初中物理廢舊器材再利用

劉太成

摘 要 在具體工作過程中對(duì)物理廢舊器材進(jìn)行修理和改造，并充分運(yùn)用好，最大限度提高廢舊器材再利用率，既能夠開源節(jié)流，也能夠保護(hù)校園環(huán)境。

關(guān)鍵詞 初中物理；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；電壓表；生物顯微鏡；定值電阻；滑動(dòng)變阻器；量熱器

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2018）11-0135-02

1 引言

在器材管理中，每位物理實(shí)驗(yàn)管理員都會(huì)碰到廢舊的器材，很多是在教學(xué)過程中損耗導(dǎo)致的，有的是使用時(shí)間長(zhǎng)了。結(jié)合實(shí)際情況來講，很多學(xué)校在器材管理中，處理廢舊器材的方法就是通過報(bào)廢報(bào)損手續(xù)之后扔掉，但這些廢舊器材并不都是垃圾。因此，如何利用這些廢舊器材，需要實(shí)驗(yàn)管理員認(rèn)真考慮。

2 改造和利用直流電流（壓）表

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，尤其是學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)活動(dòng)過程中，很容易損壞電壓表。若是接線柱有松動(dòng)情況，小螺母經(jīng)常掉下來，這樣的故障能夠修復(fù)；若表頭有故障，通常只能報(bào)廢。在處理報(bào)廢的電壓表或者直流電流表時(shí)，可先將其拆散，將螺母、螺絲等零件拆下來，便于維修其他類型的儀器。一般情況下，塑料殼當(dāng)垃圾進(jìn)行處理，但其也有用武之地。塑料面罩整體透明，在很多實(shí)驗(yàn)中會(huì)有用到透明的凹形塑料，通過對(duì)教材認(rèn)真研究后發(fā)現(xiàn)，可以將這些塑料制品運(yùn)用到實(shí)驗(yàn)中，能夠收獲很好的實(shí)驗(yàn)效果。在面罩內(nèi)凹面使用滴管滴上清水，再在白紙上放入面罩，這時(shí)在重力作用影響下，水滴就成為小小的凸透鏡，手持一只放大鏡就能夠?qū)Π准埳衔⑿〉奈锲愤M(jìn)行觀測(cè)。從電表中拆下的帶刻度面板，有的是金屬材料，有的是塑料，可在光的折射實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用塑料材質(zhì)面板：稍微剪裁加工面板，將其裝入有水的燒杯中，這樣就能夠作為光屏進(jìn)行使用。

3 改造和利用生物顯微鏡箱內(nèi)固定塑料塊

在學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)測(cè)量物體密度過程中，需要使用量筒工具，但在實(shí)驗(yàn)中學(xué)生經(jīng)常有量筒打碎的情況，更為關(guān)鍵的是打碎的玻璃碴會(huì)扎著學(xué)生。尤其當(dāng)量筒在實(shí)驗(yàn)桌上豎放時(shí)，時(shí)常會(huì)有被學(xué)生碰倒打破的情況。很多教師也考慮到在實(shí)驗(yàn)桌上平放量筒，但因?yàn)榱客彩菆A柱形，難免出現(xiàn)滾動(dòng)，滾落到地上還是會(huì)打碎，怎樣才能解決這個(gè)問題呢？其實(shí)做個(gè)架子就可以解決，但如何做呢？

實(shí)驗(yàn)初，筆者選擇易加工的蠟塊，熔化實(shí)驗(yàn)中剩余的蠟燭頭并注入香煙盒中，冷卻后得到一個(gè)蠟塊，然后運(yùn)用刀具修出凹槽放置量筒。這個(gè)制作過程比較復(fù)雜，并且夏天還會(huì)出現(xiàn)變形。通過深入思考以及研究后，發(fā)現(xiàn)可以從廢舊的顯微鏡箱內(nèi)拆出一個(gè)塑料構(gòu)件，將這個(gè)構(gòu)件鋸出V形槽并將量筒放入其中。這樣就避免了在實(shí)驗(yàn)中傷害到學(xué)生，保護(hù)學(xué)生的安全，也很好地利用了廢舊的實(shí)驗(yàn)物品。作為一名教育工作者，實(shí)驗(yàn)管理員應(yīng)明確意識(shí)到保護(hù)學(xué)生安全是自己的責(zé)任與義務(wù)。

4 對(duì)現(xiàn)有定值電阻的改造利用

在教學(xué)中設(shè)定電壓保持不變，探索電流隨電阻值的變化規(guī)律。如果使用電阻值為5 Ω、10 Ω、15 Ω的定值電阻，對(duì)得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)規(guī)律為：第二次所測(cè)得的電流值為第一次所測(cè)得的電流值的一半，第三次所測(cè)得的電流值為第一次所測(cè)得的電流值的1/3。如果使用電阻值為5 Ω、10 Ω、20 Ω的定值電阻，對(duì)得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)規(guī)律為：第二次所測(cè)得的電流值為第一次所測(cè)得的電流值的一半，第三次所測(cè)得的電流值為第二次所測(cè)得的電流值的一半。這樣看來，電阻增加一倍，電流就會(huì)減少一半。

學(xué)生很容易從以上實(shí)驗(yàn)得出這樣的結(jié)論：電壓值保持不變，電流和電阻成反比。有些教師根據(jù)實(shí)際教學(xué)目的，將定值電阻的數(shù)值改為5 Ω、10 Ω、20 Ω，這就需要將15 Ω

改為20 Ω，具體的操作方法有兩種。

1）需要應(yīng)用功率為200 W的電爐絲，15 Ω的定值電阻用20 Ω的一段電阻絲進(jìn)行替換。這種方法具體操作起來十分麻煩，在截取電阻絲過程需要用到萬用表，也要求較高的測(cè)量精度。

2）需要應(yīng)用碳膜電阻，15 Ω的定值電阻用20 Ω的碳膜電阻進(jìn)行替換。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中需要把實(shí)驗(yàn)教學(xué)需求放在第一位，實(shí)驗(yàn)管理員必須聽從相關(guān)教師對(duì)實(shí)驗(yàn)器材的相關(guān)評(píng)價(jià)，一旦存在不足，必須加以改進(jìn)。

5 廢舊滑動(dòng)變阻器的改造利用

電流表的維修 在進(jìn)行初中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中，尤其是學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，總會(huì)存在因?yàn)椴僮鞑划?dāng)造成電流表?yè)p壞的現(xiàn)象。將電流表后殼拆開后，可以發(fā)現(xiàn)分流電阻R1（0.8 Ω）有發(fā)黑的跡象，這時(shí)用萬用表進(jìn)行測(cè)量，發(fā)現(xiàn)已經(jīng)發(fā)生斷路。這一現(xiàn)象說明，在實(shí)驗(yàn)過程中實(shí)驗(yàn)時(shí)間過長(zhǎng)或者操作電流過大，導(dǎo)致電阻燒毀。對(duì)電阻進(jìn)行更換后，發(fā)現(xiàn)還是經(jīng)常性出現(xiàn)這類故障。在具體實(shí)驗(yàn)過程中，雖然電流沒有超過測(cè)量限定，但是也會(huì)有斷路現(xiàn)象發(fā)生。造成這一現(xiàn)象的原因是：電阻的額定功率不足，所以會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)燒毀的現(xiàn)象。經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行測(cè)量，將電阻圈改裝成為0.8 Ω的電阻，對(duì)分流電阻R1進(jìn)行替換。相關(guān)實(shí)驗(yàn)得出，利用滑動(dòng)電阻圈定制電阻，具有較大的額定功率，對(duì)分流電阻進(jìn)行更換后，電流表不容易出現(xiàn)燒毀情況。

電壓表改裝，用于準(zhǔn)確測(cè)量干電池能否繼續(xù)使用 在進(jìn)行初中電學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中，通常會(huì)用到大量干電池。在進(jìn)行下次實(shí)驗(yàn)時(shí)，通常會(huì)根據(jù)干電池的外形對(duì)其是否能繼續(xù)供電進(jìn)行判斷。如果將電壓表稍作改裝，就能將能用的干電池分揀出來。一般情況下，利用電壓表對(duì)干電池兩端的電壓進(jìn)行測(cè)量，如果是空載測(cè)量，那么即使電池電能不高，電池的電壓也不會(huì)過低。對(duì)電壓表進(jìn)行改裝方法：將滑動(dòng)變阻器線圈制成0.5 Ω的電阻，將其接在3 V正接線柱和負(fù)接線柱的中間，當(dāng)作電池的負(fù)載，這時(shí)所測(cè)得的電壓即為干電池負(fù)載電壓，加入干電池電量不夠充足，那么電壓表的數(shù)值會(huì)相對(duì)較低，達(dá)不到實(shí)驗(yàn)要求（相關(guān)實(shí)驗(yàn)要求，干電池電壓表讀數(shù)需超過1.2 V）。

6 量熱器的改造利用

在完成初中物理實(shí)驗(yàn)過程中，通常會(huì)用到大量的量熱器，量熱器由一個(gè)大鋁制金屬桶和一個(gè)小鋁制金屬桶組成。通過對(duì)以往的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行分析，可以得出：在進(jìn)行初中物理實(shí)驗(yàn)過程中，很容易造成玻璃燒杯的損壞，如果改為鋁制金屬桶，不僅應(yīng)用起來更為方便，使用壽命也會(huì)有所增加。小型金屬筒可以盛放需要進(jìn)行稱量的液體，大的金屬筒用來儲(chǔ)備實(shí)驗(yàn)用水。這樣的改裝可以避免學(xué)生破壞實(shí)驗(yàn)器具，減少實(shí)驗(yàn)器具的損耗。

7 磁分子模型的改造利用

將磁分子模型拆開，將鋼針拔下，可以對(duì)缺損鋼針進(jìn)行替換，長(zhǎng)度大小規(guī)格比較合理。拔下的鋼針較小磁針粗，因此必須將其用酒精燈進(jìn)行加熱后，再壓進(jìn)塑料底座，雖然操作起來相對(duì)麻煩，但是因?yàn)檫@類鋼針較其他鋼針粗，所以更加耐用。磁針也可以對(duì)損壞或者丟失的磁針進(jìn)行替換。在教學(xué)過程中，多少都會(huì)有實(shí)驗(yàn)器材的損壞，部分零件因?yàn)檩^小，不容易找回。部分教師也有用大頭針或者縫衣針進(jìn)行替換的想法，但是效果不佳。

8 利用廢舊物品制作實(shí)驗(yàn)儀器

制作水氣壓計(jì) 取兩端粗細(xì)一致的透明圓珠筆桿；撕去礦泉水瓶商標(biāo)，在瓶蓋的位置進(jìn)行鉆孔，孔徑需要略小于筆桿直徑；筆桿穿進(jìn)瓶蓋，要注意桿和孔必須緊密結(jié)合；向礦泉水瓶中注入有顏色的液體，將瓶蓋擰緊；從筆桿向瓶?jī)?nèi)吹氣，松開后可以發(fā)現(xiàn)液體隨著筆桿上升到水面上，如果力氣足夠大，還會(huì)發(fā)生水噴出的現(xiàn)象。

制作簡(jiǎn)易“照相機(jī)” 用縫衣針在飲料罐底正中央的位置扎一個(gè)小孔；將頂蓋去掉，在瓶?jī)?nèi)壁黏貼一層黑紙；用膠水把白色半透明塑料薄膜粘貼在罐口位置，充當(dāng)光屏對(duì)像進(jìn)行觀察。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，可以觀察到清晰的像。

制作圓筒式彈簧測(cè)力計(jì) 用火將鋼絲燒紅后冷卻，在一個(gè)直徑略小于飲料罐直徑的木棒上纏繞八圈，在纏繞過程必須注意安全；將彈簧取下，用火再燒紅后放入冷水中冷卻，旨在增加彈簧的彈性。取兩個(gè)飲料罐，在其中一個(gè)飲料罐底打一個(gè)孔，然后將罐頂剪開；將另一個(gè)飲料罐剪下一長(zhǎng)方形條，對(duì)折后充當(dāng)刻度板；將彈簧和刻度板進(jìn)行固定，然后伸進(jìn)穿孔的罐中，可以用來測(cè)量力的大小。

制作大氣壓演示儀 取一支廢圓珠筆進(jìn)行截取，截取長(zhǎng)度為1.8 cm；兩個(gè)礦泉水瓶對(duì)接后，用圓珠筆桿穿過兩個(gè)礦泉水瓶，旨在固定瓶蓋；用膠帶將瓶蓋接縫的位置纏緊；將其中一個(gè)礦泉水瓶的瓶底去掉，將整個(gè)裝置豎直放置，開口朝上；將水注入瓶中，會(huì)發(fā)現(xiàn)水會(huì)留在瓶中，并不會(huì)繼續(xù)向下流。這個(gè)實(shí)驗(yàn)證明：空氣會(huì)占據(jù)一部分空間，大氣有壓力。

制作簡(jiǎn)易天平 將五個(gè)飲料罐中的兩個(gè)減去上部，做成圖1所示A、B的形狀，充當(dāng)天平的吊盤；取一個(gè)飲料罐，其中裝滿沙土，充當(dāng)天平的底座；另外兩個(gè)罐進(jìn)行修剪調(diào)整后，充當(dāng)天平的豎直插桿和水平橫桿；兩個(gè)桿之間憑借釘子進(jìn)行固定，保證其可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)；用細(xì)鐵絲將A、B對(duì)稱地放置在橫桿的兩端；取硬幣，并用天平對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行稱量后，將其充當(dāng)質(zhì)量一定的砝碼，這樣就制得一個(gè)簡(jiǎn)易天平。

以上方法是筆者近幾年教學(xué)實(shí)踐中得出的經(jīng)驗(yàn)之談，此外還有更多，需要實(shí)驗(yàn)管理員和相關(guān)學(xué)科教師在工作中進(jìn)一步探索和總結(jié)。

9 結(jié)語(yǔ)

物理教學(xué)離不開實(shí)驗(yàn)，物理實(shí)驗(yàn)使得一些物理現(xiàn)象更為直觀、形象。為物理教學(xué)提供實(shí)驗(yàn)服務(wù)是相關(guān)實(shí)驗(yàn)管理人、員的責(zé)任。在具體實(shí)際工作中，實(shí)驗(yàn)管理員必須勤于鉆研，仔細(xì)思考，不僅保證對(duì)實(shí)驗(yàn)器具進(jìn)行妥善管理，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)廢舊器材的改造和利用，為學(xué)校節(jié)省實(shí)驗(yàn)成本。

參考文獻(xiàn)

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