吴通
[摘要]在“农村义务教育薄弱学校的改造计划”中，自治区党委、政府和广西教育厅为实验教学的实施提供了物质保障。但是，并不是所有的物理实验都配备了实验器材。“摩擦生热”是初中物理《内能》这节课的教学重点、难点，很多学生不太理解。在物理教学中，可利用各种资源自制使用方便、容易操作、实验效果明显的教具。
[关键词]教具；摩擦生热；实验
[中图分类号]G633.7 [文献标识码]A [文章编号]1674-6058（2017）05-0075-02
《内能》是人教版九年级物理第十三章的教学内容，通过学习，学生知道改变物体内能的方法有“热传递”和“做功”。以往的教学中，在学习《内能》这节课后，大部分学生仅仅会背“摩擦生热”，但真正理解并接受的学生非常少。怎样解决这个问题？应用实验进行教学容易突破这个教学难点。按照《初中物理教学仪器配备目录》的要求，初中物理实验室并没有配备相关的“摩擦生热”实验器材。利用自制的“摩擦生热”教具可成功演示相关实验，解决这个问题。在“摩擦生热”这个知识点的教学中，该教具的成功演示起到了非常重要的作用。为了充分发挥演示实验在教学中的作用，让学生深刻理解“摩擦生热”时温度升高，内能增加，本人结合多年的实验教学经验，不断反思、总结，结合实验室资源和生活中的废弃物品，自制了使用方便、操作简单、效果明显的“摩擦生热”教具。
一、教具的制作和使用
（一）所需材料及工具
制作材料及工具：小木箱、塑料盘、砂纸、小电机、热敏电阻、温度演示器、配套开关、电池盒、干电池、导线、玻璃胶、螺丝、电钻、刻度尺、电烙铁。
主要制作材料的来源：塑料转盘是电风扇损坏后的风叶，锯掉风叶剩下中间的塑料盘；小电机和配套开关也是电风扇所用的配件；热敏电阻和温度演示器是家用燃气热水器演示热水温度的配件。
（二）组装步骤、制作方法
1.用电钻在小木箱正面的正中间钻出直径20mm的小孔（安装电机用），在小木箱正面的正上方钻出规格为50 mm×28 mm長方形孔（安装温度演示器用）。
2.在小木箱侧面合适的位置钻出电源总开关孔、电机挡位开关孔（电风扇的调速器）、温度演示器开关孔。
3.用螺丝把电机装在木箱的里面，转轴在小孔上露出，并用螺丝把塑料转盘拧紧在电机的转轴上，用玻璃胶把砂纸粘牢在塑料转盘上。
4.用螺丝把电池盒固定在木箱内部并装上电池，用玻璃胶把温度演示器和各种开关粘牢在相应的位置，把电池盒、热敏电阻和温度演示器的电线连接好。
5.用电烙铁把相应的电源线焊接好。
6.在相应的位置上贴好“温度开关”“电源开关”、“0挡”、“慢挡”、“快挡”的标签。
（三）教具装置图（图1）
（四）实验步骤
1.将本教具放置在水平桌面上，向学生介绍本教具的结构及特点。
2.把“温度开关”按钮向上按，用“温度演示器”演示“热敏电阻”未摩擦做功前的温度，并记下温度。
3.插上电源插头，向上按下“电源”开关。
4.把调速开关从“0挡”拧到“慢挡”，小电机接通电源带动塑料转盘转动，使热敏电阻与转盘摩擦，温度演示器演示的温度越来越高，达到一定值时，会稳定下来，并记下此时的温度。
5.再把电机开关从“慢挡”拧到“快挡”，温度演示器演示的温度会上升更高，最后温度也会稳定在一个数值上，并记下此时的温度。
6.使用结束后，关闭所有开关，拔下电源线即可。
二、自制“摩擦生热”教具后的反思
（一）自制教具要有针对性
自制教具从设计到完成制作需要花费很多精力和时间，所以教具的制作不能随心所欲、朝三暮四，要针对物理教学中的重点、难点和需要解决的知识点。摩擦生热是《内能》这节课的教学重点、难点，这个知识点非常抽象，学生很难理解。本教具就是要把抽象的物理知识，转化为可以用眼睛看到的物理现象，把物理知识形象化和具体化。
（二）自制教具要利于提高教学效率
物理教师动手设计、制作的教具并运用在物理课堂教学中，目的就是为了使教师上课上得轻松、愉快，学生学得扎实、透彻，提高教学效率。比如，教师可以在物理课堂上用“摩擦生热”教具做演示实验，也可以请一些学生到讲台上实验，教师一边指导他们操作，一边引导他们观察，并把观察到的实验现象记录下来，然后进行思考和分析。比如，让学生把观察到的第一次、第二次、第三次的温度记录下来，并进行比较。第二次的温度比第一次的温度高，为什么？因为第一次实验时热敏电阻不摩擦，温度是室内温度，而第二次实验时，热敏电阻与塑料盘摩擦做功，内能增加，同时温度上升。比较第二次和第三次的温度，第三次的温度比第二次的温度高，为什么？因为第三次实验时转盘转动的速度比第二次的大，克服摩擦做的功比第二次的多，内能增加比第二次的多，温度上升就会比第二次高。学生亲手实验探究物理的奥秘，同时完成了实验操作，他们会有一种成就感，这样自然而然就调动了学生学习物理的积极性，让学生真正理解并接受“摩擦生热”是“两物体相互摩擦产生热量，温度上升”，而不像以前只会背“摩擦生热”，根本不知道“摩擦生热”是什么意思。
（三）自制教具要有利于激发教师参与教改的积极性
教具的制作过程就是教师钻研教材、研究教学、研制或改进仪器的过程。农村义务教育薄弱学校改造计划开始后，学校抽调我到物理实验室担任专职物理实验教师，在实验教学之余，本人自制了很多教具。其中，在2011年秋季学期的公开课上用“摩擦生热”教具进行实验教学，课堂气氛非常活跃，学生学得很轻松，对“摩擦生热”这个知识点理解透彻、牢固，获得了听课教师和领导的一致好评。多次参加广西教育厅举办的教具评比活动，每次都获得奖励，其中“摩擦生热”教具获得了县特等奖和市一等奖。物理教师们发现：用自制教具进行教学，教师讲得轻松，学生学得容易，这是一举多得的好事。物理教师钻研教材、研究教法、研制和改进仪器的激情被激发起来。现在我们学校物理仪器室要用两个仪器柜才能装得下物理教师自制的教具。在师生的共同努力下，我们学校每年毕业班的中考实验操作考试合格率都为百分之百。
（四）自制教具在应用中要不断地完善和改进
教具制作完成后，把它应用于教学中，还需不断地总结和反思，发现不足并进行改进，才能使自制教具更好地为教学服务。本教具的小木箱需要有一定的动手能力才能把它做得方正、美观。木箱里面的电子配件由低压部分（32作电压3 V）和高压部分（32作电压220 V）组成。两部分电路相互独立，导线很多，要把线路焊接好，需要一定的电器维修技能。这个教具的内部电路比较复杂，初中生电学知识还比较肤浅，不适合推给广大初中生自己动手制作。如果能把低压部分和高压部分组合在电路板上，把各种机械开关换成电子感应开关，进行生产并配备到学校，本教具是可以作为学生分组实验使用的。
总之，在讲授《内能》时，通过自制教具的应用，使学生对“摩擦生热”这个知识点有了更直观的认识。在课后，与本章有关的练习及考查中，发现学生对“摩擦生热”这个知识点的理解和掌握，与之前的教学相比有了更深刻的理解。这与物理课堂上用自制教具演示实验的成功是分不开的。把实验室的资源充分利用起来，根据教学内容的需要和现有条件自制教具，并将其运用在课堂教学中，不但可以活跃课堂气氛，提高学生学习物理的兴趣，而且还会收到非常好的教学效果。
（责任编辑 易志毅）
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