高中物理自制教具的主要类型.doc

高中物理自制教具的主要类型 □朱成巧 浙江省温州市龙湾区教育局325011 学生掌握物理规律的基础是感性认识。在学生对所学的物理问题尚未获得必要的感性认识的情况下，要他们掌握物理规律是不可能的。因此，实验是物理教学的基础。 由于课程改革的推进，新技术新手段新思想的不断产生，学校物理实验室的现成装备永远不可能满足教师与时俱进的教学需要，因此，作为一名高中物理教师，自制教具应当是一项不可缺少的基本功。 了解自制教具的类型，可以启发思维，培养教师自制教具的创新意识和能力。笔者经过大量的观察、分析，对各类杂志、书籍、评比、展示等涉及的自制教具进行归类，发现近年来的自制教具主要有以下五个类型。 1、利用自制教具，演示物理现象 物理现象是自然界及社会生活、生产中客观存在且未被加工的与物理学有关的原始现象，是进行物理探究的重要素材。杨振宁教授认为：“很多学生在物理学习中形成一种印象，认为物理学就是一些演算。演算是物理学的一部分，但不是最重要的部分，物理学最重要的部分是与现象有关的。绝大部分物理学是从现象中来的，现象是物理学的根源。”由此可见，物理现象对物理学研究起着重要作用，学生只有知道物理现象，才能升华到对物理概念和物理规律的理解，才能正确地、客观地解释观察到的物理现象。在具体事例中才能运用所学知识解决实际问题。物理现象也是物理探究的源泉。 学生周围常见的物理现象可分为自然现象、社会生活中与物理有关的现象、社会生产中与物理有关的现象等。在物理教学中，以下一些物理现象，都是自制教具的常见内容：超重失重现象，共振及电谐振现象、静电感应现象、电磁感应现象，水流导光现象，涡流热效应现象，电容器充放电现象，霍尔效应现象、光的各种干涉、衍射现象，光在非均匀介质中传播时的光线弯曲现象，光的反射、折射与全反射现象，压缩气体温度升高、气体急速膨胀时温度下降现象等。 2、利用自制教具，模拟物理现象 利用物理模型模拟物理现象，是自制教具的一种常见手法。特别是一些实验室无法直接显示和研究的现象，模拟可使观看者可以比较直观地了解该现象的物理本质及其原理，使抽象的问题具体化、直观化。 图1在物理实验室现成配置的仪器中有许多现成的物理模型，如“磁感线模型”、“眼球模型”，“布朗运动模拟演示器（图1）”等。 图1 在自制教具中，也出现了很多模拟物理现象的实验作品，诸如：α粒子散射实验模拟演示仪、电动势原理类比实验仪、 彩虹形成演示仪等。 例1：利用静电高压感应圈、两金属圆板、玩具房子组合，磨尖长铁丝，制作 “模拟雷电现象和避雷针原理”的装置。取材容易，现象生动，操控性和趣味性强，在教学中有很好的效果。 图2例2：笔者曾根据教学中学生的疑难点，自制了“水波干涉原理立体模型（图２）”。采用底座附有磁铁、模拟波形的有机塑料片模型来代表水波，并且利用模型的可移动，使静态的模型可以动起来。让水波干涉现像立体化和动态化，以减少学生理解过程中的想象环节，为正确、深入理解水波的叠加现象和干涉原理铺平了道路。 图2 3、利用自制教具，探究和揭示各种物理规律 在中学物理教学中，涉及到的物理规律很多，诸如：力的合成与分解、运动的合成与分解、曲线运动物体的瞬时速度方向，自由落体规律、平抛规律、牛顿三大运动定律、动量定理及动量守恒、动能定理及机械能守恒、简谐运动规律、受迫振动与共振规律、库仑定律、电阻定律…….物理规律来之于实验，而实验方法和手段不断推陈出新，为自制教具提供了广阔的天地。如：利用数码照相机制作“频闪照片”，就是近年来新技术出现后引入的新实验器材和方法。 例3：利用现成器材简单组合，演示弹簧的振动频率与振幅无关 弹簧振子的振动频率和周期与振幅无关，是学生难于理解的一个知识点，学生的直觉往往是认为振幅越大周期越大、振得越慢。在教学中，许多教师往往是直接告知学生结论，学生印象不深、理解不透。 图3如图3所示的简易小实验能很好说明弹簧振子的振动频率和周期与振幅无关。取两个铁架台，中间固定一横杆，在横杆上悬挂两条相同的弹簧加上两个相同的重物，组成两个相同的弹簧振子，让两个振子同时以不同的振幅开始振动，让学生观察实验现象，便能很快发现其振动周期相同的实验结论，而且还可能让它们留下难忘的印象。 图3 该实验取材简便，演示不用2分钟，但却很好地说明问题，并且也可以给学生继续探究：若弹簧相同取不同的重物、弹簧不同取相同重物，结果又如何？ 4、利用自制教具，制作（或创造）生产生活中的各种产品、机器设备及简易模型 学习物理知识的主要目的，在于应用于实际。通过理论应用于实际，解决实际问题、进行创造发明，才能加深对知识的理解、开阔学生的眼界，才能将知识转化为能力，才能真正培养学生的创新精神和解决实际问题的能力。 自制教具中