自制教具为实验教学添光彩

在物理教学中，课堂演示实验作为一种重要的教学策略，它是影响课堂教学效果的关键因素，是学生掌握概念、规律的重要途径. 要提高演示实验教学的质量，自制教具是一条很好的途径.它不仅可以补充仪器不足，减轻学校经费开支，更重要的是能提高教学质量，而且有助于培养师生的动手操作能力、观察能力、独立分析解决问题的能力；同时也使学生受到良好的科技意识教育.本人结合多年的实验研究，认为从以下几个方面进行教学，可使实验教学取得良好的效果.

一、提高实验的可见度

所谓提高可见度就是指在实验时，能让全班学生清楚地看到实验装置、组成结构、操作过程，以及实验中所发生的现象，并读出有关数据等.要做到这一点，教师应把演示架或演示台加高，观察小物体时可以采用幻灯、光路、行程放大等方法.对一些难以观察的现象用较明显的实验加以演示.

案例一：发声的物体在振动.如图1所示，用橡皮筋把光滑塑料薄膜（A）牢固地固定在纸筒（B）的一端；把纸卷成一个锥形（C），用胶带粘住；用胶带将锥形的小头和纸筒的重叠处粘牢，就成了耳朵的模型；用橡皮泥把卡片（D）固定在桌子上，用手电筒（E）照射薄膜，使光点出现在卡片上；对着锥形管大声唱歌或大声说话，光点就会快速抖动.这类实验器材的原理与卡文迪许扭秤一样，通过光的反射使反射光的光斑落在较远处，当反射面有微小转动（或振动）时，入射角与反射角的变化虽不大，但反射光斑有明显的移动.对着圆筒讲话，塑料薄膜的振动虽然看不出来，但反射光斑的移动却非常明显，由此说明发声的物体在振动.同类实验还有桌子的微小形变等，也利用光放大作用.

二、增强实验的可信度

在学习中有许多规律由于当时的条件所限，没有通过实验验证；有些现象虽不可见，但又确实存在.如果我们想办法对一些难以察觉的现象用较明显的实验加以演示说明，则效果会很好.

案例二：空气的质量.大家知道空气也是有质量的.怎样证明空气也有质量呢？实验材料：一架天平、两只一样重的气球、打气筒.具体操作：第一，把两只气球分别放在天平的两端，天平保持平衡；第二，拿起另一只气球，给气球打气并将气球口系紧；第三，将打了气的气球放到天平的一端，没打气的气球放到天平的另一端，观察天平的变化.两只气球在打气前，质量相等，因此天平保持平衡.打气后的气球增加了气球内空气的质量，因此，天平偏向打气后的气球一端.如果是带有指针刻度的天平，就能测出空气的质量.

案例三：千人震.如图2所示，实验室中的变压器红色线圈接1600匝，串联上开关和干电池构成闭合回路，然后两根导线分别接1600匝线圈的两个接线柱，被“串联”起来的两边人手握着导线的金属部分.当开关接通时，人没有感觉，可当开关断开瞬间，他们突然受到电击，迅速收回双手.让学生体会自感电动势的产生.

三、扩大实验的同类量

说明同一个问题，往往有许多种实验方法.为了加深学生的印象，可以尽可能增加同类实验的次数，创造较多的意境，使学生在大量事实面前相信实验是必然而非偶然的结果.例如在做超重和失重实验时，同学们用以下几种不同的方法都能达到实验目的.

案例四：变化的水球.装置结构如图3所示，用一矿泉水瓶（A），在其底部开一个直径2cm的小孔（B作通气和注水用），把一块适当薄的橡皮膜（C）用橡皮筋扎在瓶口上，瓶内注入适量的水（加两滴红墨水以便于观察）.实验时，通过观察水球大小的变化来研究水的超重、失重现象.通过瓶底的小孔向瓶内注入适量水，使扎在瓶口处的橡皮膜尚未形成水球，并让学生观察水球的大小（几乎无水球），手提瓶子加速上升，可看到橡皮膜突然增大成水球，加速度大的话，橡皮膜将会破裂，这说明瓶内的水对橡皮膜的作用力增大了，水在这种状态时，就是超重状态.向瓶内注入更多水，使扎在瓶口处的橡皮膜形成一个较大的水球，让学生观察水球的大小，然后，让瓶从高处自由下落，可观察到水球消失，这说明瓶内的水在自由下落过程中对橡皮膜没有压力的作用，水在这种状态时，就是失重状态.

案例五：亮灭的电珠.将手电筒竖直向上放置，打开开关，拧松后盖，使小电珠恰能发光，如图4所示.手持手电筒，保持竖直，突然向上运动，结果小电珠变暗；使手电筒的后盖再稍微旋松一点，直至小电珠刚好熄灭；手持电筒突然向下运动，结果小电珠变亮.

案例六：消失的压力.在一个平底吊盘上放一个重物m，把一张薄纸条A的一端压在重物m和吊盘之间，如图5所示，纸条尽量窄且不很结实.当抽动一端时，纸条轻易地被拉断.实验时，一只手把纸条的另一端固定，另一只手提着盘的吊线B（也可以请学生上讲台来帮助教师完成此实验）.先用手提着盘和重物慢慢下降，则纸条先被拉紧，接着就断裂了.第二次换一张同样的纸条，把纸条的一端压在重物和盘之间，另一端固定，但是提吊线B的手突然放开，使盘和重物同时自由下落，可以看到纸条不但没有被拉断而且完好如初.这是因为自由下落过程中重物完全失重，不受盘的支持力，其反作用力——重物对盘的压力也就消失了，使静摩擦力不复存在.因此，可以从容地拉出纸条.

四、增强实验的趣味性

托尔斯泰曾经说过：“成功的教学，所需的不是强制，而是激发学生学习的兴趣.”努力激发学生学习兴趣，让学生享受学习的乐趣，是物理教学的任务之一，也是减轻学生课业负担、提高课堂教学质量的有效途径.物理教师实现教学目标的重要手段之一就是结合学科的特点，运用实验展示物理的魅力，增强实验的趣味性，以培养学生的学习兴趣，使学生积极主动地学习物理，学好物理.

案例七：覆杯实验.

1. 掉不下去的塑料垫板.如图6a所示，盛水的杯子上覆盖塑料垫板，杯口朝下时，垫板会掉下来吗？操作：在玻璃杯里装满有色水，用塑料垫板盖好杯口，一只手扶杯子，另一只手按住垫板，将杯口翻转过来，使杯口朝下.扶着垫板的手轻轻放开，垫板不会掉下来.若这时让杯子倾斜，垫板仍然不会掉落.如果杯子里的水不满或没有水，塑料垫板会怎样？实验中塑料垫板会掉落.

2. 纸片能托住满杯水吗？在图6a中把垫板换成一张纸片进行实验，纸片能托住水，如图6b所示.

3. 有孔的纸能拖住水吗？在空杯内盛满有色水，用大头针在白纸上扎许多孔，把有孔纸片盖住杯口，用手压住纸片，将杯倒转，使瓶口朝下，将手轻轻移开，纸片纹丝不动地盖住杯口，而且水也未从孔中流出来.为什么？液体的表面张力作用.

4. 纸片能托住半杯水吗？在空杯内盛半杯有色水做上面实验，纸片同样能托住半杯水，如图6c所示.为什么？纸片较软，翻转后杯内气体的体积增大，压强减小所致.

总之，自制教具在物理实验教学中有非常重要的作用，它不但对提高教学质量有好处，对教学策略的革新和人的素质培养也有好处.也极大地激发了学生的学习兴趣，进一步为学生的创造发明打下良好的基础，为实验教学增添美丽的光彩.