自制物理教具的生动范例

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实验教学离不开教具。教具在教学中是展现知识（原理）产生、演变过程、实现信息传递与交换的载体，同时也是促进认知的媒体。自制教具，作为一个过程，是师生动手动脑的一项创造性的活动，有助于提高师生的创新精神与实践能力。作为一种器具，则成为教具大家庭的重要组成部分，在教学中发挥着不可低估的作用。它既能为直观教学提供条件，增强实验教学效果，又能开拓、更新和丰富教具，填补现行教学仪器的不足，推进教学改革和新课程的实施。

笔者根据多年来自制教具和应用的实践，对自制物理教具的方式、方法和材料的利用，有了一些粗浅的认识和体会。

1 立足于改进实验，提高装置的科学性和准确性而自制教具

现行高中物理教材中，“通、断电自感现象实验”是一个重点、难点实验。教材中对该实验的设计虽有易于演示的特点，然而却存在三点不足：一是分两个电路来演示，易使学生发生错觉，似乎通电自感与断电自感是发生在不同的电路中；二是在断电自感实验中，若线圈L的自感系数不够大，则断电时线圈产生的自感电动势与自感电流过小，不会使小灯泡发生比原电流更强的亮光，自感现象就看不出来；三是这两个实验装置都不能显示自感电动势（或感生电流）的方向。针对以上问题，笔者在确保效果明显且不失科学性的前提下，对该演示实验进行了改进并自制了“通、断电自感现象演示器”。［1］经过物理教师多次在课堂反复演示，证明实验教学效果很好。原理结构图如图1所示。

该自制教具的特点是：①取材方便，利用学校实验室现有器材。②制作精巧，美观实用，操作简单，现象明显直观。③兼用传统的小灯泡和具有单向导电性的发光二极管，不仅可以用来演示自感现象通电和断电时的两种情况，而是更能表示自感现象产生时，所产生的感应电流方向。正是具备了这些特点，使实验装置更加科学合理，提高了实验的准确性，增强了实验教学效果，在教学应用方面有极大的推广价值。

2 立足于对实验室现有仪器缺陷的弥补而自制教具

新课标九年级物理教材（北师大版）第十一章第五节“绝缘体变导体”实验是通过图2所示的教具来演示的。该实验效果较好，但不易操作，并且安全性较差（该实验使用220V交流电源）。

笔者在分析现有仪器设计中的缺点或实验中潜在的不安全因素的基础上，对该实验仪器进行了有针对性的改进。将该实验改为如图3的教具在低电压下来演示。

用音乐卡片里的音乐集成块来替代电灯泡，用三节干电池替代交流220V电源，并且选用玻璃泡较小的废灯泡里的玻璃心柱（这种玻璃心柱较小，实验效果更好），用酒精灯给玻璃心柱加热30s左右，音乐卡就响起了悦耳的音乐声，达到了很好的实验效果。

3 通过开发新实验，自主研制新教具

现成的实验装置往往不能满足教学的需要。课本上还有许多内容没有现成的仪器配备做实验，学生缺乏感性认识，内容显得枯燥乏味。真是“千言万语道不清，不看实验难分明”。为此可开发一些新的实验，制作一些新的教具。

八年级物理新教材（北师大版）第八章第七节中对“飞机为什么能飞上天”一节，由于没有实验，学生很难理解，为此笔者研制了一台“飞机为什么能飞上天”的演示器。［2］

该演示器是用长方体型的发泡塑料锉成机翼断面的形状（图4），在风扇对着机翼吹风时，该机翼会受到升力的作用而慢慢上升。具体制作方法可参考文献［2］。

4 科学选用实验装置的主要材料

选用什么样的材料，对自制教具的实验效果影响很大。如果制作材料选得好，实验效果就会得到充分的体现。

在高中物理实验教学中，“电流间的相互作用力实验”是一个难点实验，中学物理实验室里没有现成的仪器，自制的仪器往往实验现象不明显，甚至实验不成功，很多学校的物理教师往往不做该实验。该实验成功的关键在于：通电平行直导线的质量要小、平行、有一定弹性，并且必须通以大电流。笔者选用多种材料，经过反复实验，最终选用屏蔽空心网状线代替普通导线（从根本上解决了平行直导线材料的选用问题），成功研制了一台简易“电流间相互作用力演示器”。［3］

该演示器制作简单，成本低，操作容易，实验现象非常明显，在我校实验教学中应用，深受师生们的欢迎。

5 化繁为简，以简驭繁

“一项演示实验，使用的材料越简单，学生就越熟悉，就越想透彻地获得所验证的结果”（麦克斯韦）。演示实验宜简不宜繁，过于复杂的实验装置还会分散学生的注意力，不易抓住事物的本质，也不易鼓励学生自己动手做实验。

用激光指示器做微小形变的实验，可以取得很好的效果。用一个中号票夹夹住激光笔，桌上放两平面镜，调整角度使光线经两次反射后照于天花板。当用力压桌面时，桌子发生了微小形变，由于平面镜的光杠杆作用，对形变进行了两次放大，演示效果相当明显，达到以简驭繁的效果。

6 就地取材，充分利用废旧物品

笔者在研究实验、自制教具时，十分注重就地取材，讲求废旧物的利用。这不单节约了资金，降低了成本，易于推广，更是在自制教具过程中，渗透了能源意识、环保意识和创新教育，让学生潜移默化，提升科学素养和人文素质。同时，由于取材为学生所熟悉，更能激发学生的兴趣，调动学生参与教（学）具制作的热情。

综上所述，不管采取何种方式开展教具制作活动，其基本出发点应该是教学需要，其根本目的在于增强实验教学效果，同时要兼顾经济原则。师生自己设计、自己制作教（学）具，将成为实验教学的有机组成部分，具有广阔的创造空间和强大的生命力。

参考文献：

［1］夏彪.通、断电自感现象演示实验的改进.《教学仪器与实验》.2006年第4期

［2］夏彪.自制“飞机为什么能飞上开”的演示器.《实验教学与仪器》.2006年第4期

［3］夏彪.自制简易电流间相互作用力演示仪.《教学仪器与实验》.2007年第4期