運(yùn)用自制儀器 完成初中物理實(shí)驗(yàn)

邊鵬

摘? 要 在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，儀器是必不可少的物質(zhì)基礎(chǔ)，但是由于各種原因，現(xiàn)成的儀器往往具有一定的局限性。若用自制儀器來(lái)輔助實(shí)驗(yàn)，可帶來(lái)一舉多得的教學(xué)效果。結(jié)合初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，談一談自制儀器的作用和使用方法。

關(guān)鍵詞 自制儀器;初中物理;實(shí)驗(yàn);創(chuàng)新能力

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

文章編號(hào)：1671-489X（2019）05-0124-02

1 前言

實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)的基礎(chǔ)，在初中物理教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)對(duì)促進(jìn)學(xué)生理解物理概念、掌握物理規(guī)律有著十分重要的作用。而物理實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行離不開(kāi)儀器材料的依托，除現(xiàn)成的實(shí)驗(yàn)儀器直接拿來(lái)使用外，教師帶領(lǐng)學(xué)生自己制作儀器也不失為一種可行的方式，甚至可以帶來(lái)意想不到的教學(xué)效果。在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師有必要對(duì)自制儀器的運(yùn)用做出更加深入的探索與研究。

2 運(yùn)用自制儀器完成初中物理實(shí)驗(yàn)的意義

自制儀器靈活度高、適用性強(qiáng)? 在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)開(kāi)展過(guò)程中，很多教師有這樣的經(jīng)歷體會(huì)：一些教材中描述的實(shí)驗(yàn)在實(shí)際教學(xué)中很難進(jìn)行，因?yàn)檫@些實(shí)驗(yàn)對(duì)操作條件有很高的要求。在相關(guān)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，很多教師被迫停止實(shí)驗(yàn)，只采用口述講解的方式幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)原理過(guò)程，顯然會(huì)使最終的教學(xué)效果大打折扣。自制儀器具有靈活度高、適用性強(qiáng)的特性，在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中利用自制儀器，往往能夠帶來(lái)更好的教學(xué)效果。

首先，自制儀器并不具備很高的集成性，容易拆裝，即使出現(xiàn)損壞，也非常容易修理。在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中，自制儀器往往更加便于操作，促使實(shí)驗(yàn)的靈活程度得到極大提升。

其次，自制儀器都是針對(duì)特定實(shí)驗(yàn)制作的儀器，儀器的制作就是為了驗(yàn)證某一特定的實(shí)驗(yàn)原理。相比較于實(shí)驗(yàn)室組裝的儀器，自制儀器的適用性無(wú)疑要更強(qiáng)一些，可以更好地顯示出實(shí)驗(yàn)原理特征。從這一角度分析，利用自制儀器完成初中物理實(shí)驗(yàn)，無(wú)疑是具有重要意義的。

運(yùn)用自制儀器節(jié)約資金，彌補(bǔ)器材短缺? 近年來(lái)，我國(guó)基礎(chǔ)教育進(jìn)步很大，但在實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)方面仍然很難做到完全保障，還達(dá)不到實(shí)驗(yàn)裝置一人一臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)。在一些偏遠(yuǎn)落后的地區(qū)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)費(fèi)投入往往跟不上實(shí)際教學(xué)發(fā)展需要，實(shí)驗(yàn)設(shè)備陳舊、實(shí)驗(yàn)手段落后、實(shí)驗(yàn)技術(shù)過(guò)時(shí)的問(wèn)題比比皆是，這無(wú)疑對(duì)學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)造成很大影響。利用自制儀器完成初中物理實(shí)驗(yàn)，可以幫助師生走出實(shí)驗(yàn)儀器短缺的困境。自制的實(shí)驗(yàn)儀器多是利用閑置物品組裝而成，不用花費(fèi)額外的資金，有效解決了實(shí)驗(yàn)器材短缺的問(wèn)題，為實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行提供了保障。

如在“光的色散”實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師可以組織學(xué)生用光具座、三角形玻璃棱柱鏡、毛玻璃屏等器具組合演示光的色散現(xiàn)象，從而通過(guò)自己制作儀器的方式，彌補(bǔ)J2508型光偏振演示器短缺不足的問(wèn)題。從節(jié)約資金、彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)器材短缺的角度，利用自制儀器完成初中物理實(shí)驗(yàn)，具有一定價(jià)值和意義。

運(yùn)用自制儀器可以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力? 以往初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)都是直接利用實(shí)驗(yàn)室提供的儀器材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這種直接拿來(lái)的實(shí)驗(yàn)方式，學(xué)生往往并沒(méi)有做出太多的思考。利用自制儀器完成初中物理實(shí)驗(yàn)，無(wú)疑對(duì)學(xué)生提出更高的要求，有助于學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。在自己制作儀器的過(guò)程中，為了確保儀器是實(shí)用可行的，學(xué)生需要先對(duì)實(shí)驗(yàn)原理做出深入思考，在這個(gè)過(guò)程中有時(shí)還需要查找相關(guān)資料，然后進(jìn)行大膽的想象和設(shè)計(jì)，之后根據(jù)設(shè)計(jì)方案尋找工具材料并進(jìn)行制作。很多時(shí)候，學(xué)生自制的儀器并不是一次完成，可能會(huì)經(jīng)歷很多次失敗，還需要對(duì)制作儀器的方案進(jìn)行反復(fù)修改，不斷反復(fù)嘗試，從而制作出適合物理實(shí)驗(yàn)操作的儀器。

由此可以看出，利用自制儀器完成初中物理實(shí)驗(yàn)，其實(shí)對(duì)于學(xué)生而言是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。在制作儀器的過(guò)程中，學(xué)生需要不斷創(chuàng)新實(shí)踐思考，而這無(wú)疑對(duì)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)是有諸多裨益的。因此，在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，自制儀器是具有重要價(jià)值的。

運(yùn)用自制儀器可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣? 偉大的科學(xué)家愛(ài)因斯坦曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：“興趣是最好的老師?！眰鹘y(tǒng)的初中物理實(shí)驗(yàn)課堂十分枯燥死板，教師按照教材按部就班地帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，這樣的實(shí)驗(yàn)演示對(duì)于學(xué)生而言是毫無(wú)新奇性的，學(xué)生甚至不用觀看實(shí)驗(yàn)，就知道最終的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)激蕩不起學(xué)生心中的一絲漣漪，最終的教學(xué)效果自然可想而知。而利用自制儀器完成初中物理實(shí)驗(yàn)，打破了以往常規(guī)的教學(xué)模式，學(xué)生需要結(jié)合實(shí)驗(yàn)原理，自主嘗試進(jìn)行儀器制作。這為學(xué)生帶來(lái)全新的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，可以促使課堂再次煥發(fā)生機(jī)和活力，促使學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)烈的探究興趣，從而更加積極主動(dòng)地投入物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中。

如在教學(xué)“聲音的產(chǎn)生與傳播”時(shí)，教師就可以打破教學(xué)常規(guī)，讓學(xué)生結(jié)合自身認(rèn)知，運(yùn)用自制儀器驗(yàn)證聲音的產(chǎn)生和傳播方式。這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式開(kāi)放自由，極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的參與熱情，而在學(xué)生制作儀器的過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)興趣得到極大激發(fā)。

3 運(yùn)用自制儀器完成初中物理實(shí)驗(yàn)的方式

針對(duì)儀器缺陷制作儀器? 在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，部分實(shí)驗(yàn)裝置會(huì)因各種因素而無(wú)法滿足實(shí)際教學(xué)需要。此外，還有很多實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，學(xué)校并沒(méi)有現(xiàn)成的儀器設(shè)備。針對(duì)這種情況，教師就不得不帶領(lǐng)學(xué)生自己制作儀器，從而彌補(bǔ)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)器材的缺陷和不足。

如在進(jìn)行“歐姆定律”教學(xué)時(shí)，現(xiàn)有的一些實(shí)驗(yàn)器材，如小開(kāi)關(guān)、小燈泡、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器等，都屬于小體積的儀器，教師在講臺(tái)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示，座位靠后的學(xué)生很難看清。針對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)缺陷，就可以采用自己制作儀器的方式，如引導(dǎo)學(xué)生在小木板上畫出20 cm×20 cm的規(guī)格，并將上述提及的一些實(shí)驗(yàn)儀器通過(guò)AB膠粘結(jié)在木板上，然后在木板下面粘上一塊小磁鐵。通過(guò)這樣的實(shí)驗(yàn)儀器改動(dòng)，教師就可以在教室的鋼制黑板上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示，而這樣就可以讓更多的學(xué)生看清楚演示實(shí)驗(yàn)。這就是利用自制儀器完成初中物理實(shí)驗(yàn)的一種方式，而像這樣的例子還有很多。在今后的初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要帶領(lǐng)學(xué)生加大探索研究，不斷改進(jìn)原有實(shí)驗(yàn)的缺陷，增強(qiáng)教學(xué)效果。

開(kāi)發(fā)新實(shí)驗(yàn)，制作新儀器? 偉大的科學(xué)家愛(ài)因斯坦曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：“新的組合就是新的創(chuàng)造。”初中物理實(shí)驗(yàn)課堂一直存在模式固化的問(wèn)題，教師帶領(lǐng)學(xué)生千篇一律地做實(shí)驗(yàn)，不僅無(wú)法調(diào)動(dòng)學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)興趣，也無(wú)法培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。在教學(xué)改革背景下，教師要組織學(xué)生制作儀器，從而組合開(kāi)發(fā)新的實(shí)驗(yàn)，進(jìn)而為學(xué)生帶來(lái)全新的、不同的實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)。

如在“絕緣體變導(dǎo)體”實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方式是使用220 V的交流電壓展開(kāi)實(shí)驗(yàn)，對(duì)此，教師可以引導(dǎo)學(xué)生大膽創(chuàng)新，思考如何在改為低壓條件的情況下，進(jìn)行通電原理的實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)換。這種創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)思路調(diào)動(dòng)起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，如有的學(xué)生就提出，用手電筒燈泡（2.5 W）代替白熾燈，用干電池代替交流電源，使用廢燈泡中的玻璃芯柱作為絕緣體材料，用酒精燈加熱30 s左右，就可以實(shí)現(xiàn)同樣的實(shí)驗(yàn)效果。這就是利用自制儀器開(kāi)發(fā)新實(shí)驗(yàn)的一種教學(xué)方式，由于給學(xué)生帶來(lái)全新的體驗(yàn)，因此收到更加理想的教學(xué)效果。

就地取材，充分利用廢舊物品? 已故著名物理學(xué)家朱正元先生曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：“要善于運(yùn)用壇壇罐罐等儀器，從而拼拼湊湊做實(shí)驗(yàn)?！痹诶米灾苾x器完成初中物理實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不必舍近求遠(yuǎn)，可以采用就地取材、廢物利用的方式。這樣不僅有效節(jié)約了資金，也降低了實(shí)驗(yàn)成本，還可以在無(wú)形之中對(duì)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新教育和環(huán)保教育，具有一舉多得的教學(xué)功效。

如在教學(xué)“機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化”時(shí)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生使用廢舊的玻璃膠管制作內(nèi)能做功演示器，具體的制作方法：去掉玻璃膠管的內(nèi)塞，用兩根直徑為1.5 mm、長(zhǎng)18 cm的銅芯導(dǎo)線做電極，將放電端挫尖，用已經(jīng)固化的玻璃膠做右端的塞子，用鐵架臺(tái)將該裝置裝好。這樣就可以進(jìn)行內(nèi)能做功的實(shí)驗(yàn)演示。

這就是利用廢舊物品自制實(shí)驗(yàn)儀器的一種體現(xiàn)。像這樣的例子還有很多，在今后的初中物理實(shí)驗(yàn)中，教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)動(dòng)腦筋，對(duì)身邊的無(wú)用物品廢物利用，從而為學(xué)生的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)提供輔助和依托。

化繁為簡(jiǎn)，以簡(jiǎn)驅(qū)繁? 在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，很多教師會(huì)有這樣的教學(xué)體會(huì)：在實(shí)驗(yàn)教學(xué)開(kāi)展中，使用的材料越簡(jiǎn)單，學(xué)生思考就越透徹，對(duì)實(shí)驗(yàn)效果驗(yàn)證的認(rèn)識(shí)更深刻。從這個(gè)方面說(shuō)明，初中物理實(shí)驗(yàn)宜簡(jiǎn)不宜繁，過(guò)于復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)儀器只會(huì)分散學(xué)生的注意力，并且給學(xué)生的思考增添困難。因此，在利用自制儀器完成初中物理實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，讓學(xué)生親自動(dòng)手制作儀器，從而做到化繁為簡(jiǎn)、以簡(jiǎn)驅(qū)繁，往往可以實(shí)現(xiàn)更好的教學(xué)效果。

以“彈力”教學(xué)為例，教師可以引導(dǎo)學(xué)生用一個(gè)中號(hào)票夾夾住激光筆，并在桌面上放兩塊平面鏡，不斷地調(diào)整角度，從而使光線經(jīng)兩次反射，最終照向天花板;這時(shí)再用力按壓桌面，由于平面鏡的光杠杠作用，對(duì)形變進(jìn)行兩次放大，就可以直觀地觀察到桌子發(fā)生微小的形變，證明彈力的存在。這樣運(yùn)用自制儀器的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式真正做到化繁為簡(jiǎn)、以簡(jiǎn)驅(qū)繁，可以得到更加明顯的實(shí)驗(yàn)效果，是一種可行的物理實(shí)驗(yàn)方式。

4 結(jié)語(yǔ)

實(shí)驗(yàn)是檢驗(yàn)物理理論的重要標(biāo)準(zhǔn)。在初中物理教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)是不可或缺的教學(xué)環(huán)節(jié)，而儀器作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的輔助材料，是實(shí)驗(yàn)教學(xué)順利進(jìn)行的依托與保障。傳統(tǒng)的初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，采用的是直接拿來(lái)的教學(xué)方式，即利用實(shí)驗(yàn)室中現(xiàn)有的儀器材料展開(kāi)實(shí)驗(yàn)。而在教學(xué)改革不斷推進(jìn)的過(guò)程中，利用自制儀器完成初中物理實(shí)驗(yàn)也不失為一種可行的方式，甚至?xí)?lái)更好的教學(xué)效果。因此，教師有必要對(duì)自制儀器做更加深入的探索和研究。

參考文獻(xiàn)

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