淺談初中物理實驗儀器的自制與改進

張學敏

摘要：本文根據目前農村中學物理實驗教學的現狀，探討了物理儀器自制的必要性與可能性，提出了中學物理實驗儀器自制的方法，指出了物理實驗儀器改進的方向。對于當前和今后的物理實驗教學的改進有一定的現實指導意義。

關鍵詞：實驗教學;儀器;制作;改進

儀器設備是完成物理實驗教學任務，培養學生實驗能力的物質基礎。多年來，我國教學儀器的研制和生產不斷得到加強，除一般實驗儀器外，還重點地發展了一些較為先進的現代儀器設備。中學添置實驗儀器的經費逐年增加，不少農村中學建立了實驗中心，這是提升中學物理實驗物質基礎的一條重要途徑。然而，我們也不應忽視另一條重要途徑，即提倡師生自主更新，自制儀器和改進器材，解決當前的教學難題。

一、實驗教學儀器的自自制與改進的必要性

（一）從我國農村初中的現實看，有自制教學儀器的必要與可能

實驗教學儀器的的自作對農村初中校來說具有重要的意義。應當看到，我國是一個發展中國家，學校眾多，教育事業發展迅速，就目前的儀器生產狀況，還難以很快地滿足全國教育發展的需要。因此，必須重視走自己動手，自制儀器的道路。而且，初中物理實驗的一般教學器材大都比較簡單，精度要求也不高，多數實驗是定性的，不少實驗可以“隨手取材”，這就給自制儀器提供了可能性。更為重要的是，自制儀器的意義不僅有助于解決當前儀器短缺問題，而且還是一項提高物理教學質量，具有長遠意義的重要措施。

（二）從當前物理實驗課堂的實際看，有自制與改進教學儀器的必要與可能

在平時的課堂教學中，老師和學生最擔心的是實驗失敗，對老師而言實驗教學的主要內容還是以演示實驗為主，引入實驗的目的是為了更有力地解釋某個物理概念或得出某個物理規律。然而在實驗過程中往往因為儀器的問題，導致實驗現象不明顯，或是測得的實驗數據誤差太大，從而不能有力地證明教材里的知識點，這樣就使得課堂教學顯得很牽強、教學內容不具有吸引力和說服力。長期以往就會使得學生對老師的教學能力失去信心，甚至對物理學科失去興趣，從而造成一種不良的后果。對學生來說課堂上參與最多的就是學生分組實驗，實驗的目的是為了讓學生感受物理現象，重新認識和理解物理規律，這對于學生在應用知識解決實際問題方面具有很大的促進作用。

（三）培養動手能力的角度看，更有自制與改進實驗儀器的必要

在實驗的操作過程中，由于傳統儀器本身的問題而大大限制了學生的動手能力。例如，有的儀器容易破損，學生會擔心將其弄壞。實驗時就會顧慮較多，認為能不做的盡量不做，這樣就失去了學生分組實驗的意義，不能起到培養學生的操作能力的作用。有的儀器因為時間長缺少維修，學生在實驗操作過程無法展現預期的實驗現象，這對學生在理解物理規律或物理概念方面會產生一定的阻礙，使得學生對知識的應用只停留在表面上。以上是實驗教學過程中老師和學生最經常遇到的問題。為了實驗教學能夠順利進行，我們有必要進行儀器的自作和對某些儀器進行改進，而對儀器的自制與改進又提升了學生的動手能力。

二、如何開展實驗教學儀器的自制與改進

（一）分組實驗中的實驗教學儀器的自制與改進

根據初中物理教材的課程內容要求，演示實驗的器材數量相對比較少，實驗一般由教師來操作學生參于的機會很少，所以沒有得到太多的鍛煉。而學生分組實驗的主角是學生，能夠得到鍛煉的機會較多。因此，我們提倡要有針對性選擇儀器進行自作，特別是學生分組實驗所需要的器材。

教師在改革教學時，往往同時體會到改革儀器的需要。例如，在科學探究“電流做功與哪些因素有關”的實驗中，教材中是通過兩個電加熱器對水進行加熱，然后觀察在水中的溫度計的示數變化大小來判斷電流做功多少的。在農村中學由于受到儀器的限制，課堂上無法安排學生分組實驗，如果是當作演示實驗來教學，又不具有說服力，因為實驗的主要現象是觀察溫度計示數的變化，這個現象學生幾乎看不到，就變成教師在唱獨角戲，課堂上會缺乏氣氛。如果這個實驗改進成用燈泡來做演示實驗，效果可能會更好，因為燈泡發光時現象明顯，又便于觀察比較，學生比較容易接受、便于理解，這樣使學生對電功概念的理解有很大的幫助。

（二）簡單實驗教學儀器的自制

選擇儀器自作應當力求原理簡單、便于學生的理解、不會給學生帶來困難，而且儀器自作的材料要容易選取。比如：簡易彈簧測力計，只需要幾根橡皮筋和一把刻度尺就可以做成簡易彈簧測力計。在制作的過程中，教師可以放心地讓學生去獨立完成，不要束縛他們能力的發展，但可以給學生適當的指導。

（三）激勵學生進一步改進實驗儀器

學生在老師的指導下參與制作儀器的過程中是學生得到較為全面鍛煉的過程。例如，讓學生自制潛望鏡模型。在制作過程中學生首先就懂得光的反射定律;其次是設計制作方案，最后是尋找材料進行加工、組合。可見學生自制儀器不是一種簡單的機械模仿，它要求學生應掌握儀器的原理，能找出儀器的不足從而做出點滴的改進。而且還要有創造性的思維活動，能尋求合適的器材進行組合，這也是一種難得的手腦并用的鍛煉活動，從中培養了學生的動手和創造能力。學生用自作的儀器向同學介紹，演示實驗，其實又是一次總結、概括和口頭表達能力的鍛煉，甚至是其一生中志趣形成的關鍵點之一。

綜上所述，我們可以看到儀器在實驗教學過程中的重要地位，完整精確的儀器對教學有著推波助瀾的作用。因此我們要大力提倡自制儀器和改進儀器，以便能適合課堂教學需求。當然，自制儀器和改進儀器，只能是滿足實驗教學中一些簡單的儀器需求，并不能解決所有的問題。像一些精確的測量實驗，由于儀器落后無法維修，仍然影響著教學質量，所以在這一方面還待進一步改進，這也是農村初中校目前所面臨的最大困難。