一代有用之人，同时也有利于提升教师的教育教学能力。

    基金项目：湖南省2018年省立项规划课题——农村高中在物理教具创新中提升学生创造力的研究（XJK18CJC015）。

    参考文献：

    [1]高俊红.例谈物理教具与学具的制作与应用[J].才智，2019（6）.

    [2]何永健.回溯物理教具发展史促教育装备发展[J].教育与装备研究，2018，34（2）.

    [3]朱正华.创新物理教具制作促进学生高效学习[J].理科考试研究，2016（20）.