中学物理教具(学具)设计与制作
摘要:随着新课程标准的全面贯彻实施,传统的实验仪器已跟不上教材变化的需要。

新的中学物理教材新增了大量的演示实验。

由于仪器的开发相对于课本而言,具有明显的滞后性,一时不能满足教学的需要,教具(学具)的设计与制作已成为填补这一空白的重要手段。

关键词:物理教具设计制作
中学物理教具(学具)设计与制作的研究发挥的作用很大。

这可以充分发挥教师的创造力;可有效锻炼学生动手探究的能力;可有效化解教学重难点。

优秀的自制教具(学具)能在更大范围的教学中得到应用和推广。

一、教具的设计与制作方法
1.教具设计要求
1.1启发性
制作的教具应该有丰富的物理学思想,有启迪学生的思维,有利于培养学生的创造能力。

如果制作的教具很复杂,学生看了实验却一无所知、一无所获,那就不成功。

制作的教具,一定要让学生能看懂它需要演示的物理道理。

1.2趣味性
制作的教具做实验,如果像魔术一样,激发学生的好奇心,发挥他们的想象力,最终搞清物理原理,就可以使学生对物理产生兴趣,就可以产生积极效果。

1.3经济性
制作的教具要少花钱或不花钱,这样教具成本低,可以减轻学校经
济负担,只要起到演示效果就行。

提倡“坛坛罐罐制教具,拼拼凑凑做实验”。

1.4耐用性
制作的教具要结实、经久、耐用。

不要做一次两次实验,教具就坏了,扔了。

1.5直观性
教具是用来演示物理现象给全班同学观察的。

要求学生观察的现象,读数、参数的变化等要明显,因而制作的教具尺寸要大,要简单明了,不能做成袖珍式。

1.6安全性
制作的教具必须有很好的安全性稳定性。

不能有毒、有害、有放射性、不能发生爆炸、不能有锋利的边棱。

使用220v电压的仪器,要有漏电保护器等等。

2.教具制作要求
2.1要紧贴中学物理教材。

不要脱离中学物理教材。

2.2要抓住点滴进行改进。

2.3要从实际出发量力而行。

二、教具制作材料来源
制作教具的材料应该是日常生活中常见的废旧材料、废旧物品,不要什么都去买,从经济的角度出发,尽量少花钱、多办事。

三、教具制作案例
(一)探究焦耳定律演示实验
1.教具简介
在橡皮塞上插上两个电极(粗铜丝),电极下方接电阻丝,皮塞中间插入一根较长的玻璃管。

玻璃管中吸入1厘米高有色水柱(水中滴墨水或红水)。

将塞子塞紧烧瓶口。

当通电时,电阻丝发热,瓶内空气温度升高,空气膨胀,使水柱上升。

此实验直观明显,见效很快,一班级学生都能看得见,也可节约课堂时间。

初三教材中(苏教版 9年级7册p14)烧瓶内放的是液体,电阻丝加热慢。

橡皮塞中间插的是温度计,温度上升得慢,能见度低,只限于讲台附近的少部分同学看见,中后部学生根本看不见温度计温度变化。

2.教具装置及工作原理图
3.实验方法
(1)通电一定时间后切断电源,分别观测不同电阻丝所在瓶中空气温度的变化。

(2)保持通电时间相同,调节滑动变阻器改变通过电阻丝的电流大小。

观测其中一根电阻丝(如镍铬合金丝)所在瓶中空气温度的变化
(3)延长通电时间,观察瓶中空气温度的变化。

4.实验结果
1840年英国科学家焦耳通过实验研究发现了:电流通过导体时产生的热量与电流的平方成正比,与导体的电阻成正比,与通电的时间
成正比。

这个规律叫做焦耳定律。

(二)硬木板形变
实验设计思路:初二教科书上的塑料板形变、弹簧形变很明显,但硬木板、硬的物体受力是否发生形变?借助光斑发生位移放大,有利于学生知道硬的物体也能发生形变。

高一物理课本里“显示微小形变的装置”操作繁琐,如果改用这个装置,简单易行,效果明显。

1.实验器材:激光手电筒,硬木板,小木块,铁片,木螺丝,小铁夹,小起子
2.实验原理:利用激光手电筒形成的光斑移动把形变放大。

3.实验操作:
(1)在硬木板一端,用铁片、木螺丝把激光手电筒固定好。

(2)在水平桌子上,用一个木块垫在有手电筒一端木板下放。

(3)用小铁夹把手电筒开关夹紧(电路接通),激光照在黑板上形成光斑。

(4)用力压木板,激光在黑板上形成移动的光斑,说明木板发生形变。

作者单位:江苏省淮安市淮阴区渔沟中学。