利用自制教具进行式教学

利用自制教具进行探究式教学

新一轮课程改革，不仅将科学探究作为一种学习方式，而且把探究式学习摆在了突出地位。以实验为基础的物理教学，更处在课改的风口浪尖。但是，在实验仪器比较短缺的贫困地区学校，如何将“探究”带进课堂，去落实新课改精神呢？这就要充分调动科任教师的积极性，有效挖掘课程资源，利用现有教学仪器及日常用具组装教具，努力进行大量实验，以弥补实验条件不足。用自制教具做实验可以带给学生亲切感，拉近物理与生活的距离，对学生和教师的创新能力也是一种培养与提高。笔者利用我们自己组装的别具特色的自制教具进行了尝试性探究式教学，效果相当不错。现以高二物理“受迫振动、共振”一节课的教学为例，作一简单介绍供交流，并请专家及同行老师斧正。

一、所需两套自制教具简介

1.受迫振动演示器（见图1）：在500ml量筒口部套着自制的有摇动把手的曲轴摇柄机构，其下挂有软弹簧和重物（内装适量细砂的乒乓球）；在重物静止不动时，用束在量筒外壁与重物中心部位等高的红色橡皮筋，标志重物的平衡位置。

2.共振摆（见图2）：由两个铁架台（附两口互垂式复夹）、两端钉有铁钉的现有平衡尺1把、2209单摆组内的两个大铁球（合起来做主摆球，共55.5g）和4个小塑胶球（作从动摆球，各为2g重）及v形细线组成。组装方法很简单，先把平衡尺两端的铁钉架到两铁架台竖杆上复夹的水平口内，再逐一将主摆球和从动摆球的双线

呈v形状拴挂在平衡尺下边缘有现成的10个等距离的羊眼圈上，然后将平衡尺调整水平且使其转动灵活。

二、探究式教学过程

有了以上两种自制教具，对于“受迫振动共振”这一节课，就已经具备了充足的课程资源，笔者便大胆设计了两个合作和探究学习的实验并进行了教学尝试。

实验1：受迫振动与驱动力关系的探究

新课一开始，将两种组装教具按六人一组分发，接着在黑板上书写了本节课的教学目标：什么是受迫振动？受迫振动频率跟什么有关？共振现象的条件是什么？然后要求学生通过亲手做实验，总结归纳出实验结论。

实验开始前，让学生先读课文，之后依据课本表述去亲手做实验。过了一会儿后，发现有些同学不知如何下手时，笔者就提示了探究环节：观察弹簧固有频率—观察施加外力时振动频率和振幅—分析物体振动与外力关系。

接下去，在解决本节重点内容“受迫振动频率与固有频率关系”问题时，引导学生通过实验一，仔细观察缓慢转动手柄时重物振动的振幅的变化；然后逐步加快转动手柄的速度，再观察重物的振幅变化。

由于每组学生有实验仪器，每个人都可以亲手做实验，积极性高，带着问题边做边分析，反复实验，得出自己的结论，教师按照教学现场，多让几组学生谈感受，交流评价，最后加以引导整合，

得到受迫振动的相关结论：

物体在外界驱动力作用下的振动叫做受迫振动；物体做受迫振动时，振动稳定后的频率等于驱动力频率，跟物体的固有频率没有关系。

教师重述实验现象，通过振幅随手柄驱动变化特点，引出下一个教学内容“共振”。

实验2：受迫振动与共振关系的探究

在“共振”这一重要内容的教学中，利用自制的共振摆，采用如下实验步骤：

1.测定各个摆的摆长（因自由摆动时的频率决定于摆长）。

2.用手击打摆球（手的振动即施加驱动力），观察受迫振动。

3.观察共振频率和固有频率的关系：让其中一个摆球先振动起来，观察其余单摆的振动情况，发现原来静止的单摆也开始振动，验证了受迫振动。在振动一段时间后，可观察到摆长接近的（即频率接近）摆球振幅最大，即发生了共振。

教师提示，学生动手操作，在实验1结论的基础上，结合实验2的现象，同学们通过自己的实践感知（驱动力的频率等于振动物体的固有频率时，振幅最大；驱动力的频率跟固有频率相差越大，振幅越小），定性地绘出各摆的振幅（a）与摆长（l）的共振曲线图。对照该曲线图得到了相应结论：驱动力的频率接近物体的固有频率时，受迫振动的振幅增大，这种现象叫做共振。

让学生重做实验1去验证共振条件，从而加深对“共振”现象

的深刻理解。本节课的重点就这样被轻松地突破，获得了圆满的教学效果。

通过以上探究式教学尝试，笔者认为：放弃“一等、二靠、三要”的思想，发掘我们身边的每一个课程资源，坚持”坛坛罐罐作仪器，拼拼凑凑做实验”原则，是我们每个师生在新课改中的应尽职责。简单的实验仪器用组装办法解决，可以降低实验成本，加强实验效果。利用自制教具进行探究式实验教学，在物理教学中已成为实验教改的闪光点，在新课程实施中必将发挥积极作用。

参考文献：

［1］韩独石.量筒用途拓展实例三则［j］.教学仪器与实验.2007（5）：35~36.

［2］韩独石，毛向东.滕文娟.制作共振摆［j］.教学仪器与实验.2009.（4）：40~41.

［3］人民教育出版社物理室.全日制普通高级中学教科书物理第二册［m］.人民教育出版社，2003.