初中物理实验教学自制教具论文：探究实验创新和自制教具
【摘要】作者结合自己的工作实践对在初中物理实验教学中培养学生的创新能力的意义和策略做了有益的探索和研究。特别是对自制教具的作用和方法的研究对教学实践有指导意义。
【关键词】初中物理实验教学自制教具
在教学中的实验创新是指学生在实验过程中对实验现象有独到的解释方式，对实验方法有新的改进。实验过程中要突出学生在实验教学中的主体地位，创造条件给学生提供自由活动的空间，让学生有更多的机会亲自动手实验，培养学生的创新思维与创新能力，而实验者则要求开拓思维，潜心观察，才能有创新灵感，创新实验与普通实验根本区别在于创新实验的目的不是在验证和重复教材中的方法，而是在发现新的方法，所以研究创新型实验关键在于要在特定环境中自主发现“新”问题，也就是要有创新意识和动手能力，对出现的问题不要回避，特别是出现与教材不同的地方，就是创新的亮点。
我们必须从以下几个方面训练和培养学生的创新意识和创新能力：改革实验教学，训练学生的创新思维；充分发挥学生的主体作用；重视课外实践和小实验；在实验教学中应渗透实验思想和实验方法的教育。 自制教具就是实验创新的一个方面的应用。如“电流做功演示器”，巧妙地把几个功能同时制作在一个教具上，一具多用，以提高教具的利用率，该教具能演示电能转化为机械能、磁能、光能等实验，玩具电动机，线圈小灯泡的一端在制作时先与电池的负极相连，如将电池的正极接通，电动机通过传动装置，可以看到铁锤敲打动作和听到撞击发出的声音（电能转化为机械能），而当电池的正级接通线圈，可以看到悬挂在线圈上方的小磁铁泡沫塑料块在跳动（电能转化为磁能），再把电池的正极接通小灯泡时，就能看到灯泡发亮（电能转化为电能），这个实验从多个方面逼真地演示了电流做功现象，对学生理解概念、激发学生兴趣、培养创新意识和创新能力有着很大的帮助。
又如，学生在初三实验——自制水果电池中，别出心裁地把水果电池连接到音乐贺卡上使其出声发光，同时调整电池的负极来验证二极管的简单导电性，同时鉴别水果电池的两极哪个金属片是正、哪个是负。
一 自制教具的作用和设计原则
自制教具，是教师和学生利用简便易行的方法就地取材，自己动手制作的用于学科教学的教具或学具，是教学仪器与实验器具的必要补充。自制教具，不需要高深的专业知识，而是需要我们的教学经验和体会，自制教具不追求结构的复杂，而是需要新颖的创意。
随着新课程标准和全面贯彻实施，传统的实验教具已跟不上教材变化的需要，很多仪器已不适应在教材中使用，急需补充新的教学仪器和实验用具，这是教学改革的需要，是教育发展和学生能力培养的需要，但是与新教材配套的教具的开发、研制、定型、生产需要漫长的过程，导致仪器与课本不配套，而自制教具填补了这一缺陷。正规仪器在设计制造时，因考虑成本和工艺等问题，制造得很小很紧凑很复杂，这些非教育因素会影响观察效果，如实验室中电磁铁和有些模拟用的仪器太小，而改进后自制教具反而比原有教具好，如，磁场对电流有力的作用我采用了对通电线圈同时上下方置于磁铁中观察到通电导体运动。自制教具的过程实际上是对教师与学生很好的学习与动手动脑的训练，是培养创新思维的有效途径，因此积
极鼓励与支持学生参加自制教具的活动，对增强学生的综合实践能力具有十分重大的意义。
自制教具，成本往往较低，能节省资金，利用废旧物品，既节省经费，又在制作过程中更好地掌握了知识，培养了动手能力。
自制教具，是应用科学技术知识与教学经验结合起来的创造性活动，是在创造性思维基础上产生的。设计的原则应根据以下几个方面进行：（1）教育性：具有一定的教育目的。（2）科学性：有一定的理论做基础。（3）简易性：结构合理，制作方法简单，演示操作简单。切忌为了追求美化效果把教具设计得复杂，只要能进行鲜明的演示即可。当然，有些东西不适合自制，有些材料不宜用来自制教具。如测量仪器、电流表、电压表、天平等，由于无合适的设备，无法保证精准的测量。有的材料比较危险，不宜直接取材制作，如水银、农药和带有放射性的材料。有的材料使学生过敏，如有些植物、有毒的动物等。
二 自制教具的步骤
明确制作目的，是为了探究哪些问题，需要哪些器材，加工工具及加工方法，在制作前做好准备，以确保制作成功。
明确制作要领，主要弄清必要的结构、工艺方法，了解现有的制作条件。确定工作程序和操作顺序。先用简易材料如纸板、铁片等做成样品模拟来检验可行性。根据样品加以改进制成成品。在课堂上检验实际效果。如需标准，需要加以说明。写出说明书、用途、维修等。
如，导体和绝缘体检验板：（1）目的：通过实验加深学生对导体和绝缘体的认识。（2）准备条件：水、油、布、盐、金属等；木板、螺丝刀、图钉、电线等工具。（3）制作方法：取一块40cm×20cm×0.8cm的木板刨平安装导体和绝缘体。尽管自制教具有比较大的作用，是实验创新的一个重要体现，但也可能存在以下几个问题：自制教具不好用；教师不会用；老师不愿用。我们应特别强调“活用”，要突破教材、课堂的限制，尽一切可能开展实验创新活动，要从“教实验”转变为“用实验教”，充分发挥实验的教育功能。
第二篇：初中数学_学科论文
浅谈数学方法论在数学教学中的实践
李艳桃
摘要：数学思想方法是对数学本质的认识，是数学知识的精髓。新课程下注重、加强数学思想方法教学是培养学生数学素养，形成良好思维品质的关键。而数学方法论给教师在数学教学中提供了理论指导，通过对它的学习有利于教师由“经验型教学”转向“理论指导下的自觉实践”，以数学思维方法的分析去带动和促进具体数学知识内容的教学。
关键词：数学方法论 思想方法 数学教学
数学方法论主要是研究和讨论数学的发展规律、数学的思想方法以及数学中的发现、发明与创造等法则的一门新兴学科。数学方法论很大程度上可以被说成对于数学思想（维）方法的研究，其目标就是帮助人们学会数学的思维。或者说，如何能够按照数学家的思维模式去进行思维。通过对具体数学事例的研究实现对真实思维过程的“理性重建”，获得各个方法论原则的深刻体会，并使之真正成为“可以理解的”“可以学到手的”和“能够加以推广应用的”。数学方法论对于数学教学的积极意义主要在于：以数学方法论为指导进行具体数学知识内容的教学有助于我们将数学课“讲活”“讲懂”“讲深”。
1问题的提出
随着课程改革的进行，对于我们数学教学也提出了更高的要求。《全日制义务教育数学课程标准（试验稿）》在总体目标重明确要求学生能够“获得适应未来社会和进一步发展所必需的重要数学知识（包括数学思想方法、数学活动经验）以及基本的数学思想法和必要的应用技能。”在基本理念中，也要求学生“真正理解和掌握基本的数学知识与技能、数学思想和方法??”显然数学思想方法是数学教学目标的核心内容。因此，日常的数学教学中加强数学思想方法的渗透，培养数学的思维显得更加重要。首先，只有培养起比较完善的数学思想与数学方法,才能有利于提高学生运用数学知识解决实际问题的能力,有利于激发学生的学习兴趣,有利于提高学生学习的自觉性,才能把学生和教师从题海中解放出来,减轻教与学的过重负担。其次，数学是一个庞大的、有秩序的系统，对于从事初中数学教学的教师来讲，必须对数学的本质和方法有一个深入、全面的理解。这种对于数学的理解会影响到一个人的数学教学实践，进而影响到学生关于数学的理解、学习态度和应用等观念的形成。由此可见，无论从学生数学素养的培养方面和教师教学实践方面都需要教师精通数学方法论，只有熟知了这些方法论才能开展有效的数学课堂教学。
2 数学方法论对数学教学的意义
2．1数学课程目标改革的必然要求
目前数学课程改革，强调情感、态度、价值观，强调数学学习的“过程与方法”，强调探究与发现。在这种理念下，要使数学新课程改得以有效的实施，教师就必须加强和重视数学方法的学习和研究，只有掌握了数学方法论的教师，才能培养出具有创新能力的学生。一位老师曾说过这样一句话：“教师走多远，你的学生就能走多远。”如果没有一双明亮的眼睛，看不清前面的道路，是无法走得长远的，而数学方法论会帮我们擦亮数学智慧的眼睛。如果没有这方面的知识储备和良好的专业训练，将很难适应今天的数学课程改革。数学新课改的成败，关键在于教师。
2．2数学课堂教学现代化的改革要求
现在的数学课堂不在是单纯的“传授式”教学，在新课标中明确指出：“学生是数学学习的主人，教师是数学学习的组织者、引导者和合作者。”意在进一步改变数学的教学模式，拓宽学生在数学教学活动中的空间，关注学生数学素养的提高。而且把“具有解决问题的能力”作为有“数学素养”的一个重要的标志。而数学方法论在教学实践中以“问题解决”为中心组织教学，强调“数学的思维”,把问题作为载体，将数学思维方法的分析渗透到具体数学知识内容的教学中，使学生真正看到思维的力量，并使之成为可以理解的、可以学到手的和能够加以推广应用的。这一教学理论为我们从更深的层次认识数学教学提供了理论依据，值得我们去深入学习研究。因此，为了让教师更好适应和驾驭课堂教学，必须掌握一定的数学方法论。
2．3数学教师专业化发展的客观要求
数学教师的专业发展，不仅要掌握深厚广博的数学基础，而且要了解数学发展的学科历史，掌握数学的思想方法，深刻领会数学的内在本质，理解数学的源与流，懂得其来龙去脉及数学的价值。对于从事数学教学的教师，不能不懂得数学发现的原理、规则和思想方法，它们能使我们在数学教学中更好地驾驭教材，把数学教学变得更为生动，教出方法、教出发现、教出创新。因此，数学方法论是数学教师专业发展及自身成长的必备知识。
3数学方法论在数学教学中的实践案例
在数学方法论中，重点阐述了观察、联想、尝试、试验、归纳猜想、类比推广、模拟、化归、公理化方法、数学悖论等数学论证方法，数学与物理方法，数学智力的开发与创新意识的培养等。如果把这些理论和我们的实践教学活动联系起来将使我们的数学课更加有数学味，帮助学生领会内在的数学思想方法，
认识数学的本质特征和应用价值。
3．1数学方法论在解题教学中应用
必要的知识与知识的良好的组织是数学方法论中提及的四要素之一。记得数学大师波利亚曾说过：“良好的组织使得所提供的知识易于用上，这甚至可能比知识的广泛性更为重要。至少在有些情况下，知识太多可能反而成了累赘，可能会妨碍解题者看出一条简单的途径，而良好的组织则有利而无弊。”例如现在的初三复习很大程度上是通过解题教学来实现知识巩固，同时题目的综合性较强，需要学生对于题目有一个很好的认识。在教学中通常会碰到学生对于这类题目会无从下手，或解决问题的信心不够等现象。当然这里有学生对于题目理解上的原因，关键还是他们没有把自己的经验和知识良好的组织起来，必要的反思把知识方法归类。对于初三的学生知识容量应该是够的，但是他们的知识仓库比较零乱，当需要去解决某些问题的时候往往找不到对应的“工具”。所以在初三复习中的重点我们不是多讲几个题目、多做几个练习，而应通过典型例题理清知识体系，优化知识结构。
为了让学生能形成良好的知识结构，教师在问题解决过程中应更多的暴露思维过程，通过问题的合理设置激活学生原有的知识经验，启发他们形成新的理解、新的认识。因此数学课堂教学有效开展离不开教师的合理引导，教学中突出以问题为主线，启迪学生思考，使学生在课堂中深刻的感受如何发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的整个过程，理解和认识发生和发展的必然的因果关系，从而领悟到分析、思考和解决问题的数学思想方法，最终内化为自身知识结构的重要部分。
3．2数学方法论在概念教学中应用
每一个概念的产生，都是由于知识体系扩充的需要。在教学过程中，要让学生明白为什么要产生这个概念，它有什么意义，这个概念的产生是为了解决什么问题。让学生理解概念产生的必要性。概念的形成有两种途径：一种是直接从客观事物的空间形式或数量关系的反映而得到的，另一种是在已有数学概念的基础上，经过多层次的抽象概括而成。在教学过程中，要擅于启发学生去发现、探究新概念，提高学生学习数学的兴趣。而概念的形成本身有着一定的发展过程，凝聚着前人探索的智慧。我们不可能重复历史的“原始创造”，而应根据学生自己的体验，用自己的思维方式，重新创造出有关的数学知识，这对学生理解概念非常有意义的。一位数学家说过：“一堆没有亲身体验和视觉形象所支持的概念、定义不能开发智力，而只能关闭思路。”在概念再创造过程种，应对学生的思维给予暴露的机会，充分经历概念形成的两个阶段，从具体到抽象，再从抽象到具体，有利于学生对概念的自我意识和自我反省。
3．3数学方法论对提升学生数学素养的作用
数学是一门使人创造性思维严格化和理论体系严谨化的科学。数学方法论强调用演绎与推理的理念，来论证概念间转换的恒等变化，从中体现准确、简洁地揭示有条件到结论严密的逻辑关系。而缺乏演绎与推理的人，会犯“想当然”的错误。在初一起始教育的第一节课中我举了一个简单的例子来说明问题。 同时数学方法论在教学中特别指出数学史的重要性。著名数学家克莱因认为“数学史是教学的指南”。历史能揭示出数学知识的显示、来源与应用，它不仅告诉我们数学知识当时如何出现在人们头脑中的——即如何产生的。
4 数学方法论在教学实践中注意的问题
数学方法论是一门实践性的学科，它在教学实践中主要体现在数学思想方法的教学和数学思维的培养。教学中重视如何能将所学到的各种方法和策略应用到实际的数学活动中去，包括以数学思维方法的分析去带动和促进具体数学知识内容的教学。
4．1注重渗透的循序渐进和逐步积累
数学思想方法是在启发学生思维过程中逐步积累和形成的，为此，在教学中首先要强调解决问题以后的“反思”。因为在一个过程中提炼出来的数学思想方法，对学生来说才是易于体会、易于接受的；其次，要注意渗透的长期性，应该看到，对于数学思想方法的渗透不是一朝一夕就能见到学生数学能力提高的，需要一个过程。数学思想方法必须经过循序渐进的渗透和反复训练，才能使学生真正地有所领悟。
4．2关注学生最近发展区和层次性
在贯彻数学思想方法地教学中，要关注学生的最进发展区，尽可能帮助学生掌握现代数学思想方法并根据学生的差异，采取不同的思想方法解决问题，帮助学生完成学习迁移。布鲁姆认为，教育的基本任务是找到这样的策略，既考虑到个别的差异，又能促进个体最充分地发展。因此，教师尽可能设计有利于学生发展的教学环节，如在教案设计，课堂探究等过程中，都应该注意不同层次的学生能不同程度的领会数学思想方法，使全体学生尽量使用数学思想方法分析问题、解决问题的思维策略，促成其最近发展区的形成。最终实现使“不同的人在数学上得到不同的发展。”
4．3提高教师的自身认识和可行性
数学的思想方法通常隐含在数学知识体系中，不是一个显性的知识点。只有掌握了这些数学知识背后的历史背景和发展的来龙去脉以及当时数学家的思维过程，才能在教学设计中设计适当的教学情景，启发学生积极的思考。教师自身对于这一知识蕴含的数学思想的认识将直接影响教学中学生对于它的理解。因
为数学思想方法的教学必须通过具体的教学过程加以实现，通常以具体的知识内容为载体。因此，必须把握好数学思想方法教学的契机——概念的形成，结论推导的过程，方法思考的过程，思路探索的过程，规律揭示的过程等。同时，数学思想方法的教学要注意有机结合、自然渗透、依势而行、潜移默化的启发学生领悟蕴含于数学知识中各种数学思想方法。不可因为讲“方法”而方法，生搬硬套。同时注意到在教学活动现场，教学实践总会突破教学理论设置的框架，并按照自己的要求，确立起新的应对情景性需要的灵活多变的思维策略。因此教学理论应用于教学实践的过程，决不是机械地对号入座，这也是对教师教学智慧的一种考验。
5 实践中的启示与思考
数学方法论的教学实践，有利于提高教师的专业素质。由“经验型教学”转向“理论指导下的自觉实践”，这需要教师不断充实自己的知识结构，提高自身的施教水平，通过理论指导和教学实践逐渐形成有个性的教学方法和教学理念，同时教师的专业成长离不开自己的反思活动。教师的实践和反思是有机结合的，是相辅相成的。通过教师的教学活动可以让教师获得丰富的教学经验，同时通过反思在真实的教学情景中改进实践。美国一位学者提出了教师成长公式：经验+反思=成长，可见实践与反思是教师积累教育教学经验，提高教学素养的有效方法。在数学方法论的实践和反思中我们也应看到了它存在的一些局限性，绝大部分数学方法论的研究偏重于理论论证，而很少有实践证明，更少研究在中学数学教学中渗透和应用。因为教学理论更多的是追求普遍和一般，而实践更多地体现为个别和特殊。所以我们在数学方法论的实践应用中还需有自己的反思和改进，把理论内化为自己的观念，正真发挥理论指导实践、改造实践的力量。