案例应用课程: 物理教具设计与制作                       课程代码：

课程类型：  ¨创新创业课程   ¨通识教育课程   þ专业课程  ¨应用创新课程

课程开课部门：理学部                            授课对象：物理学专业大三学生

案例撰写人： 黄永平

一、案例应用章节或知识点

本案例适用于课程物理教具设计与自制的原则知识点。

  二、案例意义与育人目标

实验技能中所包括的进行演示实验、组织和指导学生实验、 操作实验仪器设备等传统的实验技能在实际教学中的需求程度都比较高，但师范生的培养课程却不能完全满足教学技能的培养要求，从而成为培养师范生教育教学能力的短板。物理教具设计与制作利用随手可得的生活物品进行物理实验教学，不仅是我国中学物理教学的优良传统，也是国际物理教育中的普遍做法。长期以来，自制教具因其简便性、针对性和良好的演示效果得到了广大物理教师的认可和推广。通过案例分析，在新时代，涌现了一批支持探究性教学的新教具，这充分体现了物理教师的创新精神和创新能力，这些教具对成品教具进行了有益的补充，更在加强和改进实验教学、提高教学质量方面发挥了重要作用。在探究实践活动中，师生共同研制自制教具已屡见不鲜，这不仅有利于学生对知识的理解和能力的训练，同时培养学生崇尚科学、创新思维，勤于动手、热爱劳动，也强化了学生的创新意识、安全意识、和节能环保意识等。

三、案例内容

思政元素挖掘：

国际国内自制教具案例说明自制教具的材料多数取自生活废旧用品，通过动手创造，变成我们在物理教学中的物理教具，培养学生爱思考、爱动手、爱劳动的好习惯，同时也培养了他们的创新意识和节能环保意识。

设计思路：

通过讲道理，举例子，让学生在进行教具设计与制作过程体现其特点，进行课堂讨论，并最后作出巩固总结，培养学生的创新意识和节能环保意识。

教学方法：

案例教学法，讨论法，谈话法，讲授法。

教学过程：

  （一）案例导入

教学资源是教育教学中不可缺少的物质手段，对实现教育目标、提高教学质量具有十分重要的作用。随着时代发展，实验教学既要加强仪器设备的配备、更新工作，又要积极拓宽资源渠道，开展自制教具的创新设计，从而让教学资源在中学教育教学中发挥更大的作用。

（二）新课讲授

物理新科标的颁布，强调物理学习与生活紧密联系，我们的物理教具设计与自制时遵循什么原则呢？

展开：原则一、生活化，低成本

上世纪后期以来， 联合国教科文组织和国际物理教育委员会一直倡议开发“低成本实验”其和“动手实验 ”—样，亦是自制教具的别称。

理论方面：在世界教育史上，最先论及教育与生活关系的是捷克著名教育家夸美纽斯，他提出了“教育是生活的预备”的思想。上世纪中期，美国著名教育 家杜威提出了“教育即生长”、“教育即生活”、“做中学”等教育理论，并认为科学教育应该以儿童的生活经验和兴趣为前提，在课程中要增加生活性的内容。

案例1.以生活易得物品可乐罐为器材，用故事的形式探讨能否从四楼喝到一楼地面上的可乐，打破了书本的限制，创造性地优化了中学物理有关大气压的实验；后者则是利用乳胶气球、热敏电阻和继电器等进行探空气球实验收集低层大气的 数据，虽说实验器材看起来“大型”，但相比于正规实验器材已经是低成本、生活化了 。

案例2：大气压强实验

器材：塑料瓶1个，乒乓球1个，红色水

操作：如下图所示，播放视频  

小小的矿泉水瓶，可以将它用作教具来简单探宄液体内部压强的影响因素。还可以简易演示瓶吞蛋实验、 覆杯实验，体现大气压强的存在，还可以进行浮力的关探宄实验……

案例3.平面镜成像演示仪

探究平面镜成像的特点是课程标准明确要求必须要做的实验，教材采用的是用点燃的 蜡烛、玻璃板进行探究平面镜成像物与像的关系。蜡烛存在一定的安全隐患，玻璃板的厚 度容易出现双重像的现象，玻璃板不易固定于垂直于水平面，实验现象对周围环境的要求 较高，光线不能过强。针对以上问题，制作了“平面镜成像演示仪”（如下图所示），以期能够有效 解决以上问题，提高实验效果。平面镜成像演示仪采用改造法与创新法制作而成，由两个同规格的红、蓝灯泡，激光 笔，亚克力板，灯泡底座，展示台构成，从传统的实验器材进行改造，创新性地利用色光 的合成原理、等效原理确定像的位置，由激光指向确定像、物到镜面的距离，可用于探究平面镜成像的特点。

  （三）总结巩固

自制教具利用各种物品包括生活中的常见物品、不常见物品等制作完成，如来源于学生身边零食包装盒、饮料瓶，包括一些包装袋、包装纸，塑料瓶、软管，硬纸板，易拉罐，还包括他们的学习物品，比如夹子、纸这些，有时也会买一些钢丝，取材范围广泛，制作方法多样，制作简易，使用方便，但其制作的主导者却不仅局限于教师，还包括学生也可自行制作以及师生共同完成制作，可复制程度高，操作简单易行，更容易获得广大师生的推广使用。利用生活中常见的物品做成实验器材，成本低廉，生活化教具主要是为了激发学生的兴趣，引起学生的共鸣，让学生能够从简单、易见的东西中学习物理知识。其实物理教学本身就是从生活走向物理，最终从物理走向生活。尤其是初中阶段，学生刚接触到物理这门学科，对于他们来说， 生活即物理，物理即生活。

另一方面，自制教具也能培养吃苦耐劳的品质。 有的时候一件教具的制作 完成往往需要付出很多心血，比如，查访各种资料、询问相关业内人士，有时候找到的或买到的材料可能也不合适， 需要多次调试、 改进，如果没有耐心、 信心和恒心，这个教具的制作很有可能半路夭折。

（四）布置作业

请分享你制作教具的经历和经验。

四、育人效果

通过学习后，学生们自制教具懂得要符合新课标要求。物理即生活，满足“自制教具”的设计原则之一：生活化、低成本，在生活中留意有用的废物，培养了学生废旧利用的勤俭节约意识和变废为宝的环保意识。另外，提升了学生的劳动意识和创造力，让学生养成吃苦耐劳的精神。