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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。
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
(栏目编辑王柏庐)
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。
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
(栏目编辑王柏庐)