中學物理教具自制照相機的設計、制作及應用

朱云俊

摘 要：從自制照相機的原理入手，闡述設計思想、提出具體的制作方法和步驟。以實驗室常用的凸透鏡和毛玻璃片為主要器材，輔之以硬卡紙等指導學生制作，培養學生善于思考、勤于動手制作的能力。在課堂教學中可利用自制照相機解決學生在照相機調節過程中拍攝遠物、近物、集體照和單人照中所面臨的困惑。

關鍵詞：自制相機；設計；制作；研究

在蘇科版八年級物理上冊的第四章第四節“照相機和眼睛”一節的教學中，學生對照相機的原理和簡單結構有所了解，但對具體如何調節照相機拍攝不同場景的方法有所困惑。本文將從自制照相機的設計、制作和應用三個方面作詳細的介紹。

一、研究的目的和意義

物理是以實驗為研究基礎的科學，實驗是物理教學中的重要環節，儀器（教具）是實驗的物質基礎。隨著課程改革的深入，教學內容也在不斷變化，原有的儀器（教具）有一部分已不適應教材變化的需要，應該補充、更新。由于儀器（教具）的配置有一定的周期，因此根據教學實際自制教具就顯得十分必要。同時，師生共同自制教具，還可以激發學生學習興趣，將抽象概念直觀化，提高學生多向思維能力，培養創新精神。物理教學中自制教具有著重要的現實意義。

1.給學生提供豐富的感性材料

觀察和實驗是物理產生和發展的基礎，物理實驗在物理教學中的作用是不言而喻的。自制教具就可以有針對性地進行演示。

2.激發學生對物理課的興趣

物理學以其豐富多彩的實驗為培養學生學習興趣提供了條件。學生喜歡打陀螺，我們就讓學生在陀螺上描上紅、綠、藍三種顏色，使陀螺轉動將三種顏色混合，通過實驗啟發學生掌握物理知識。這樣通過創造條件做實驗，既解決了問題，學生又感興趣。

3.加強理論與實踐的聯系

無論是老師，還是學生，自制教具的過程無疑是把物理知識應用到具體的實踐中去，通過教具的制作，可以檢驗自己設計的合理性和所學知識的正確性。如果讓廣大師生都來自己動手設計、制作儀器，就能使學生在掌握教材的基礎上，吸收實驗經驗和實際知識來充實自己，加深對理論的理解，提高運用所學理論解決實際問題的能力，從而掌握比較全面的知識，也是克服目前片面追求升學率、沉溺于“題海”的有效措施之一。

4.提高儀器的利用率，改善實驗的效果

中學物理演示實驗的主要目的就是最大限度地重視自然界中的物理現象，通過演示來喚醒沉睡在學生頭腦中對自然現象的記憶。把自然現象、生活實際和課堂教學融合起來。自制照相機教具時可以修舊利廢。例如，用兩個卷紙筒、一個凸透鏡、一塊毛玻璃就可以制作一個照相機模型。學生通過實驗都能熟練掌握測量相機的焦距方法。

無論是教師自己設計實驗制作教具，還是發動學生去制作儀器，對提高教學質量都有顯著的作用。從目前我國的國情出發，教學經費還比較緊張，特別是農村中學的實驗儀器相對不足，鼓勵自制教具更具有十分突出的現實意義。

二、設計與制作

1.原理與設計

凸透鏡成的實像在焦點外，這就要求鏡筒要長于焦距，不然鏡筒太短是成不了實像的。當然光屏在鏡筒里面由于從外面照到光屏上的光線少，反射少，容易看到凸透鏡成的像。

制作完成后，我們會迫不及待地看我們制作的效果，你會怎么做呢？當然是照像。我們多數情況下是照遠處物體的像，這個并不難，但你想過照近處物體嗎？思考過當物體由遠至近時，你是如何調整光屏的位置的嗎？同時你還會發現哪些問題呢？你又如何改進去解決你的問題呢？

也許你發現了當你想照近處的物體時，將光屏拉到了鏡筒外，你將如何改進？你還會發現像的大小的變化，這又是為什么？

當物體靠近凸透鏡時，像將離開凸透鏡（這時如果鏡筒不夠長，光屏將拉出鏡筒），而且像會越來越大（如圖1）。

你的照相機既能照遠處物體，也能照近處物體嗎？你的相機能成放大的像嗎？如果不能，快動手改吧！是的，要加長鏡筒。這是為什么？原來，當物體在凸透鏡的二倍焦距以內時，像已到二倍焦距以外去了（如圖2）。知道你的相機怎么樣才能成為一個全焦段相機了吧？對了，鏡筒長于二倍焦距就行了。在鏡筒后再加上暗箱，裝上毛玻璃片，整個相機就制作完成了。

2.制作過程

三、應用

在“照相機和眼睛”一節新課中能通過學生動手制作掌握照相機的原理，讓學生在調節鏡頭拍攝遠處景物、近處景物、集體照、單人照、半身照的過程中掌握調節方法，學會拍攝技巧，體驗到成功的樂趣，不僅培養了學生的動手能力，而且也培養了學生的觀察思考能力

四、結論

1.自制照相機教具能有效培養學生學習的主動性

麥克斯韋說過：“實驗的教育價值與儀器的復雜性成反比，學生自制的儀器，雖然經常出毛病，但它卻能比用仔細調節好的儀器學到更多的東西。”

2.自制照相機教具能充分培養師生的創新精神和能力

自制照相機教具從設想開始到動手設計、制作、試用，最后定型，都要經過深入思考和反復論證。發現問題、解決問題到創造性地設計出新教具，師生的能力和思維都將得到極大的發展，從中可體驗到創造的無窮樂趣。

參考文獻：

包亮.中學物理教具設計與制作[J].新課程學習：社會綜合，2009（3）.

（作者單位 江蘇省丹陽市呂城初級中學）