低成本教具的设计及制作例谈

从当今世界的物理教学改革中，可以看到这样一种现象，无论是发达国家还是发展中国家，都对教师自己设计和制作的教具和低成本实验非常感兴趣。提倡利用随手取材的实验已成为一种共识。这不奇怪，因为这种教具和实验对学生来说，比较亲切，参与性强，简单明了，易于突出事物的本质，富有创造教育的因素，且成本低廉、易于推广，所以它能够成为一种发展方向。重视自制教具是我国物理教育的传统之一，在新世纪到来之际，我们应当继承这一传统，并努力开发它的教育、教学功能；挖掘自制教具及其实验的兴趣因素，激发学生的学习动机；拓宽感知渠道，强化有用信息；突出本质因素，促进理性升华，利用小型实验进行思维训练等等。在课堂的引入中，在随堂实验中，在课后作业中和在课题研究中，都可以有自制教具及其小型实验的用武之地。这些自制仪器大多是低成本，本文将以此为重点探讨一下其制作意义。
　　
　　低成本教具的设计及制作
　　
　　低成本教具我认为应该分成三类：
　　
　　第一类：改装、改进类
　　
　　利用现有仪器进行必要改装或改进（或现成物品但不一定是实验仪器），使实验效果更好，使用范围更广，这些仪器大多可演示实验，若条件允许将其改装成学生实验或师生共动，必将提高学生学习的积极性和参与乐趣。
　　
　　例一：关于声音媒质传播，气、液、固态中，学生易理解，一个简单设计说明固体、液体均可传声。
　　
　　器材：音叉、量筒（后贴白衬纸）、水（染色，滴入红墨水）、圆木塞（直径比量筒小些）。
　　
　　操作：将圆木塞插入音叉柄端，共鸣箱底朝上放在两木块间。（共鸣箱上有音叉座），将有量筒的水放在共鸣箱上。
　　
　　①放入水中，打击音叉将木塞放入水中1厘米，共鸣箱有明显的声音发出，说明水可传声。
　　
　　②将音叉放在筒壁上（不进入水），共鸣箱依然有声音，说明器壁也可以传声。
　　
　　由于课文上对现象只有说明，无实验，设计这样一个实验，更有利于学生理解。固体传声，也可用木棍、桌面、暖气做实验，效果明显。书上用铁轨作为例子，对现代城市的孩子既不方便也危险，暂时还是不要实践。
　　
　　第二类：自制、仿制类
　　
　　这部分实验是因为其本身的教学内容相对比较重要，而按教材要求演示还显不足，若能指导学生自己动手制作并实验，加之老师演示指导学生会对所学知识更易理解，应用起来会更自如，既突出了教学重点，又可以突破教学难点，只是需要教师辛苦一下在课前多做些准备，认真安排一下学生在课下的准备，实际上学生大部分是乐意动手准备的。多数实验可安排两至三人一组制作即可。
　　
　　例二：自制电磁铁，让学生自己动手制作并研究电磁铁磁性与什么有关，以增强对磁现象的理解，效果不错。对场的概念有了初步准备，对以后学习很有帮助。器材：直径10MM的螺栓（或大铁钉、铁棍），直经为0.6MM的漆包线10M，大头针若干或铁屑、电池四节（或学生电源）、安培表、导线5根、牛皮线、胶带。制作说明：漆包线一般电器修理部会有。将牛皮纸（或硬一些的纸）包在螺栓上，将绕几十匝剪断露出抽头，用纸和胶带固定，将线绕在漆包线上几十匝（可与上相等），露出抽头（两端再用纸和胶带固定），再绕一层露出抽头，三层已可以说明问题。操作：①将三层绕阻接一层、二层、三层分别接入，观察磁极吸引大头针或铁屑多少。②抽出铁芯看吸引铁屑多少。#用滑动变阻器改变电流看吸引铁屑多少，学生可自行得出结论。
　　

　　第三类、小实验、课外制作类
　　
　　这部分实验制作容易，效果明显，趣味性强，但要根据学生的能力适量安排，对一些有兴趣、有能力的可作为第二课堂兴趣小组制作，并予以指导。对于大部分同学可适量安排几个让学生利用假期作为作业。一个宗旨，一定要适量，且不可太过复杂，只要做到直观，有趣即可，下面举个简单的例子。
　　
　　例如用塑料饮料瓶（方形）作棱镜，将水装一半即可；废旧灯泡装满水作凸镜用；铁片制指南针；将马铃薯放入不同浓度盐水中观察上浮、悬浮、下沉等等。
　　
　　利用低成本教具和实验确实是一个可以开发的领域。它的发展将有利于加强物理实验，改善学生实践活动的数量和质量。通过广大师生、教研人员的共同努力我们的物理实验教学必将会出现一个新面貌，教学质量也会上一个新台阶。