自制物理實驗實驗儀器的探索與研究

寧旺 徐立新

【摘 要】物理學(xué)是一門實驗科學(xué)，物理實驗是物理學(xué)的重要組成部分，物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)、理論的建立、物理學(xué)的發(fā)展，都離不開實驗，都必須嚴(yán)格地以物理實驗為基礎(chǔ)，并受到實驗的檢驗。因此，物理實驗在物理學(xué)的創(chuàng)立和發(fā)展中占有舉足輕重的地位，同時也在推動其他科學(xué)、工程技術(shù)的發(fā)展中也起到極其重要的作用。因此可知，物理實驗對物理教學(xué)也是意義重大。

【關(guān)鍵詞】自制教具；物理實驗；科學(xué)探究

在物理教學(xué)中占有特殊地位的物理實驗，對于學(xué)生形成物理概念、理解物理概念、提升分析解決物理問題能力具有重要的作用。同時物理實驗?zāi)軌蚪o學(xué)生提供探究物理規(guī)律和直接驗證的機會，這其實是物理實驗不能被其他教學(xué)方法取代的原因。物理實驗除了是一種有效的教學(xué)手段之外，同時也是物理教學(xué)的重要內(nèi)容，在推動物理學(xué)發(fā)展的同時，也促進(jìn)了人們?nèi)フJ(rèn)識科學(xué)與生活的緊密聯(lián)系。物理實驗如果想要順利有序地開展起來，與之相應(yīng)的實驗儀器必不可少。作者認(rèn)為，物理教學(xué)實驗工具也應(yīng)當(dāng)來源于生活。根據(jù)作者的經(jīng)驗，如果學(xué)生能夠可以向科學(xué)家一樣的去經(jīng)歷物理事實的探究過程，這樣得來的知識才會更加的有用和牢固。

一、自制教具的背景和現(xiàn)狀

（一）自制教具的背景

讓學(xué)生各方面能力得到發(fā)展是重要的任務(wù)，在對比我國教育背景之下，國家借鑒國際上先進(jìn)的教學(xué)思想與理念，于全國范圍內(nèi)進(jìn)行了大范圍的基礎(chǔ)教育改革的實施和推廣，并在提高全部學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的總目標(biāo)下積極地展開工作。不斷推進(jìn)的教育改革，促使每個學(xué)科的的新課改得到落實，就以物理學(xué)為例，其以往課程的偏、難、煩、舊以及課程結(jié)構(gòu)的單一狀況得到了有效的改變。就其教學(xué)方式上也有長足的改變，從以往的講課本方式到提倡科學(xué)探究，就以往學(xué)生的單純參與到培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力，從拋開實驗的課堂教學(xué)方式到從實驗入手的教學(xué)方式，都有了令人喜悅的提高。同時，新的課程標(biāo)準(zhǔn)之中還明確地提出：“除專門配備的儀器外，應(yīng)提倡師生利用身邊的器具、物品、材料等進(jìn)行物理實驗”

（二）自制教具的現(xiàn)狀

傳統(tǒng)物理教學(xué)思想的束縛下，偏重知識的傳授在大部分的物理教學(xué)中仍舊頗受青睞，實驗在教學(xué)中的作用一直被忽略，實施新課改提出的“科學(xué)探究”的計劃備受阻撓。被動接受依舊是物理教與學(xué)的的主要方式，所以在這個教學(xué)背景之下，希望學(xué)生通過動手實踐獲得知7識的愿望變成了奢望。學(xué)生的主體地位也沒有得到很好的體現(xiàn)，他們很少根據(jù)自己的想法在教學(xué)中發(fā)表意見?，F(xiàn)如今，在物理教學(xué)的課堂之上仍然暴露了許多的問題：必要的演示實驗已經(jīng)淪為口頭描述或者多媒體演示的現(xiàn)象屢見不鮮，師生不能夠有效的互動，實驗現(xiàn)象的不真實性，都是阻礙學(xué)生學(xué)習(xí)的巨大問題，對于學(xué)生的觀察動手能力的培養(yǎng)都沒有多大的幫助。

（三）對自制教具的認(rèn)識

自制教具在物理實驗中具有獨特的意義，它可以使教學(xué)向自主、合作、探究的方向發(fā)展。但是自制教具并沒有在每個中學(xué)得到深入的發(fā)展，作者認(rèn)為其原因主要是學(xué)校、師生對自制教具的認(rèn)識還不到位。所以，按作者的觀點來看，掌握自制教具的含義、特征、作用是十分必要的。

二、自制教具的常用作法

自制教具的制作方法作者也有一些羅列，以期給予大家?guī)椭?/p>

（一）替代法

使用已經(jīng)存在且容易得到的東西充當(dāng)教具，是一個十分完美的想法。投影儀模擬太陽光的效果，盛滿水的燒杯充當(dāng)三棱鏡，面積較大的教科書當(dāng)作直尺都是不錯的選擇。

（二）仿制法

為了向全班同學(xué)清楚直觀地展示某一現(xiàn)象或方便自己使用，教師可以用仿制的方法，依照現(xiàn)有的儀器或設(shè)備進(jìn)行仿制。例如：在學(xué)習(xí)《質(zhì)量與密度》這一章節(jié)時，學(xué)生需要了解天平的結(jié)構(gòu)組成并掌握天平的使用方法，為了演示方便，教師可以利用常見的材料，像鐵架臺、量角器、刻度尺、鐵釘、螺帽等，仿制一個尺寸更大的天平，便于學(xué)生觀察。用學(xué)生熟知的物品制成天平，能很好吸引學(xué)生的注意，使課堂氣氛活躍起來，從而達(dá)到滿意的教學(xué)效果。

（三）改進(jìn)法

對于有缺陷的儀器設(shè)備，教師可以從儀器的結(jié)構(gòu)、功能、外觀等方面下手，圖2-1自制天平第對其進(jìn)行改進(jìn)，例如，前幾年，利用單擺測量重力加速度的實驗還是人為地數(shù)擺動周期并用秒表記錄總時間，然后根據(jù)測量結(jié)果計算重力加速度，這種方法簡單方便，但由于人的反應(yīng)時差，周期的測量不是特別準(zhǔn)確，為了進(jìn)一步提高精確度，物理學(xué)者在單擺的平衡位置安裝了光電門，通過光電計數(shù)器記錄擺球遮擋光電門的次數(shù)以及所用的時間來計算重力加速度，這樣大大提高了測量精度。

三、總結(jié)

任何事物的發(fā)展都要經(jīng)歷一個過程，教育改革也是如此。通過長期的實踐摸索，教育者們逐漸意識到，物理實驗教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)意識、鞏固所學(xué)知識以及理論聯(lián)系實際中起到的顯著作用。但由于教學(xué)儀器的不完善、教師對多媒體的依賴以及對自制教具的不全面認(rèn)識，導(dǎo)致實驗教學(xué)不能到達(dá)預(yù)期的效果。筆者通過查閱資料并結(jié)合自己的理解，全面概括了自制教具的作用以及在物理教學(xué)中的意義，通過調(diào)查研究，分析自制教具的應(yīng)用現(xiàn)狀以及產(chǎn)生的原因，并提出加強自制教具在中學(xué)物理教學(xué)中的應(yīng)用的相關(guān)建議。希望通過我的研究，讓中學(xué)物理教師重新認(rèn)識自制教具在物理教學(xué)中的作用，并根據(jù)教學(xué)內(nèi)容親自動手制作教具，并將這些自制教具應(yīng)用到實際教學(xué)中去，我相信過不了多長時間，學(xué)生就會愛上物理課。

【參考文獻(xiàn)】

[1]孫善祥，池海. 物理實驗改革勢在必行[J].山東電大學(xué)報，2004，07

[2]中華人民共和國教育部.物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2011 年版）.[M].北京師范大學(xué)出版社， 2011

[3]王永剛. 中學(xué)物理自制教具研究[D]. 四川師范大學(xué)，2009

[4]王久海、石春勝 . 堅持自制教具，促進(jìn)物理教學(xué)改革[J] 學(xué)科教育，2000（3）