初中物理实验教具制作实验与探究

中学物理实验教具制作实验与探究

摘要:通过中学物理部分实验进行分析,从中选取几个有典型的演示实验自制教具,并对这几个实验教具的制思路,制作材料，制作方法进行探究。并讨论自制教具型课堂与以前传统式教学相比，效果的差别

关键词：演示实验；自制教具；探索

随着教育理论的快速发展，实验教学已成为学生直观地了解自然和和认识事物发展规律的重要手段。物理教学作为自然科学教学的重要组成部分，其实验教学越来越受到人们的关注与重视，随着物理教学改革的不断深入，教学内容的不断变化，和新课标对物理教学的要求，传统的实验教学已跟不上教材的变化和时代的要求。然而在我们贵州很多贫困的山区，很多学校根本就没有所需的实验器材，何况是精确度高的实验器材，因此自制教具是补充这一空白的重要途径。而自制教具它又有不可取代的意义，自制教具在教具中占有很重要的位置。从改革教学方法的角度看，它会比一般教具更有使用价值。国际上通常把自制教具称之为“无价”或“廉价”教具。这种称呼只指花钱少，不是指教具本身的使用价值。国外教育界的人士，非旦不小看廉价教具，相反，还非常推崇它，广为提倡。

许多关于廉价教具的国际研讨会都是做为教学原则和方法的学术活动来进行的。可以毫不夸张地说“自制教具是教学过程中永恒的话题”。自制教具有很强的针对性。一般都是针对教学的重点，难点进行研究制作教具。在弥补工业产品品种数量之不足、扩大学生动手使用教具的机会，强化动手能力的培养，改革教学方法，提高学习的积极性等方面，也都需要有针对性和选择性。

自制教具有很强的灵活性。从设计构思到具体制作，都由作者自行创意筹划，制作过程中也可以停下来修改。从使用角度看，可以在课堂上边讲边做。也可以利用课余时间制作，更可以和其他相关课题结合起来。灵活性还表现在同一课题可以有许多不同表达形式，以适灵活的教学方法，这是工业品无法比拟的。1.自制教具实例

1.1直臂杠杆与简易托盘天平

直臂杠杆与托盘天平的工作原理都相同，都是根据杠杆平衡原理自作城的，根据它们的工作原理相同，我们可以讲直臂杠杆和托盘天平融为一体，自作成的直臂杠杆经简易改装后即可成为托盘天平。由于天平有一步是要调节平衡，二制作的直臂杠杆又很难达到这一效果，因此可以在杠杆两端加入平衡螺母，即可调节细微的平衡。为了使杠杆更直观形象，使学生更易接受和理解，可以在杠杆上刻上刻度。在杆的中央垂直地盯上一个丁，这样也可是托盘天平直观形象。

1.1.1所需器材

一块10c m×10㎝×2㎝的木底板，一根40㎝×3㎝×2㎝的木条，一根50㎝×2㎝×1㎝的木条，铁钉两枚，刻度尺，带螺帽螺丝钉两枚。两个相同的盒盖，细铁丝若干

1.1.2制作方法

（1）将作支撑的木条竖直的固定在木底板上，在支撑的木条的上部中央订一颗较大的钉。

（2）在作杠杆的木条上刻上刻度，并每隔5cm打一个大小与支撑木条上的那个较大钉的直径差不多的孔。在木条的中央处垂直订上一铁钉作天平的指针。

（3）在杠杆的两端各安装上一颗带螺母螺钉作天平的平衡螺母。用细铁丝

制成两个圈以便挂托盘。如图1

图1

1.1.3等臂杠杆

（1）将杠杆的中心那个孔穿在支柱的钉上，调节杆两端的平衡螺母，使杆处于平衡状态

（2）在杆的两端分别挂上重物或砝码使杠杆处于平衡。任意规定一端作为动力。则支点到所挂物体处即为动力臂，另一端相应为阻力和阻力臂，在杆上读出相应力臂的长度，根据力臂的长度和所挂物体的重量即可得出该杠杆为省力杠杆还是费力杠杆

（3）把钩码挂在杠杆的另一侧，弹簧秤挂在钩码与支点之间的上方，这时钩码对杠杆的作用力向下，弹簧秤对杠杆的作用力向上，杠杆仍能保持水平位置。把钩码的重力作为阻力，弹簧秤的拉力作为动力，改变力与力臂的数值，使杠杆平衡。可由力矩平衡公式

F1L1=F2L2

验证结果与理论结果相同

1.1.4托盘天平

（1）将杠杆的中央孔穿过支柱的钉上，调节杆两端的平衡螺母使之平衡。

（2）用细铁丝系在挂钩上作托盘天平的两个盘。如图2

图2

（3）将托盘挂在距支点相同的挂钩上，按照左物右码的原则进行实验

1.1.5讨论

上述自制教具起了两个作用，一是演示了杠杆原理及平衡条件，二是演示天平的工作原理及操作方法，由于这是自制教具，精确度肯定不够，只能作为演示实验用，让学生了解其工作原理，途径和操作方法。若要使精确度高些，在打孔时就要严格要求，尽量用均匀的木条作杠杆，支撑柱上的铁钉打润滑油，支点用刀口状。我认为这种自制教具法，虽然精确度下降了，但直观性和演示性明显

提高了，更容易使学生接受物理知识和概念，将生活与物理结合起来，真正从生活走向物理，物理走向社会。

1.2光的反射实验仪器

教师在讲授光的反射规律时，要将光的反射规律讲得透彻生动,就不得做不光的反射实验，将光的反射轨迹展现给学生看,从而通过结合不同入射角度时光的反射图,让学生自己总结出光的反射规律.然而如何在课堂中形象、生动地展现光的反射轨迹呢？怎样才能使反射轨迹留下来呢？根据平面镜的反光原理，将光斜射在平面上，在平面镜上垂直地放一硬纸板，从而达到将光的反射轨迹保留下来的效果。

1.2.1 光的反射模型的建立

（1）5cm × 3cm的平面镜一块, 10cm X 10cm硬纸板板一块（中线处对折),502胶水一瓶，激光笔一只，量角器一个

（2）在纸板的中线处画一直线代表法线，在中线的一端点作为原点，用量角器画出各个角度（类似于一个量角器）

（3）用502胶水将纸板中线的一面垂直地粘在平面镜上.如图3

1.2.2 使用方法

（1将制作好的模型放在桌面的较高处，让全班同学都能观察到实验现象

（1）用激光笔紧靠着纸板斜射在平面镜上，入射点一定要在原点处。让学生观察入射角与反射角的大小

（2）改变不同的入射角重复实验

1.2.3讨论

本实验形象地展现出了光反射的轨迹，实验用简单的材料进行加工，将不易观察到的现象保留下来，但由于粘纸板时平面镜上会留下胶水，使入射光分散，反射轨迹出现不明显的现象。同时，纸板严格要求必须与平面镜垂直，而由于操作存在误差，轨迹也可能不太精确。故本实验在粘纸板细心谨慎，实验效果应该比较理想。通过自制该实验器材，应该比很多中学的该实验仪器效果好，中学的该实验仪器主要缺点是太小，实验现象不明显，误差也比较大，学生很可能总结不出反射规律。当然，比没有实验器材教学效果会好很多，该规律最主要的特点是可以让学生观察实验，通过现象自己总结出规律，这样会使学生印象深刻，彻底理解规律

1.3 电路的短路现象

电学的电路图在中学物理中是个重点。也是个难点，电路图都是由最简单的串、并联电路组成，短路现象在电学中是要特别注意的，电路一旦出现短路就会烧坏用电器、电源设备或线路，甚至危及人身安全，出现各种严重后果，本实验教具以短路电路作为出发点，一方面表现出短路现象，另一方面让学生学习电路图，了解用电常识。

1.3.1 短路电路仪的设计

(1)两个开关，若干导线，木板若干，电灯泡两个，两箱插座一个，两箱插头两个，保险丝若干段，闸刀一个，螺丝若干。

(2)将木板钉制成如图4所示的模型