1、制个性教具,建物理概念,练深度思维徐志红摘 要配套的实验器材比拟统一，缺少变化，跟不上现行课堂的变化。制作个性化的教具能活泼课堂气氛，化抽象为直观，有利于突破概念的难点，思维的痛点，从而优化课堂教学，提升教学实效。文章以自制“超级滑动变阻器，让思维“可视化和自制“超级马蹄形磁体，让磁感线“可视化为例，谈自制过程及其在教学中的应用。关键词自制教具;物理概念;深度思维中图分类号 G633.7 文献标识码 A 文章编号 1674-6058（2023）26-0043-02自制教具就是根据教学实际需要，利用身边的材料制作的用于物理教学的器具，是在科学技术与教学经验的根底上产生的，是一条补充实验器材的有效
2、途径。优秀的个性化教具能活泼课堂气氛，使某些抽象的教学内容变得直观形象，有利于突破概念教学的难点及学生思维的痛点，从而提升课堂教学效果。一、自制教具的原那么自制教具要为课堂教学效劳，故而要遵循一定的原那么：（1）教学性：围绕教学核心任务，结合教学经验，解决思维难点，开展科学思维，培养核心素养。（2）科学性：物理是一门理性学科，制作教具要有理论根底，不能有科学性错误。（3）简洁美：教具结构合理，制作简单，演示操作简便。（4）个性化：通过特殊手段揭示物理核心知识、原理，使抽象原理形象化，如“可视化“放大化“形象化等。（5）平安性：有的材料比拟危险，不能直接作为教具材料，比方，放射性材料、水银等。如
3、何围绕核心任务彰显自制教具的“个性化？下面以制作“超级滑动变阻器和“超级马蹄形磁体为例，谈谈教具的制作与应用。二、自制“超级滑动变阻器，让思维“可视化滑动变阻器教学的核心任务是让学生理解滑动变阻器的原理改变接入电路中电阻线的长度，进而改变电阻。其概念的关键及思维难点是：滑动变阻器的哪段电阻线是接入电路中的电阻线？为此用发光的LED灯带绕制“超级滑动变阻器，让“接入电路中的电阻线发光，增加视觉体验，促进学生抽象思维的开展。材料：长约60厘米、直径11厘米的绝缘体PVC管、直径约1 cm 的304不锈钢管、额定电压12 V的10米LED灯带、12 V可充电电源、子母线接头、开关、不锈钢支架2个、不
4、锈钢滑片P、螺丝螺帽假设干。（一）教具制作1. PVC管处理：在绝缘体PVC管的两端用锯子开两条宽约0.6 cm、长约5 cm的槽。两槽几乎在同一直径上（如图1）。作用是当灯带绕制在PVC管上后，灯带两端各自的母线接头卡在槽中，便于实验时接线。2.定制支架：支架要到铝合金制作店私人定制。支架间的大圈是固定PVC管的，直径大约11.5厘米。上面小孔是穿金属棒的，直径大约1.2厘米（如图2）。然后将PVC管穿入大圈中选择对应的位置钻孔，便于用螺丝把PVC管固定在支架上。3.滑片P的制作：也要私人定制（如图3）。上端小孔是穿金属棒的，故而直径比金属棒略大即可。两边要用有弹性的略带弧形的薄钢片作为滑片
5、P，便于和灯带上的金属触点接触。4. LED灯带的处理：用LED灯带绕在PVC管模拟电阻线，让学生能够直观地看到接入电路中的电阻线。LED灯带的特点是有固定的正负极接线，接反了是不发光的，并且灯和灯之间是并联的，只要接上电源，整条灯带全部发光（如图4）。这不是我们想要的效果，我们想要的效果是滑片P滑到某处时，只有局部LED灯接入电路，并且发光，另外局部LED灯是不发光的，只有这样才能让学生理解“哪一段才是接入电路中的电阻线。需要在灯带的负极线路的中间某处用剪刀剪断导线（如图5）。在对应的正极线路处用电烙铁焊上较大的铜块与滑片P接触端，并在A和B两端接上母接线柱便于接线。然后测试，把灯带A端接电
6、源负极，铜块接电源正极（如图6）。如果灯左段局部发光，而右段局部不发光，说明改接成功。还可以把B端接入电源负极，将会看到右段局部发光。5.绕制：要求绕制完成后滑片P与灯带上的金属块触点能够相互接触。可预先把滑片P穿入金属棒并安装在支架上，找到P与管接触的位置并做好记号，绕制的时候要让灯带上的金属块触点刚好在此处，以保证滑片P与灯带上的金属触点接触。把改装好的LED灯带绕在PVC管上，圈与圈之间的距离均匀，最后把两端的母接线卡在PVC管两头的槽中（如图7）。（二）教学应用如何让学生理解滑动变阻器的原理？主要是理解“哪段电阻线才是接入电路中的电阻线，使物理观念由“书本知识转变成“个人知识，并能自觉
7、运用知识解决实际问题，形成物理观念。思維难点一：当接上AP接线柱时，接入电路的电阻线是AP段吗？演示一：当接入AP接线柱时，发现AP段LED灯带发光（如图8），以“可视化效果证明接入的电阻线确实是AP段。思维难点二：电阻线是一圈一圈地紧密绕制的，电流会不会直接从A流到B？是否真的是一圈一圈流经很长的电阻线呢？演示二：拆卸一端的支架，取出A端的接线柱，然后把LED灯一圈一圈地拉出来。此时学生看到电流流经的电阻线真的是那么长。在思维难点上搭建必要的阶梯，积累大量的感性认识，促使学生的形象思维向抽象思维过渡。三、自制“超级马蹄形磁体，让磁感线“可视化电磁感应现象核心知识是通过实验，探究导体在磁场中运
8、动时产生感应电流的条件，其思维难点是“理解怎样的运动才是切割磁感线运动，为此制作“超级马蹄形磁体，用激光笔的激光模拟磁感线（如图10），增加“切割磁感线的视觉体验，促进学生深度思维的开展。材料：两块强磁体、六支激光笔和分光器、喷雾器、两片U形塑料板、假设干小隔板。（一）教具制作1.框架的制作：按照要求设计马蹄形磁体框架图，比方“马蹄形总长50 cm，宽35 cm，U形两边的宽度约10 cm，同时设计一些长约8 cm，宽约2 cm的隔片（可到塑料电子切割制作店定制），然后把两个U形塑料片合成马蹄形磁体框架，中间用塑料胶水粘住隔片，注意隔片的位置要和后面的激光笔、强磁体和喷雾器的位置对应，这样厚度
9、约8 cm的磁体框架就完成了。2.强磁体的安装：强磁磁性很强，使用时要小心，防止由于强力吸引产生撞击，导致强磁体被撞断。要先判断异名磁极，然后固定在对应的隔片上，注意在安装的时候将两极对应朝内，以保证“超级马蹄形磁体一端是“N极，另一端是“S极。3.激光笔的安装：购置带有分光器的激光笔，但是要拔去里面的分光玻璃柱，因为不需要分光，只需激光模拟磁感线。把分光器均匀粘在塑料片上，然后穿入激光筆（如图11），可看到6束平行激光射出即可，最后用隔片设计制作卡槽，把激光板插入卡槽中（如图12），激光笔安装完成。4.喷雾器的安装：在磁体框架的适当位置用隔片粘制喷雾器框架，使喷雾器的喷嘴在上，并且与磁感线上
10、端接近，这样喷雾的时候雾水由于重力向下飘，正好能够显示所有激光的路径（如图13）。电磁感应教学的目的不是让学生记住产生感应电流的条件，而是要让学生理解“怎样的运动才是切割磁感线运动，通过制作“超级马蹄形磁体教具，让磁感线“可视化，为学生搭建思维的阶梯。（二）教学应用演示：连接电路，闭合开关，翻开激光笔，用激光模拟磁感线，然后让闭合回路的局部导体在磁场中做左右、上下和前后运动，当导线做切割磁感线运动时（切割激光），发现灵敏电流计指针偏转，说明产生了感应电流。强化学生对切割磁感线运动的体验，帮助学生理解电磁感应现象产生的条件导体做切割磁感线运动。连接学生思维“痛点，完成概念的建立，并不是要让学生重走科学家发现规律的每一步，而是引导学生像科学家一样思考问题，带着学生经历发现规律的关键步子，所以教具模型不一定就是真实的物理教具，比方：“超级滑动变阻器其实不是真实的滑动变阻器，但是它可以帮助学生理解“滑动变阻器原理。“超级马蹄形磁体中激光笔也不是真实的磁感线，但是它可以帮助学生理解“怎样的运动才是切割磁感线运动，从而锻炼学生的深度思维。自制并合理利用“有个性的教具，以激发学生的学习兴趣、培养学生的创新意识和创新能力，锻炼学生的科学思维。（责任编辑 易志毅）
