物理演示实验与自制教具

物理演示实验与自制教具

实验是物理学的基础。演示实验在中学物理教学中占有非常重要的地位，它是学生建立物理概念、认识物理过程、掌握物理规律的基础，也是验证理论的唯一依据，并在培养学生研究科学的方法和辩证唯物主义教育中起到重要作用。因此，根据教学中的实际问题，精心设计一些演示实验，是帮助学生释疑解惑的有效手段，也是提高教学质量的重要途径。

要使演示实验发挥最佳效果，笔者想从演示实验的设计和自制教具两方面谈一些看法，与各位同行交流、商榷。

一、演示实验的设计

1.精心设计针对性实验，帮助学生解决疑点

学生在学习物理时，往往在某些地方遇到困难，其中的原因之一就是对有关内容的实际情况缺乏感性认识，电磁学部分更是如此。这就妨碍了对问题的细致分析和深入认识，感到不好捉摸，因而产生困难。如“合磁通”概念，就是学习中的一个疑难点。设计如图l所示的演示实验，采用输出不对称波形的可控硅整流源（实验室用来给蓄电池充电的整流电源），这可使线圈L（100～100匝）接收后不以整流就能直接使示教电表偏转。实验中若在单根直导线中通以0. 5～1A 的脉冲直流电，并让线圈处在靠近直导线的位置，就能使加接微电流放大器的示教电表到满偏，适当调节线圈L的位置，当L的中心与直导线重合时，电流表指针回到中间的零位置，即此位置通过线圈的合磁通为零。此实验指针变化幅度大，对比明显，并且实验器材容易解决，有效地帮助学生理解合磁通的概念。

2.精心设计引导性实验，帮助学生掌握规律

中学物理不少规律是通过实验总结出来的，但是其中有些内容，从提出课题到进行典型实验，直到导出结论，中间思维跨度大，需要教师对学生的认识过程作必要的引导，甚至还要增加些有引导性的实验来启迪学生的思维，促使学生理解和掌握规律。如学生在初中时学过：闭合电路中一部分导体在切割磁感线时就会有电流产生。而高中则要求学生理解产生感应电流的条件是：穿过闭合电路的磁通量发生变化。为了让学生顺利地掌握和理解这一规律，设计如图2所示。

实验证明：导线虽然切割磁感线但不一定能产生感应电流。实验中为了效果明显，在示教电表上加接微电流放大器，将一根绝缘长直导线对折后接到放大器上，实验时让对折导线作切割磁感线运动，电流表指针几乎不动，但当对折导线拉开后再切割磁感线时，指针有较大偏转。比较两次实验结果，学生很容易理解感应电流产生的根本条件。

3.精心设计验证性实验，帮助学生理解结论

在物理学的研究中，仅依靠逻辑和数学方法得到结果是不充分的，还必须经过实践的检验才是可靠的。例如为了验证曰光灯导通镇流器时产生一个瞬间高压，虽然这里也可以用数学的推导来说明，但学生并不一定信服。设计如图3所示的实验，图中日光灯镇流器，电源为一节干电池。让同学用双手捏住镇流器两端，当开关断开的瞬间，学生明显感觉被电击了一下（对人是安全的）。学生通过亲身体验不仅加深了对自感的理解，也对书本上的结论确信无疑。

二、自制教具的基本要素

1.有科学性和创造性。所有实验的设计必须遵循科学原理，不能为了达到目的，人为地设计有悖于科学性的实验。

2.力求简明、形象、生动。只要演示实验的科学性强，现象明显，越简单越好。著名的奥斯特实验只用一根通电直导线和一枚磁针，相当简单，却能证明通电导体周围存在磁场。

3.确保成功、明显直观。演示实验应使全班学生看清相应的物理现象和过程。因此设计时应注意实验现象要明显直观，确保成功。

4.增强趣味，适当设疑。设计趣味性强的实验，创造良好的物理环境，可以极大地调动学生的学习兴趣，从而产生好奇心，激发巨大的学习动力。趣味性实验主要是“新、奇、趣”。学起于思，思源于疑，疑中涉难，激发学生创造性思维，营造一个向未知世界探索的环境。

总之，要做好演示实验，单凭仪器生产厂家提供的器材是远远不能满足教学需求的。这就需要广大物理教师自己动手，挖掘身边的生活资源，精心设计，亲自制作，千方百计创造条件，尽可能利用自制教具使学生见到一些直观形象，明显生动的物理实验，激发学生的创造思维，培养学生的创造能力。