例談物理實驗廢舊儀器的改造和利用

摘?要：對于每一位物理老師來說，在其工作范圍中，比較常見的就是針對廢舊儀器的處理問題。這部分廢舊儀器大都來自教學過程中的損耗，有的儀器已經使用多年內部零件逐漸老化，也有的儀器在當前的實驗教學中不再需要。對于這部分老化淘汰的實驗器材來說，雖然在報廢和報損的過程中都存在相應的制度，即使是廢舊儀器在執行報廢手續之后，可以對其進行改造，仍然存在較大的其他形式的利用價值，還可以充分發揮它的余熱，能否更高效的使用關鍵就在于物理老師是否愿意開動腦筋，是否愿意更好地服務于實驗教學。因此，對于物理實驗廢舊儀器要善于進行二度改造，變廢為寶，這樣，就能夠達到減少物理實驗儀器經費投入，并且能夠在這個過程中向學生滲透“綠色物理觀”教育，從而達到事半功倍的效果。

關鍵詞：物理;儀器;改造

一、 老化儀器——拆零件利用

對于那些老化廢舊的實驗儀器來說，并不是一文不值的垃圾，將其拆成各個零件之后，可以更充分地發揮其功能，既有效地拓展了實驗器材的來源，同時也能夠最大限度地節省實驗經費，關鍵在于物理老師的巧思妙想。

例如，在開展物理實驗的過程中，頻繁地使用直流電流（壓）表，必然會引發一定程度的損壞，比如接線柱或者小螺母發生松動這樣的情況，這些都比較容易修復;但是一旦表頭被損壞，大多數情況下都只能選擇報廢。在處理這部分報廢的電表中，首先就是將其拆散，拆下相應的螺絲、螺母還有墊片，這樣就可以為日后同類器材的維修提供相應的零件;一般的對于塑料殼的處理都是當作垃圾，但是透明的塑料面罩仍然可做他用，于是結合教材中《望遠鏡與顯微鏡》這一課程內容，如果將水滴滴在面罩內的凹面，然后再將面罩反過來，這時便可以清晰地發現，這一水滴就是一個天然的凸透鏡，此時再加上一個放大鏡，用黑色紙板做一個物鏡筒，用一張廢棄的光盤做一個載物臺，最后把這一些組件進行組裝，那么最簡單的自制顯微鏡便由此誕生。（圖1）

除去以上材料之外，在電表中還有一個非常重要的配件，那就是帶刻度的面板，這種面板的材質分為兩種，塑料和金屬鋁材質。對于塑料材質的面板，在經過稍加改動之后，可以用于光的折射的實驗;而對于金屬鋁材質的面板，再加上電表外殼同樣也可以用于教材實驗，實驗所需要的隔片就可以借助這一材質，目的是為了檢測在插入隔片之后，磁鐵對回形針的吸引是否會發生改變。

又如，磁分子模型壞了以后，可以將這一模型拆開，其中的鋼針可以用于替換小磁針底座上缺損的鋼針，雖然長度合適，但是稍粗了一些，因此，需要對其進行加熱之后再插入底座，同時也正是因為它稍粗一些，在經過維修之后，反而比原配鋼針更加耐用。除此之外，還可以替代其他實驗器材中損壞或者丟失的磁針。

在具體的實驗過程中，難免會發生儀器損壞的現象，很多儀器由于缺失了相應的零配件而被長久放置不能使用，比如小磁針底座上的鋼針，此時，管理員借助磁分子模型中的相應器材，既實現了最佳匹配，同時能夠使廢舊實驗儀器充分發揮剩余價值。

二、 淘汰儀器——挪為他用

對于當前實驗教學過程中不再需要的那部分儀器而言，仍然可以挪為他用，比如可以替換那些實驗過程中比較容易發生耗損的器材，一方面可以培養學生良好的實驗習慣，另一方面也能夠最大限度地避免過度損耗的產生。

例如，在當前初中物理教學中，開展實驗教學過程中已經不再需要使用量熱器了。對于這一實驗儀器而言，主要構成就是大小不一的兩個鋁材質的金屬筒。針對這兩個金屬筒的廢物利用，可以結合《用天平測物體的質量》其中就會涉及對液體的質量進行稱量，但是初中生在開展實驗的過程中，很容易導致玻璃材質的燒杯的損壞，而此時如果將這兩個金屬筒運用于這一過程，能夠有效地避免了實驗成本的增加。

又如，帕斯卡球也已經徹底退出了初中物理實驗的舞臺，這是一個空心的鋁制球體，上面有數個小孔以及一個大孔，也可以對其進行改造，首先拆下空心鋁球，分別封住小孔以及大孔，由此一個能夠浮于水面的“鋁球”便誕生了，并且同時可以運用于《物體的浮與沉》，在這一實驗中，目的是為了引導學生對密度的感知，就學生當前的普遍認知來看，鋁的密度要遠遠高于水，因此必然會沉于水底。

一個鋁制的球體能夠浮于水面，對學生來說絕對是意想之外，實驗管理員的奇思妙想也得到了一線教師的肯定與贊許。

三、 易碎儀器——輔助使用

對于一些易碎的儀器，要善于通過其他一些儀器的輔助進行使用，這樣，就能夠減少儀器在學生實驗的過程中進行損耗，從而降低儀器投入成本。

例如，在物理實驗中，比較常用的儀器還有量筒，由于是玻璃制品，在實驗的過程中經常會被打碎，關鍵是破碎的玻璃碴更容易傷到學生。根據量筒的外形，筆者認為如果將其直立放置，比較容易被學生碰倒甚至有可能掉落于地上;如果平放的話，同樣容易發生滾動，一旦滾落于地上，仍然會打碎。此時就應當增加一個量筒架，那么對于量筒架的材質筆者首先選擇了比較容易加工的固體蠟，首先將其融化放入一個香煙盒，待其冷卻之后就能夠獲得一個比較合適的蠟塊，再對其進行修正，挖出一個凹槽便可以用于放置量筒。但是對于整個制作過程來看，不但過于繁雜，而且在天氣炎熱的情況下，蠟塊很容易發生變形。于是筆者再次對廢舊實驗器材展開深度發掘，突然發現在廢舊顯微鏡下存在一個固定底座（見圖2），塑料材質，如果將其一分為二，再借助工具修出一個V型槽就可以很方便地放置量筒。（見圖3）

對于實驗室的管理員來說，不但要管理學生實驗，維護必要的實驗器材，同時也要竭盡所能對實驗過程進行充分管理，避免不應該發生的事故，筆者認為還可以從儀器管理方面盡量避免傷害事件的發生。

四、 不匹配儀器——改造使用

對于實驗教學而言，應將重點放置于實驗的需要，因此對于實驗管理員來說，其職責不僅僅在于維護器材，同時也要認真聽取來自一線教師的合理意見，對器材中的不足之處或者條件的不匹配進行改進，如此才能夠充分發揮個人職能，保障一流的工作成績。

例如，根據現有的定值電阻：5Ω，10Ω，15Ω，當引導學生自主探究“當電壓不變的情況下，電流與電阻之間的關系”時，如果根據現有的定值電阻，學生們根據實驗能夠得到如下數值：當電壓不變，經過第二次檢測獲得的電流數值是第一次的1/2左右，再經過第三次檢測所獲得的數值是第一次的1/3左右。而此時，如果將定值電阻更改為5Ω，10Ω，20Ω，那么學生們經過實驗，很容易地就能夠發現：第二次的數值為第一次的1/2左右，第三次的數值為第二次的1/2左右。如此，學生們便能夠有效地推導以下規律：“當電壓維持不變的情況下，電流的大小和電阻之間成反比”。

又如，在物理教材九年級下冊第十六章第一節課后習題實驗懸浮中，筆者認為，相關材料可以來自舊喇叭，也可以借助舊收音機的喇叭。這是對廢舊儀器剩余價值的最充分發揮。雖然環形磁鐵價格不高，而且買賣便捷，但是對于筆者來說，更愿意充分發掘被拋棄的廢舊儀器的剩余價值，通過自己的無限創意與改造，最大限度發揮它們的功能，既能夠從中獲得無限樂趣，同時也最大限度地節省了實驗經費。

總之，對于物理實驗廢舊儀器進行改造利用，能夠達到減少物理實驗儀器經費投入的目的，同時，能夠在這個過程中向學生滲透綠色物理觀。教師在教學中，如果能夠發動學生也投入到物理實驗廢舊儀器的改造利用中來，這樣，就能夠達到很好的效果。

參考文獻：

[1]張明長.優化實驗室管理?提高實驗室投資效益[J].北京印刷學院學報，2006（6）.

[2]黃柳賓，王殿生，劉彥民.物理實驗開放式教學改革及實驗室建設[J].實驗技術與管理，2003（4）.

[3]馬世紅.設計性、研究性物理實驗的實踐情況[J].物理實驗，2004（11）.

作者簡介：

吉美存，江蘇省南京市，江蘇省南京市雨花臺中學春江分校。