農村初中自制物理實驗儀器的嘗試

龔華

摘 要：實驗是學習物理的基礎，農村初中由于受各種條件的限制，有些實驗難以讓學生實踐操作，本文就農村初中老師、學生開展自制教具的研發做了一些探討。

關鍵詞：初中；物理；實驗儀器

中圖分類號：G633.7文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711（2016）16-081-1

隨著新課程改革的全面推進和國家經濟的發展，農村初中的辦學條件得到了極大的改善，教學質量也因此逐步提高。但由于經費的分配和部分實驗器材的可操作性不強等原因，農村中學物理實驗教學存在一些亟待解決的問題。因地制宜，就地取材，自制教具，作為中學物理實驗教學的重要一環，應該而且確實受到了越來越廣泛的重視。

一、農村實驗教學存在的問題

1.學校的實驗儀器經費投入不足，部分實驗儀器操作復雜。

當直接用于實驗的經費投入不足時，將導致實驗室及設備、器材欠缺，不能滿足物理實驗教學的需求，影響實驗教學。部分實驗儀器操作復雜將導致實驗失敗，影響學生學習物理的興趣。

2.較難演示的實驗在“黑板”上實驗的現象普遍。

由于某些物理實驗儀器操作復雜，現象不明顯，導致這類物理實驗在“黑板”上演示的現象十分普遍。老師把實驗的設備、儀器畫個簡單圖，實驗用的器材的性能作用說清楚，實驗過程及實驗過程中出現的現象講細。一些實驗要牽涉到有實際數據的，老師憑經驗寫出數據。“實驗”完成后，首先強化結論，要求學生硬記住結論，其次出示一些與結論相關的問題討論，拓展知識。鞏固上課成果的妙招是：除記住實驗結論外，還要學生把實驗過程中的細節也記住。一節課下來，學生要記這、記那，苦不堪言。

由此，教師動手自制一些演示裝置，既可以將教學內容融入實驗氛圍，增加學生的直觀認識，又可豐富學校實驗教具，以備后用，何樂而不為！

二、自制物理實驗儀器的基本原則

1.科學性。

實驗的重要作用就是讓學生用感官能夠直接觀察和感受具體的物理現象與實驗過程。因此，設計的物理實驗必須正確反映物理現象和規律，反映物理現象變化的客觀過程。一個巧妙的實驗設計除了器材上的合理應用以外，還應該包含精彩的實驗方法，不僅能夠釋疑解難，而且能夠透過具體的實驗給人以解決其他問題所需的智慧方法的啟迪，提高學生解決實際問題的能力。

2.經濟性。

在農村地區經費、實驗設施欠缺的情況下，我們所設計的實驗就更應該采用簡單易尋的材料，就地取材，如：可樂瓶、易拉罐、泡沫塑料、乒乓球、氣球、電子表、氣體打火機、電燈泡、注射器等。

3.易做性。

若是學生自制實驗，應選擇讓學生較容易做出實驗現象的實驗，制作的儀器難度適中，防止學生因實驗過難產生挫折感，不利于學生的成長。如，可以對書本上的一些實驗進行改進：對現有儀器進行改進或改裝、自制或仿制新的教具、設計一些小實驗或小制作等，這樣可以提高學生對物理知識的理解。

4.安全性。

在設計實驗時應該盡量避免一切有危險的和對身體有害的實驗。例如：以前八年級教材中的托里折利實驗，實驗中的水銀對人體有害，不宜安排讓學生實驗，可將其改為一個演示實驗：找一個醫用針筒，用細線和薄膜堵住針筒口子，由于大氣壓的作用，針筒活塞下可以掛幾千克的物體而不會掉下來，這既可以證明大氣壓的存在，也可以讓學生粗略地測出大氣壓值。

三、自制物理實驗器材的基本途徑

生活中，可以利用的實驗材料十分豐富，教師要引導學生善于從生活用品、廢舊物品、人體體驗等各個方面開發設計自制物理實驗儀器。

1.就地取材。

利用身邊的物品來揭示物理規律。這不但可以增加實驗的真實感、可信度，而且可以縮短與學生間的距離。例如：初二物理“大氣壓強”一節，由于實驗室的“馬德堡半球”陳舊，不能用它來觀察到大氣壓強把兩個半球壓住在一起拉不開這種情況，換用兩片玻璃，用水把玻璃問的空氣排除后，兩手掰不開。再對玻璃受力進行討論、分析。學生對“大氣壓強”存在的問題就不難理解了。這樣，實驗對學生來說顯到格外親切，不僅拉近了物理學與生活的距離，讓學生深切地感受到科學的真實性，科學和日常生活的聯系。

2.廢物利用。

在農村，廢品資源廣泛，如廢舊的燈管、紙盒、易拉罐、塑料瓶、舊彈簧、橡皮筋等，充分地利用他們，不僅可以變廢為寶，而且有利于培養學生的環保意識和勤儉節約的習慣。

例如：將日光燈管的一端切掉，裝上濕砂子來回晃動，再用清水沖洗，管內壁熒光粉即可被擦凈，可得一薄壁粗長的玻璃管，用它可做許多實驗。例如，取一小段直徑略小于玻璃管內徑的圓木柱（或裝水的塑料小藥瓶），在端頭旋入木螺絲配重，將圓木柱放入裝滿水的燈管，捂住開口兩端，使開口向下成豎直狀，放開手，水沿圓柱與管壁間的縫隙向下流出，而圓木柱卻上升，說明存在大氣壓，這樣的課外小實驗簡單易做。

3.以“人”為本。

新課程不僅重視知識和技能目標的實現，而且特別強調體驗性學習目標的達成，充分地開發人的器官在學習中的體驗潛能，可以讓學生在探究活動中獲得知識，增長才干。例如寒冷的冬天，學生通過搓手使機械能轉化為內能。手變暖和了，從而體會了摩擦生熱的道理。在山區，下雨以后，路面很滑。學生很容易摔倒，有的學生通常在鞋上拴上稻草或繩子，鞋子就不容易打滑了，學生從中體會到了摩擦力和接觸面的粗糙有關的道理。學生通過這些親身感受所學到的物理知識，比任何語言描述都更生動、更可信，印象也更深刻。

總之，自制物理實驗器材不僅是實驗器材的簡單替代，更是實驗裝置的簡化，實驗現象的明了。自制物理實驗儀器成本雖低，運用的智慧不低，具有的內涵不低，教育價值不低，有助于培養學生創新思維，提高科學探究能力。農村中學應該大力加強自制物理實驗儀器的開發。