运用自制仪器 完成初中物理实验
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摘 要 在初中物理实验教学中，仪器是必不可少的物质基础，但是由于各种原因，现成的仪器往往具有一定的局限性。若用自制仪器来辅助实验，可带来一举多得的教学效果。结合初中物理实验教学，谈一谈自制仪器的作用和使用方法。
关键词 自制仪器;初中物理;实验;创新能力
中图分类号：G633.7 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2019）05-0124-02
1 前言
实验是物理学的基础，在初中物理教学中，实验对促进学生理解物理概念、掌握物理规律有着十分重要的作用。而物理实验的顺利进行离不开仪器材料的依托，除现成的实验仪器直接拿来使用外，教师带领学生自己制作仪器也不失为一种可行的方式，甚至可以带来意想不到的教学效果。在初中物理實验教学中，教师有必要对自制仪器的运用做出更加深入的探索与研究。
2 运用自制仪器完成初中物理实验的意义
自制仪器灵活度高、适用性强 在初中物理实验教学开展过程中，很多教师有这样的经历体会：一些教材中描述的实验在实际教学中很难进行，因为这些实验对操作条件有很高的要求。在相关的实验教学中，很多教师被迫停止实验，只采用口述讲解的方式帮助学生认识实验原理过程，显然会使最终的教学效果大打折扣。自制仪器具有灵活度高、适用性强的特性，在初中物理实验教学中利用自制仪器，往往能够带来更好的教学效果。
首先，自制仪器并不具备很高的集成性，容易拆装，即使出现损坏，也非常容易修理。在实验操作过程中，自制仪器往往更加便于操作，促使实验的灵活程度得到极大提升。
其次，自制仪器都是针对特定实验制作的仪器，仪器的制作就是为了验证某一特定的实验原理。相比较于实验室组装的仪器，自制仪器的适用性无疑要更强一些，可以更好地显示出实验原理特征。从这一角度分析，利用自制仪器完成初中物理实验，无疑是具有重要意义的。
运用自制仪器节约资金，弥补器材短缺 近年来，我国基础教育进步很大，但在实验经费方面仍然很难做到完全保障，还达不到实验装置一人一台的标准。在一些偏远落后的地区，实验教学经费投入往往跟不上实际教学发展需要，实验设备陈旧、实验手段落后、实验技术过时的问题比比皆是，这无疑对学生的物理实验学习造成很大影响。利用自制仪器完成初中物理实验，可以帮助师生走出实验仪器短缺的困境。自制的实验仪器多是利用闲置物品组装而成，不用花费额外的资金，有效解决了实验器材短缺的问题，为实验的顺利进行提供了保障。
如在“光的色散”实验教学中，教师可以组织学生用光具座、三角形玻璃棱柱镜、毛玻璃屏等器具组合演示光的色散现象，从而通过自己制作仪器的方式，弥补J2508型光偏振演示器短缺不足的问题。从节约资金、弥补实验器材短缺的角度，利用自制仪器完成初中物理实验，具有一定价值和意义。
运用自制仪器可以培养学生的实践创新能力 以往初中物理实验教学都是直接利用实验室提供的仪器材料进行实验，这种直接拿来的实验方式，学生往往并没有做出太多的思考。利用自制仪器完成初中物理实验，无疑对学生提出更高的要求，有助于学生的实践创新能力的培养。在自己制作仪器的过程中，为了确保仪器是实用可行的，学生需要先对实验原理做出深入思考，在这个过程中有时还需要查找相关资料，然后进行大胆的想象和设计，之后根据设计方案寻找工具材料并进行制作。很多时候，学生自制的仪器并不是一次完成，可能会经历很多次失败，还需要对制作仪器的方案进行反复修改，不断反复尝试，从而制作出适合物理实验操作的仪器。
由此可以看出，利用自制仪器完成初中物理实验，其实对于学生而言是一个很大的挑战。在制作仪器的过程中，学生需要不断创新实践思考，而这无疑对学生的物理学习是有诸多裨益的。因此，在初中物理实验教学中，自制仪器是具有重要价值的。
运用自制仪器可以激发学生的学习兴趣 伟大的科学家爱因斯坦曾经说过：“兴趣是最好的老师。”传统的初中物理实验课堂十分枯燥死板，教师按照教材按部就班地带领学生进行实验操作，这样的实验演示对于学生而言是毫无新奇性的，学生甚至不用观看实验，就知道最终的实验结果。这样的实验教学激荡不起学生心中的一丝涟漪，最终的教学效果自然可想而知。而利用自制仪器完成初中物理实验，打破了以往常规的教学模式，学生需要结合实验原理，自主尝试进行仪器制作。这为学生带来全新的学习体验，可以促使课堂再次焕发生机和活力，促使学生产生强烈的探究兴趣，从而更加积极主动地投入物理实验学习中。
如在教学“声音的产生与传播”时，教师就可以打破教学常规，让学生结合自身认知，运用自制仪器验证声音的产生和传播方式。这样的实验教学方式开放自由，极大地调动了学生的参与热情，而在学生制作仪器的过程中，实验兴趣得到极大激发。
3 运用自制仪器完成初中物理实验的方式
针对仪器缺陷制作仪器 在初中物理实验教学中，部分实验装置会因各种因素而无法满足实际教学需要。此外，还有很多实验内容，学校并没有现成的仪器设备。针对这种情况，教师就不得不带领学生自己制作仪器，从而弥补现有实验器材的缺陷和不足。
如在进行“欧姆定律”教学时，现有的一些实验器材，如小开关、小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器等，都属于小体积的仪器，教师在讲台上进行实验演示，座位靠后的学生很难看清。针对这个实验缺陷，就可以采用自己制作仪器的方式，如引导学生在小木板上画出20 cm×20 cm的规格，并将上述提及的一些实验仪器通过AB胶粘结在木板上，然后在木板下面粘上一块小磁铁。通过这样的实验仪器改动，教师就可以在教室的钢制黑板上进行实验演示，而这样就可以让更多的学生看清楚演示实验。这就是利用自制仪器完成初中物理实验的一种方式，而像这样的例子还有很多。在今后的初中物理实验教学中，教师要带领学生加大探索研究，不断改进原有实验的缺陷，增强教学效果。 开发新实验，制作新仪器 伟大的科学家爱因斯坦曾经说过：“新的组合就是新的创造。”初中物理实验课堂一直存在模式固化的问题，教师带领学生千篇一律地做实验，不仅无法调动学生的物理实验学习兴趣，也无法培养学生的创新能力。在教学改革背景下，教师要组织学生制作仪器，从而组合开发新的实验，进而为学生带来全新的、不同的实验体验。
如在“绝缘体变导体”实验教学中，传统的实验方式是使用220 V的交流电压展开实验，对此，教师可以引导学生大胆创新，思考如何在改为低压条件的情况下，进行通电原理的实验转换。这种创新的实验思路调动起学生的学习兴趣，如有的学生就提出，用手电筒灯泡（2.5 W）代替白炽灯，用干电池代替交流电源，使用废灯泡中的玻璃芯柱作为绝缘体材料，用酒精灯加热30 s左右，就可以实现同样的实验效果。这就是利用自制仪器开发新实验的一种教学方式，由于给学生带来全新的体验，因此收到更加理想的教学效果。
就地取材，充分利用废旧物品 已故著名物理学家朱正元先生曾经说过：“要善于运用坛坛罐罐等仪器，从而拼拼凑凑做实验。”在利用自制仪器完成初中物理实验过程中不必舍近求远，可以采用就地取材、废物利用的方式。这样不仅有效节约了资金，也降低了实验成本，还可以在无形之中对学生进行创新教育和环保教育，具有一举多得的教学功效。
如在教学“机械能及其转化”时，教师可以引导学生使用废旧的玻璃胶管制作内能做功演示器，具体的制作方法：去掉玻璃胶管的内塞，用两根直径为1.5 mm、长18 cm的铜芯导线做电极，将放电端挫尖，用已经固化的玻璃胶做右端的塞子，用铁架台将该装置装好。这样就可以进行内能做功的实验演示。
这就是利用废旧物品自制实验仪器的一种体现。像这样的例子还有很多，在今后的初中物理实验中，教师应该引导学生开动脑筋，对身边的无用物品废物利用，从而为学生的实验学习提供輔助和依托。
化繁为简，以简驱繁 在初中物理实验教学中，很多教师会有这样的教学体会：在实验教学开展中，使用的材料越简单，学生思考就越透彻，对实验效果验证的认识更深刻。从这个方面说明，初中物理实验宜简不宜繁，过于复杂的实验仪器只会分散学生的注意力，并且给学生的思考增添困难。因此，在利用自制仪器完成初中物理实验的过程中，让学生亲自动手制作仪器，从而做到化繁为简、以简驱繁，往往可以实现更好的教学效果。
以“弹力”教学为例，教师可以引导学生用一个中号票夹夹住激光笔，并在桌面上放两块平面镜，不断地调整角度，从而使光线经两次反射，最终照向天花板;这时再用力按压桌面，由于平面镜的光杠杠作用，对形变进行两次放大，就可以直观地观察到桌子发生微小的形变，证明弹力的存在。这样运用自制仪器的实验教学方式真正做到化繁为简、以简驱繁，可以得到更加明显的实验效果，是一种可行的物理实验方式。
4 结语
实验是检验物理理论的重要标准。在初中物理教学中，实验是不可或缺的教学环节，而仪器作为实验教学中的辅助材料，是实验教学顺利进行的依托与保障。传统的初中物理实验教学，采用的是直接拿来的教学方式，即利用实验室中现有的仪器材料展开实验。而在教学改革不断推进的过程中，利用自制仪器完成初中物理实验也不失为一种可行的方式，甚至会带来更好的教学效果。因此，教师有必要对自制仪器做更加深入的探索和研究。
参考文献
[1]刘梅才.因陋就简，创新物理实验[J].江西教育，2017（8）：47-48.
[2]杨香云.自制教具激发物理教学新活力[J].中学物理：初中版，2017，35（9）：25-26.
[3]李学昌.自制仪器完成初中物理实验[J].数理化解题研究：初中版，2017（7）：49.
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