組裝創新實驗初探

單樂君

一、自制組裝實驗一：自制簡易浮力演示器的制作及使用方法

浙江教育出版社出版的科學教科書中的浮沉條件知識是通過改變鹽水的密度從而實現鹽水中雞蛋的浮沉實驗中得出。是否可以從改變物體自身重量角度更直觀清晰地來實現物體浮沉條件的控制？筆者自制了簡易浮力演示器解決了此問題，且材料簡便易得，制作方便可行，操作可反復進行。

（一）實驗儀器準備和制作方法

1.實驗儀器：透明塑料大量筒1個，石棉網一張，60ml抽氣針筒1個，小橡皮兩根，磁鐵一顆，輸液器中如圖（1）滴筒取兩個，如圖（2）三連管取1個，紅墨水少量，透明膠帶紙少量，泡沫膠少量。

2.制作方法：把上圖（1）中兩滴筒用透明膠綁在一起作為浮筒。浮筒上端綁一圈泡沫膠，下端雙筒中間夾一磁鐵，再在雙筒四周綁一圈泡沫膠，然后把三連管、針筒分別用小橡皮連接，制作示意圖如下圖（3）。

（二）演示器裝置圖

演示器裝置如圖（4）。

（三）實驗過程

把浮筒放入水面時筒內水量為0，此時浮力等于重力，浮筒輕松實現漂浮。當針筒抽出浮筒內少量氣體，少量水就進入筒內，增加了浮筒整體重量（浮筒和筒內水重量），于是浮筒稍下沉，后又由于達到浮力與重力相等而又漂浮于水面。當抽氣量不斷增加，浮筒內不斷增加進水量，可實現浮筒懸浮水中，甚至沉入量筒底部。船身一般用金屬做，筆者在量筒底部放一張去除石綿的金屬網模擬沉船。當排盡浮筒內水時，浮筒立即吸引金屬網后快速浮到水面，從而達到模擬打撈沉船效果。

（四）實驗現象處理

（五）實驗反思

1.如何增加裝置穩定性？

浮筒上端綁上泡沫膠增加上部浮力，下部綁磁鐵以穩定重心，這樣整個裝置一拋進水面就能自然輕松地豎直漂浮水面。

2.如何得到材料？

小橡皮管去自行車修理店購買，很便宜。大量筒可用透明塑料杯或玻璃杯代替。三連管、針筒及浮筒可從廢棄的輸液器中獲取，利廢又環保。

3.如何增加實驗現象的可視度？

往量筒里滴入幾滴紅墨水，則浮筒內進入水的量可通過透明量筒觀察到。

4.如何增加實驗趣味性？

如今繁忙的海上運輸不可避免地出現沉船事故，而船身一般用鋼鐵做的，筆者用去掉石棉的石棉網代替沉船，事先放在量筒底部，用浮筒底部的磁鐵吸引石棉網后浮筒上浮，來模擬打撈沉船，頗具故事色彩。

二、自制組裝實驗二：音叉微小振動放大演示器的創新設計

聲音的產生原因是物體的振動，而浙江教育出版社出版的科學教科書介紹了只適合學生分組實驗的橡皮筋振動發聲，例舉的聲帶振動發聲也不夠直觀。筆者敲擊這套自制器材的音叉，振動發聲響亮，同時又把叉股振動清晰放大顯示到墻上，振動時間持久，現象十分明顯。

（一）演示器裝置圖

演示器裝置如下圖（5）。

（二）制作材料：音叉（附共鳴箱和棒錘）1個，塑料管1根，小反射器1個，激光筆1支，附鐵圈的鐵架臺1個，小夾子1個，畫有豎直黑線條的白紙一張，透明膠帶及雙面膠適量。

（三）制作方法及技巧

在其中一個音叉叉股上端用透明膠綁住一根細、硬，又較有彈性的約2.5cm長塑料管一根。在塑料管頂端用雙面膠貼上一個輕巧的反射器。反射器可以用實驗室的反射、折射演示器中的小塑料反射器或錫箔紙。在鐵圈上用透明膠固定與反射器等高的激光筆。

（四）原理及使用方法

把有豎線的白紙貼在墻上，用夾子夾住激光器，讓激光發出。音叉不振動時，激光通過反射器反射于墻上是一個很細的光斑。敲擊音叉時，叉股微小振動的同時，綁在叉股上的塑料管頂端的反射器由于離振源較遠，將發生較大振幅振動，激光通過反射器反射到更遠距離的墻上的白紙上的光斑會出現更大振幅的振動，大約在黑線兩側拉開1分米幅度且光斑振動時間可達2秒左右，后光斑振動幅度減為0。

（五）演示器特點和用途

1.特點

充分利用了長塑料管的第一次振動放大和反射器發射激光到墻上的第二次振動放大，把振動光斑清晰持久地投影在墻上白紙里。白紙上豎直黑線可比較振動幅度的放大程度，每次敲擊音叉，振動的光斑延續約2秒，可讓學生有足夠時間仔細觀察。

2.用途

用作聲音的發生原理演示實驗比書中皮筋振動發聲和聲帶振動發聲實驗更能激發學生興趣，更能刺激學生視覺。

三、自制組裝實驗三：澆不滅的蠟燭、燒不著的紙

實踐證明，教學中能否創造一種最佳學習情景是教學成敗的關鍵。在引入平面鏡成像概念時，若能改變浙江教育出版社出版的科學教材中的照鏡子實例，而用一個小實驗“澆不滅的蠟燭、燒不著的紙”引課，引導學生在對實驗現象不斷質疑中獲取知識，在合作探究過程中鍛煉能力，同時又可充分調動學生學科學主動性、積極性。下面筆者詳述這個實驗制作演示全過程，供大家參考。

（一）演示裝置

演示裝置如圖（6）、圖（7）。

圖（6） 圖（7）

（二）實驗原理：燭焰經玻璃板反射，在玻璃板后面等距處能成像，且成虛像。

（三）實驗指導

1.實驗用品

等長兩根蠟燭，燒杯兩只，火柴一盒，涂黑盒子一只，玻璃板一塊，中有凹槽的木板一塊。

2.實驗步驟

用內黑的盒子擋住要點燃的蠟燭。把玻璃插入木板中間的凹槽中，讓玻璃垂直桌面放置。在玻璃板后面等距處放一燒杯，燒杯中放一蠟燭，然后點燃玻璃板前的蠟燭，透過玻璃板觀察到在燒杯中的蠟燭上有火焰為止。向此火焰不斷倒入另一燒杯水，或用紙的一角放在此火焰上，看有什么現象發生。

3.實驗現象

為什么火焰用水澆不滅？為什么用火焰點紙不會燃燒？讓學生真真切切感受實驗現象，創設情景疑問，最后通過揭密實驗，讓學生恍然大悟：原來是真正的火焰被擋住了，而看到的火焰是玻璃板反射形成虛像，誘導學生積極思維。

4.實驗幾點說明

盒子內必須涂黑，否則盒內蠟燭點燃時，盒子也會經玻璃在另一側成盒子的像，影響實驗真實性。對于盒子與木板間的縫隙，不妨用燭油密封，以保證燭光不透光給學生且在移動木板時盒子不易倒掉。且燒杯中蠟燭應事先用燭油固定到燒杯底，以免水倒入蠟燭上時沖倒蠟燭。從“澆不滅的蠟燭”到“燒不著的紙”，師生熱烈討論，學生思維又一次進入高潮?？梢?，通過創設逼真實驗情景，和諧有效地導入新課，學生學習的興趣也就自然被激發了，思維更活躍了。