物理演示實驗與自制教具

潘海良

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1002-7661（2014）07-0035-02

實驗是物理學的基礎。演示實驗在中學物理教學中占有非常重要的地位，它是學生建立物理概念、認識物理過程、掌握物理規(guī)律的基礎，也是驗證理論的唯一依據，并在培養(yǎng)學生研究科學的方法和辯證唯物主義教育中起到重要作用。因此，根據教學中的實際問題，精心設計一些演示實驗，是幫助學生釋疑解惑的有效手段，也是提高教學質量的重要途徑。

要使演示實驗發(fā)揮最佳效果，筆者想從演示實驗的設計和自制教具兩方面談一些看法，與各位同行交流、商榷。

一、演示實驗的設計

1.精心設計針對性實驗，幫助學生解決疑點

學生在學習物理時，往往在某些地方遇到困難，其中的原因之一就是對有關內容的實際情況缺乏感性認識，電磁學部分更是如此。這就妨礙了對問題的細致分析和深入認識，感到不好捉摸，因而產生困難。如“合磁通”概念，就是學習中的一個疑難點。設計如圖l所示的演示實驗，采用輸出不對稱波形的可控硅整流源（實驗室用來給蓄電池充電的整流電源），這可使線圈L（100～100匝）接收后不以整流就能直接使示教電表偏轉。實驗中若在單根直導線中通以0. 5～1A的脈沖直流電，并讓線圈處在靠近直導線的位置，就能使加接微電流放大器的示教電表到滿偏，適當調節(jié)線圈L的位置，當L的中心與直導線重合時，電流表指針回到中間的零位置，即此位置通過線圈的合磁通為零。此實驗指針變化幅度大，對比明顯，并且實驗器材容易解決，有效地幫助學生理解合磁通的概念。

2.精心設計引導性實驗，幫助學生掌握規(guī)律

中學物理不少規(guī)律是通過實驗總結出來的，但是其中有些內容，從提出課題到進行典型實驗，直到導出結論，中間思維跨度大，需要教師對學生的認識過程作必要的引導，甚至還要增加些有引導性的實驗來啟迪學生的思維，促使學生理解和掌握規(guī)律。如學生在初中時學過：閉合電路中一部分導體在切割磁感線時就會有電流產生。而高中則要求學生理解產生感應電流的條件是：穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化。為了讓學生順利地掌握和理解這一規(guī)律，設計如圖2所示。

實驗證明：導線雖然切割磁感線但不一定能產生感應電流。實驗中為了效果明顯，在示教電表上加接微電流放大器，將一根絕緣長直導線對折后接到放大器上，實驗時讓對折導線作切割磁感線運動，電流表指針幾乎不動，但當對折導線拉開后再切割磁感線時，指針有較大偏轉。比較兩次實驗結果，學生很容易理解感應電流產生的根本條件。

3.精心設計驗證性實驗，幫助學生理解結論

在物理學的研究中，僅依靠邏輯和數學方法得到結果是不充分的，還必須經過實踐的檢驗才是可靠的。例如為了驗證曰光燈導通鎮(zhèn)流器時產生一個瞬間高壓，雖然這里也可以用數學的推導來說明，但學生并不一定信服。設計如圖3所示的實驗，圖中日光燈鎮(zhèn)流器，電源為一節(jié)干電池。讓同學用雙手捏住鎮(zhèn)流器兩端，當開關斷開的瞬間，學生明顯感覺被電擊了一下（對人是安全的）。學生通過親身體驗不僅加深了對自感的理解，也對書本上的結論確信無疑。

二、自制教具的基本要素

1.有科學性和創(chuàng)造性。所有實驗的設計必須遵循科學原理，不能為了達到目的，人為地設計有悖于科學性的實驗。

2.力求簡明、形象、生動。只要演示實驗的科學性強，現象明顯，越簡單越好。著名的奧斯特實驗只用一根通電直導線和一枚磁針，相當簡單，卻能證明通電導體周圍存在磁場。

3.確保成功、明顯直觀。演示實驗應使全班學生看清相應的物理現象和過程。因此設計時應注意實驗現象要明顯直觀，確保成功。

4.增強趣味，適當設疑。設計趣味性強的實驗，創(chuàng)造良好的物理環(huán)境，可以極大地調動學生的學習興趣，從而產生好奇心，激發(fā)巨大的學習動力。趣味性實驗主要是“新、奇、趣”。學起于思，思源于疑，疑中涉難，激發(fā)學生創(chuàng)造性思維，營造一個向未知世界探索的環(huán)境。

總之，要做好演示實驗，單憑儀器生產廠家提供的器材是遠遠不能滿足教學需求的。這就需要廣大物理教師自己動手，挖掘身邊的生活資源，精心設計，親自制作，千方百計創(chuàng)造條件，盡可能利用自制教具使學生見到一些直觀形象，明顯生動的物理實驗，激發(fā)學生的創(chuàng)造思維，培養(yǎng)學生的創(chuàng)造能力。

（責任編輯 劉凌芝）endprint