物理实验教学中实验器材的开发

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　　物理实验器材的开发，由于是自己制作，往往在构思、取材或局部结构方面可以有自己的特点和某些改进，这就给了学生创造了机会，有效地开发学生的智力，开拓思路，调动学生的发散性思维，启迪智慧，促进学生智能发展。
　　
　　一、材料代替
　　
　　材料的替代其实也是一种创新，特别是本来就简单的实验再进一步简化那就不是一件轻而易举的事。有的实验本来已很好，但如果用低成本物品来代替则更简单、更有趣。这应是低成本实验开发中不可忽视的一部分。如在“升华和凝华”一节，通常只是教师按照书本演示碘的升华和凝华，只有前面的部分学生能看到，学生兴趣不高，实验效果也不佳。为了激发学生的实验兴趣，课前如果布置学生以小组为单位自备一些樟脑丸和带叶的树枝。课堂上让学生把樟脑丸研成粉末并与松树枝一起放入烧瓶中，用酒精灯给烧瓶微微加热再移去酒精灯，当同学们看到自己制造出的人造“雾凝”时都兴奋不已，而且通过实验也亲身体验到升华和凝华的条件，实验器材简单，现象直观，极大地激发了学生的研究兴趣。当你看到这样的实验，你一定会发出这样的惊叹：“原来这东西也可以这么用”。
　　只要我们平时注意观察身边的东西，再动脑想想这东西可用来做什么实验，一定可以开发出更好的实验来。但是在用低成本材料来替代原有实验过程中要特别注意保持原有实验好的一面，万万不可一味追求低成本而丢掉了原有实验的优势。比如为了达到一物多用的目的，用可乐瓶来演示摩擦起电，虽然也能成功，但效果并不明显。
　　
　　二、改进原有实验
　　
　　长期以来，经过广大物理教育工作者的努力实践，已经开发出很多很好的实验。但不管多么完美的实验，只要实验的对象是不断发展的人，只要实验考虑到学生原有经验，只要实验是以先进的教学理念为指导，那么实验就必须不断改进。何况目前很多实验还存在一些不足。比如物理教材里有一个“电流热效应”的演示实验：在烧瓶中装入一根电阻丝，通入电流后电阻丝发热，水加热后温度计示数升高。这个实验器材多，操作复杂，且可见度不高。为了让学生更好地观察和理解，把该实验改进成分组实验。对铅笔芯通人电流，把铅笔芯放在蜡烛的上面，观察蜡烛的熔化情况。这样的改进，使实验操作简单易行，同时学生容易观察且增强了动手的能力。可见，改进优化物理实验，既能使物理课的原味变得清新宜人，又能提高物理课的教学质量。
　　当然这里所说的改进主要指实验方法的改进。如大气压把鸡蛋吸入空瓶的实验，经过具体实验该实验有许多不妥之处，归纳起来有如下几点：①实验时瓶底要放沙子，这样当鸡蛋掉人瓶中后，已沾上许多沙子，鸡蛋又不容易取出，不好重复使用。②鸡蛋价格较贵，使实验成本提高，也不利于教育学生珍惜粮食。针对上述弊端，可以对该实验进行如下改进：①使用普通的玻璃瓶来代替广口瓶。②用注了水的小气球代替熟鸡蛋，给小气球注水时需使气球的直径略大于瓶口，使之放在瓶口上不会自动掉入瓶中，注完水后在气球口扎上一个死结把口封住，不让水流出，注水气球就算制好了。实验时先把注水气球放在瓶口上用手压注水气球，不能压入瓶中，这是瓶中有空气的缘故，把注水气球从瓶口拿开，把点燃的酒精棉球丢人瓶中，火不熄灭，再把注水气球放在瓶口，很快就被大气压压入瓶中，因为点燃的酒精棉球消耗了一部分瓶内的空气，这样外面的大气压大于瓶内气压，大气压即刻把注水气球压入瓶中，球入瓶中把火压灭，球完好无损。经改进的实验不再使用熟鸡蛋，降低了实验成本，更重要的是注水气球落入瓶中，不会被火烧坏反而把火压灭，注水气球可从瓶中取出进行重复实验，显著提高了实验效果，既科学又有趣。
　　
　　三、设计新实验
　　
　　如何才能设计出较高品质的低成本物理实验呢?应该考虑得较多的是对于某个新知识的学习，不要在学生毫无思想准备时冒然地强加给学生，而应想办法通过一些对学生来说简单但很熟悉的材料把有趣的意料不到的现象摆在他们面前，使他们的认知结构发生激烈冲突，在他们感觉到有寻找其它知识来解释他们所面临的现象的必要时，再开始新知识的学习。比如关于凸透镜成像的实验，传统的教学方法是直接用放大镜来给学生观看东西，或做教材所安排的透镜成像规律实验，这样做实际上是教师通过放大镜告诉学生“凸透镜具有放大作用”，比起教师直接告诉学生进了一步，但学生还是很被动，根本没有主动地去思考，学生的脑力活动根本没有参与到实验中来。那么怎样才能使学生积极地去思考去探究呢?首先，实验必须能激发他们的思考和探究的欲望，这样学生积极主动地思考探究才成为可能。可以这样来设计：将一块泡沫割成长宽高均为10cm的正方体，在上表面挖一直径10nma的圆槽，在槽的边沿用红漆涂上一圈，然后手拿一直径为12mm～15mm的透明玻璃球到槽口正上方，通过玻璃可看到圆槽边沿的像，当将玻璃球慢慢下放到圆槽上时，会发现小圈的像慢慢放大，最后不见了，这时再从玻璃球底边看也看不见了。一个人准备学凸透镜有关知识，看到这样的现象时，就会想是为什么呢?激发起想学的欲望。
　　积极开发低成本物理实验可以极大的缓解教学设备对新课程物理教学的制约作用，通过低成本物理实验的开发可以加强物理与社会和生活的联系，学生的学习主动性可以得到充分的发挥，可以极大调动学生的学习积极性。
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