高中物理电磁学自制教具的开发与应用

陈琳

摘 要：对于大多数高中生来说，高中物理电磁学部分存在一定的难度，但是对于将来要从事电子工作的学生来说，电磁学部分又非常重要。因此，为了帮助学生学好这部分知识，高中物理教师应当合理开发自制教具，结合教具和教材传授电磁学的知识。

关键词：高中物理;电磁学;自制教具;开发与应用

与其他学科相比，物理在高中时的学习难度相对较高。例如电磁学是以实验为基础的，其中的原理、概念和规律只能通过实验来展示。然而，在当前的教学过程中，仅仅依靠现有的教具是不够的。因此，教师应当越来越多地把教具的开发作为物理教学过程的一部分来进行，以此解决教学痛点，并不断培养学生的创新能力和思维方式，培养学生在实践中积极探索的习惯，使教学质量不断提高。

一、高中物理自制教具的意义

（一）充分激发学生的学习兴趣

诸如手机、音乐卡和充电器之类的日常用品中都含有可以用来制作物理教具的材料。如果教师仔细思考，就可以运用这些材料制作出可用于教学的教具。教师利用废弃物品制作的教具进行教学，可以提高学生的学习兴趣，使其能够开发自己的想象力去制作其他物品，并最终认识到物理是来源于生活并应用于生活的[1]。

（二）引导学生的创新精神

高中物理教材中所涉及的实验在实际上有着极强的通用性。因此，教师可以参考学生的实际学习情况，对实验的内容进行合理的改进，并根据调整后的实验内容编写和应用教材。如果学生意识到实验内容和教具使用的变化，在分析实验情况时当然不会依赖于实验手册，而是从新的角度看待过程和结果，从而培养了一定的创新精神[2]。

（三）提高学生的动手能力

进行教具的制作时，教师可以为学生改造教具留有一定的发挥空间，并鼓励学生在线收集信息找到改进的方法，并将改进方法展示给老师。然后老师选择最好的改进方案并表扬做出改进的学生。通过这一过程，可有效提高学生的动手能力和钻研意识。

（四）将物理理论与实践相结合

制作教具的任务不仅要由教师承担，学生也应充分参与其中。为此，教师可举办教具制作比赛，并鼓励学生与小组成员合作，自主制作教具。然后，老师可挑选技术优秀的教具，并表扬制作教具的小组成员，以达到鼓励学生将理论与实践相结合的目的[3]。

二、电磁学自制教具的思路

（一）将电磁学融入生活，提高学生的积极性

教师应探索物理的生活化元素，用生活物品制作教具，并告知学生教师使用的教具是由生活物品制成的，或直接用生活物品作为教具，让学生感受到物理的生活化元素。这将为其树立学习电磁学的信心，使其在浓厚兴趣的氛围中开始对电磁学的学习[4]。例如，在教授法拉第电磁感应实验时，老师可以把指南针放在通电导线旁边，让学生走到讲台前，并要求其打开电路改变电流方向。在电路打开后观察罗盘指针的方向，然后要求其关闭电路，再次改变电流方向，将断开电路后罗盘针的方向与接通电路后罗盘针的方向进行比较。使学生了解法拉第电磁感应实验的意义，即电和磁为整体。

（二）改进实验内容，使学生树立创新思维

通过改进教材中的电磁学实验内容，激发学生对电磁学研究的激情，通过实验提高学生的创新意识和动手能力，达到因材施教的效果。通过让教学适应学生的自身水平，使所有学生都能提高自己的的物理学习水平，特别是在电磁学方面[5]。例如，在讲解欧姆定律时，教师可以自制闭合电路教具。如果是自制教具，教师应准备旧的9伏干电池、新的5号电池、双位开关、灯泡、导线等实验材料。为了准备这些材料，老师可以从手电筒里取出旧的9V电池，然后在超市里买新的5号电池。并在课堂上鼓励学生与自己一同制作闭合电路教具。在制作时，老师首先应用电线将电压表并联到9V干电池的两端，测量并记录电池的电动势。然后串联两个5号电池，并测量和记录电池电动势。连接电路，将开关转到5号电池上，让学生评论小灯泡的亮度。学生们会告诉老师灯泡非常亮。此时，教师将开关转到另一边，并将9伏电源连接到灯泡上，要求学生观察灯泡的亮度。大多数学生会告诉老师灯泡变更亮了，但有些学生会说，在一种情况下灯泡变更亮了，在另一种情况下灯泡烧坏了。老师会表扬那些想法更为全面的学生，并鼓励他们观察当开关设置为9V时灯泡亮度的变化[6]。这时，学生们会发现灯泡现在比连接到5V电池时更弱了。有了这种反馈后，老师可以向学生们介绍闭合电路欧姆定律的研究。通过改进欧姆定律教材中的实验内容，有助于培养学生的创新意识和物理素养。

（三）利用现有模型自制教具，提高学生的实践能力

科学技术的发展使人们的生活以及教师的教学变得更加丰富多彩。许多现代化的设备和模型已经进入学生的学习生活，教师如果认识到这一点，有必要鼓励学生使用现代化模型联系自己学到的知识完成教具的制作，之后再用现代化教具进行适当的实验。如果学生在实验中遇到困难，老师可以鼓励他们利用互联网来寻找解决困难的方法，以提高他们的实践能力。例如，老师可以根据电磁炮的原理制作一个微型电磁炮的模型[7]。然而，在建立模型时，磁场强度可能太弱，导致运动距离过短。此时，教师可以鼓励学生利用網络查找电磁炮原理的相关信息，帮助教师完成电磁炮模型的改进。一些学生会利用互联网提出改进建议，如增加电流或电压，而另一些学生会提出别的改进建议，如提高线圈的绕线匝数。在收到各种改进建议后，教师应该对每一个不同的建议分别进行实验，以便找到改进的最佳方法。通过利用网络查找电磁炮的原理信息，帮助教师完成电磁枪模型的改进，可以在无形中为学生提高实践能力。

三、结语

实验是高中物理课程的重要组成部分，是实现物理课程目标、全面提高学生物理素养的重要手段。利用自制教具进行实验，让学生参与制作教具的过程，可以提高学生的学习积极性，增强学生的动手能力和创新精神。

参考文献：

[1] 孙辉，赵振宇. 自制教具在中学物理教学中的应用 ——以"自制力光电综合实验仪"为例[J]. 中学物理（初中版），2021，39（3）：46-47.

[2] 陈惠祥，杨果仁，罗丹金，等. 基于自制教具的精彩物理课堂教学设计研究[J]. 现代农村科技，2021（5）：73-75.

[3] 童新民. 利用自制教具优化高中物理课堂教学[J]. 考试周刊，2021（4）：123-124.

[4] 楼志刚. 关于利用自制教具培养物理核心素养的教学实践[J]. 新课程，2021（12）：217.

[5] 周继东. 小教具大智慧，自制教具助力物理教学[J]. 华夏教师，2021（1）：53-55.

[6] 翁志鹏. 初中物理实验教学中自制教具的开发与应用[J]. 中学理科园地，2020，16（1）：56-57.

[7] 何龙武. 初中物理教学中巧用身边物品自制教具的实践研究[J]. 基础教育论坛，2020（21）：51-52.