摘要：随着教学设备不断更新，一节课的教学设计也不能一层不变。为达到更好的教学效果，我们总是在不断改进教学设备。并在现有教学设备下，摸索更佳的教学设计，以达到更有效的课堂教学。
关键词：教学设备 教具 教学设计 改进
教具是辅助教学的工具，在展示物理现象、突破教学重难点时有着不可替代的作用。但是在教学过程中我们也会发现一些传统教具存在某方面的缺陷。随着经济的发展及政府对基础教育的投入，各级学校也装备了一些教学仪器，有些教学设备也跟着更新换代。不同教学设备下，相应的教学设计也不同。下面我就以《超重与失重》这节课为例，浅谈从教十二年，随着教学设备的不断更新，如何设置更合适的教学设计以求突破教学重难点。
一、传统实验式的教学设计
超重与失重现象是牛顿第二定律的重要应用，课堂上如何演示超重失重现象，是突破本节课重难点的关键。超重失重现象的演示，传统的实验如课本中，学生手提挂着重物的弹簧测力计向上加速提起，观察弹簧测力计示数的变化。由于实验仪器比较简单，可以将实验设计为学生互动实验。引导学生通过分析过程中物体运动性质的变化，结合弹簧测力计示数的变化，从中发现超重与失重的规律。这样设计将课本上的演示实验转变成了学生的探究实验，培养学生的动手能力、分析归纳能力。
二、自制教具式的教学设计
以上的实验中，由于弹簧测力计是运动，有些同学在观测其示数变化时看不清楚。针对这个问题，有老师对实验仪器进行了改装，如图。一轻绳跨过T型支架两端的定滑轮，在轻绳的一端挂上一个木箱，木箱外侧固定一个弹簧测力计。在弹簧测力计下端固定一钩码，而弹簧测力计对面（箱子的对面一侧）装上摄像头，可以将弹簧测力计示数的变化反映到电脑上。轻绳的另一侧固定一质量稍微比木箱和钩码总质量小的重物。为方便操作，在重物的下段固定一段橡皮绳。当木箱由静止被释放时，橡皮绳由自由状态到伸长状态，木箱及钩码先向下做加速运动再向下做减速运动，弹簧测力计的示数相应会发生改变。这个装置的优点是，摄像头与弹簧测力计运动同步，通过多媒体展示，所有同学可以清晰看清实验现象。由于仪器本身的影响，这个实验只能作为课堂演示实验，师生通过观察实验现象，结合分析木箱或钩码运动性质的变化，一起总结超重失重的规律。
三、实地录制式的教学设计
随着数码摄像机的出现及广泛使用，可以将实验现象实时共享到多媒体设备，也为超重失重现象的演示提供了一种新的教学设计：人站在台秤上迅速蹲下和起立过程中，也会出现超重失重现象，通过摄像装备可以将台秤示数的变化清晰共享。也可以在上课时准备几个家用体重计，将这个实验作为学生分组实验，让学生记录实验现象，发现实验规律。不管是演示实验还是分组实验，这个教学设计克服了移动中读数的困难。但也有一个不足之处，加速和减速的时间比较短，实验现象变化较快，还是有些同学很难抓住实验的现象。
为解决这个问题，有老师也提出改进方案：在上这节课时提前将实验仪器搬进电梯里录制视频。在电梯加速上升、匀速上升和减速上升过程中，弹簧测力计或台秤示数的变化稳定清晰。但是这样的设计学生互动性就比较较差。
四、DIS式的教学设计
近几年随着传感器的使用，在《超重与失重》这节课中又有新的教学设计。力传感器下端钩码，手握传感器向上提起（先加速运动再减速运动）开始实验，传感器示数随时间的变化曲线就即时描绘记录下来。再将力传感器换成加速度传感器，再次重复实验，将物体的加速度随时间的变化曲线也即时描绘出。通过两个图像的对比，学生不仅能清楚看到超重和失重现象，也容易得出产生超重失重现象的条件。相比较以上几种教学设计，用力的传感器代替弹簧测力计最大的优势是能将“视重”记录下来。在教学过程中同时也培养了学生对图像的理解和应用能力。使用传感器研究超重失重现象简单清晰，但毕竟设备费用较贵，在一些学校还不能广泛使用，大多数学校的物理课堂上也只能是演示实验，课堂教学中可以预留时间多给学生操作的机会。
在《超重与失重》这节课中还有一个难点，物体只要具有竖直向上的加速度分量就处于超重状态，具有竖直向下加速度分量就处于失重状态。在前面几个教学设计中物体的运动都仅限于竖直方向上，很容易让学生误以为超重的条件是物体具有竖直向上的加速度，失重的条件是物体具有竖直向下的加速度。我们可以利用传感器将物体斜向上拉起，看物体是否处于超重或失重状态，就能轻易突破这个难点。
以上是本人从教十二年经历中，同一节课教学设计的变化。从中我深刻体会到，正是因为我们不断追求更佳的教学效果，不断去发现现有教学设备中的不足，促进了教学设备和教学设计的不断更新优化。但并不是说没有先进的教学设备就上不好一节课，在现有的教学条件下，如何让课堂教学更有效是我们一直追求探寻的。