物理自制教具设计与制作

2.对实验的改进：把教材上出现过的几个实验综合起来，取之优点，对现在九年级下册教材上的“探究影响电流热效应的因素”实验演示加以如下改进：主体部分不改变，还是用现在教材上的烧瓶、橡皮塞、电阻丝加热方法。把橡皮塞上的温度计改为细长玻璃管，细玻璃管中吸入（高1～2厘米左右的）红色液柱，因为温度计中温度变化能见度低，只限于温度计附近的少量学生能看清，后面的大多数学生根本看不清温度计的液面变化，而观察细长玻璃管中的红色液柱变化就容易多了，能见度也高了，在玻璃管后衬上有刻度的白屏观察液柱升高情况效果更佳；把烧瓶中加热煤油改为烧瓶中加热空气，因为空气的比热容比煤油的比热容小，加热时空气吸热升温比煤油吸热升温快得多，更有利于节省宝贵的课堂教学时间，提高课堂教学效率。此实验改进后，电阻丝通电发热，瓶内空气温度迅速升高，空气发生热膨胀，使细玻璃管中的红色液柱上升，这样直观明显，见效快，教室内的学生都能观察到，课堂教学效果大大增强。
物理自制教具设计与制作
摘 要： 随着物理新课程标准的贯彻实施，现代化教育装备的到位，物理实验仪器设备的配备还是和物理教材上的要求有一定差距。新的初中物理教材增添了许多活动，而且苏科版物理教材变化较快，导致物理实验室的仪器配备有明显的滞后性，有的仪器不能满足教学的需要或教学效果不显著，有的仪器不切合实际或使用不便。因此设计与制作操作简便、教学效果更显著的自制教具已成为填补这一空白的重要手段。
关键词： 物理 自制教具 设计 制作
初中物理自制教具设计与制作对物理教学有巨大的推动作用。可以促进教学内容和教学方法的改革，支持新课程的实验和推广，进一步推进素质教育的实施；可以发挥探究性实验的积极性与创造性，充分激发物理教师的想象力和创造力，培养学生的创新精神和实践能力；可以有效化解物理教学中的重点和难点，提高课堂教学效率，优化课堂教学效果，激发学生的学习兴趣和动力。
1.实验器材：激光笔（玩具手枪上的激光瞄准器）、平面镜、铁架台、双面胶、学生用的透明胶带。
2.实验原理：利用激光笔形成的光线在平面镜上反射后形成的光斑，通过光斑移动把微小的形变放大。
3.实验操作过程：①把平面镜放在讲台台面中央，用双面胶固定好镜面，确保平面镜和讲台台面一起同步运动。②用学生透明胶带把激光笔固定在铁架台上，置于另一张桌面上。③调节激光笔的高度和入射光线的角度，使激光笔发出的光线能在平面镜上形成光的反射，而且反射后的光斑要成在学生都能观察到的白墙上。④用力压讲台台面，学生通过观察激光反射后形成的光斑发生的移动，说明讲台台面发生微小的形变。
（二）直观性
物理自制教具是用来更好地演示物理现象、物理规律的，目的是要让全班学生都能清楚地观察到物理数据、规律、现象的变化，能见度要高，因此自制教具的尺寸要大些，结构要简单明了，重点是能突出要演示的现象。如果自制教具比课本上安排的还要复杂，学生观看了实验却一头雾水，不能理解实验目的、实验原理，收获很少，那么自制教具的设计就是不成功的。物理自制教具要力求让学生较容易地看懂教具要演示的物理知识，能让学生在原有的知识基础上产生迁移，从而更好地理解新的物理知识。百度文库
（三）趣味性
物理自制教具在演示过程中要适当带点趣味性与娱乐性。就像玩魔术那样，让学生观察到意想不到的现象，那样就能大大激发学生的好奇心，发挥学生的想象力与创造力，最终透彻地搞清物理原理，就可以使学生对物理学产生浓厚兴趣，也就可以使学生养成积极主动学习的习惯。
（四）安全性
自制教具在使用时必须有良好的安全性与稳定性。在演示过程中不能产生有毒、有害的气体，不能发生爆炸、爆裂现象。自制教具本身不能有锋利边角，电学上的自制教具不能直接使用高压电，要选用低于安全电压的低压电源。要有良好的自我保护意识，同时要保护好讲台下仔细观察的学生，防止意外事件的发生。
实验设计思路：八年级下册物理教材上的“形变和弹力”这节内容中，气球的形变、弹簧的形变、橡皮筋的形变很明显直观，但是较硬、较大的物体（如讲台、黑板、楼板等）受到力的作用是否也发生形变呢？这是学生非常感兴趣的、十分想看到的、实际发生的形变。我们可以借用光发射时光斑发生位移放大微小的形变，这有利于学生理解物体受到力的作用会发生形变这个知识点。这个显示微小形变的演示实验装置简单易操作、效果显著。
（四）自制教具的材料应该是日常生活中常见、熟悉的废旧材料、废旧物品，要做到少花钱或不花钱，提倡“坛坛罐罐制教具，拼拼凑凑做实验”。这样的自制教具既成本低，又贴近学生日常生活，让学生一眼就能看到材料的来源，在熟悉材料的基础上充分发挥学生想象力，有利于理解自制教具要演示的物理原理。
三、物理自制教具案例
（一）讲台的形变
4.实验结论：力可以使物体发生形变。
5.实验的扩展：这个实验还可以用于演示声音是物体的振动产生的。
（二）探究影响电流热效应的因素
1.教材简介：物理教材上对这个实验的安排几年来都有变动。有用两根电阻值不同的电阻线圈串联后分别插上相同的火柴棒，通电后比较哪一根电阻线圈先点燃火柴，先点燃火柴的电阻线圈温度升高得多，产生的热量也就多；有在橡皮塞上插上两个电极（铜丝）和细长玻璃管，电极下面接不同电阻值的电阻丝，橡皮塞塞紧烧瓶，调节细长玻璃管中的煤油液面等高，通电电阻丝加热烧瓶中煤油，煤油温度升高、体积膨胀，通过观察煤油在细长玻璃管中上升情况比较电流产生热量的多少；近几年也是用电阻丝加热煤油，只是把细长玻璃管改成温度计了，直接通过观察煤油的温度升高情况比较电流产生热量的多少。这些实验在教师准备时、学生操作时较繁琐，不利于学生观察，特别是用于实验演示。
一、物理自制教具的设计要求
（一）科学性
物理自制教具应该有正确的物理学思想，科学性要高。给学生以准确的物理学知识，并且在基本知识到位的基础上，在内容方面力求新颖；给学生以智慧和启迪，注重启发学生的思维，激发学生的创造精神；给学生以方法，努力让学生从死记硬背、应试教育的模式中挣脱出来，受到思维训练和科学方法的熏陶；培养学生积极的进取精神，提倡献身科学的精神，勇于探索，不怕挫折，锲而不舍。
二、物理自制教具的制作要求
（一）自制教具时要紧贴物理教材，不能脱离物理教学大纲、新课程标准的要求，要遵循一定的认知规律，也要有一定的创新、创造。
（二）自制教具时要抓住点滴进行改进。教材上安排的实验，我们要肯定它，不能完全否定，要在教材原有的实验基础上进行改进，起到画龙点睛的作用。
（三）自制教具时要从实际出发量力而行。在教材原有的实验基础上，根据自己的能力、财力、精力进行自制教具的制作，不能因为自制教具而影响正常的教学工作。