優化實驗儀器提高實驗教學的有效性

王育群

摘 要：物理實驗能激發學生的求知欲望，激發學生學習物理的興趣，本文通過實驗儀器自制與創新，介紹物理實驗教學改革探索方面的一些具體做法，提高物理實驗教學的有效性。

關鍵詞：物理實驗；實驗教學；自制教具

物理教學活動需要大量實驗器材，而這些實驗器材又是多而雜、小而細，并隨著教材的更新需要不斷更新，現有的中學物理實驗室配套的教學儀器不可能一應俱全，全部靠學校來配備是不現實的。為了提高物理實驗教學的有效性，我校不僅在物理老師和實驗員中開展自制教具活動，同時也在學生中開展教具設計活動，利用生活中的廉價材料開展物理實驗教學可以緩解實驗器材短缺問題，在自制教具展示實驗室中各種教師、學生的自制教具令人目不暇接，特別是學生的設計作品有時令人驚嘆不已。在自制教具和實驗教學改革探索中我們主要進行以下幾個探索：①變“實驗照片或圖片”為“真實實驗”；②變“演示實驗”為“學生實驗”；③變“驗證性實驗”為“研究性實驗”；④變“傳統性實驗”為“數字化信息實驗”；⑤變“指令性實驗”為“指導性實驗”；⑥變“生產生活工具或玩具”為“教學用具”；⑦變“無法搬上課堂演示的實驗”為“實驗視頻”。下面我談一談我們在物理實驗教學改革探索方面的一些具體做法。

做法一：設計對比實驗，提高實驗的“激疑、提趣、增效”效果。人們認識事物是從比較開始的，有比較才有鑒別。利用對比實驗，可以激發學生學習興趣，可以培養學生的觀察能力、推理能力和分析問題與解決實際問題的能力。如圖1所示，我們設計的單擺規律對比演示器，靜電放電對比演示器， 共振規律對比演示器在課堂實驗教學中起到非常好的對比演示效果。

做法二：設計放大顯示實驗，幫助學生更清楚地看清實驗現象以及背后的規律。觀察是實驗教學過程中必要的環節之一，實驗室中配備的教學儀器很多都存在可見度不夠的問題，在演示實驗中往往只有前排的部分學生能夠觀察到實驗現象，后排的大部分學生能夠聽老師描述實驗現象。在實驗教學中我們通過實物投影儀來提高學生觀察的可見度，但有些儀器不宜通過實物投影儀放大，我們就通過開發自制教具、設計放大顯示實驗來提高觀察效益。我們物理老師把很多的物理實驗儀器放大使得實驗現象一目了然，實驗結果令人驚嘆。圖2是我們設計的安培力演示實驗的實驗放大教具和電動機模型放大教具。

做法三：設計吸壁式實驗，充分利用磁力黑板為依托做物理實驗，可以提高物理實驗的可見度，使物理實驗更方便、直觀，教師可以簡捷直觀地講解物理規律，學生也可以方便發現實驗規律。[1 ]圖3是一些利用磁力黑板吸壁式實驗教具；吸附材料主要是利用磁性材料和強力真空吸盤。

做法四：設計“變抽象為形象”的教具學具，幫助學生更深刻理解物理規律。若能通過自制教具的實驗為學生提供一個表象思維的模型，把抽象的東西具體化、形象化，思維障礙也就隨之消除 [2 ]。圖4和圖5是我們設計的一些“變抽象為形象”的實驗教具。

做法五：把“無法搬上課堂的演示實驗”拍成實驗視頻“搬”上課堂。物理實驗教學對培養學生觀察力和實驗能力，獲得實驗技能，形成概念，鞏固知識等方面都有非常重要的作用。在實驗教學中我們強調實驗視頻、實驗動畫只能作為輔助實驗教學，不能用實驗視頻、實驗動畫代替演示實驗。但有的物理實驗由于客觀條件的限制不能在課堂上演示或演示效果不佳，這時可以用實驗視頻資源來代替，有時還可以通過慢放鏡頭觀察到我們在通常實驗情況下用肉眼無法觀察到的現象，既生動直觀，又打破時空界限。在實驗教學中一些“無法搬上課堂演示的實驗”我們把它拍成實驗視頻“搬”上課堂，效果良好。例如，在機械波教學中演示“繩波”，在課堂用普通的繩子演示效果不佳，我們在學校大操場利用拔河比賽繩演示機械波的傳播，實驗現象非常明顯，我們拍成的視頻小片段在課堂播放效果非常好；在講解牛頓第三定律作用力與反作用力時，適時播放本校學生穿著校服在軍訓射擊練習時攝制的子彈射出后槍身后退的情景；在演示靜電實驗中，我們用省科協在我校科技巡回展覽拍攝的本人站在靜電感應臺演示“怒發沖冠”的視頻，用學生熟悉的場景、學生熟悉的人拍攝的實驗視頻，雖然不是課堂實際演示實驗，但也會使得學生有親臨其境的感覺，實驗效果良好。

物理實驗能激發學生的求知欲望，激發學生學習物理的興趣，幫助學生理解和掌握物理知識和技能，提高學生的動手實踐能力，啟迪學生的科學思維，培養科學的態度和價值觀，是轉變學生學習方式和培養學生物理素養的重要途徑，對提高學生的創新精神和實踐能力也有著特殊的教育價值。作為物理教師，我們不要放棄一點一滴的改進，只要堅持積累，就會聚沙成塔，越來越好，要積極投入物理實驗教學的改進與創新探索，才能不斷提高物理課堂教學的有效性。

參考文獻：

[1]方成亞.自制怎樣的教具、學具對教學更有效？[EB/OL].http：//shuangming.21shte.net/2773/archives/9650.aspx.

[2]劉才寶.中學物理自制教具的思考與探索[EB/OL]. 江西教師網http：//www.jxteacher.com/zxy/column21176/881e7e73-622e-4cb8-94fe-efce7b802056.html.