组装创新实验初探

单乐君

一、自制组装实验一：自制简易浮力演示器的制作及使用方法

浙江教育出版社出版的科学教科书中的浮沉条件知识是通过改变盐水的密度从而实现盐水中鸡蛋的浮沉实验中得出。是否可以从改变物体自身重量角度更直观清晰地来实现物体浮沉条件的控制？笔者自制了简易浮力演示器解决了此问题，且材料简便易得，制作方便可行，操作可反复进行。

（一）实验仪器准备和制作方法

1.实验仪器：透明塑料大量筒1个，石棉网一张，60ml抽气针筒1个，小橡皮两根，磁铁一颗，输液器中如图（1）滴筒取两个，如图（2）三连管取1个，红墨水少量，透明胶带纸少量，泡沫胶少量。

2.制作方法：把上图（1）中两滴筒用透明胶绑在一起作为浮筒。浮筒上端绑一圈泡沫胶，下端双筒中间夹一磁铁，再在双筒四周绑一圈泡沫胶，然后把三连管、针筒分别用小橡皮连接，制作示意图如下图（3）。

（二）演示器装置图

演示器装置如图（4）。

（三）实验过程

把浮筒放入水面时筒内水量为0，此时浮力等于重力，浮筒轻松实现漂浮。当针筒抽出浮筒内少量气体，少量水就进入筒内，增加了浮筒整体重量（浮筒和筒内水重量），于是浮筒稍下沉，后又由于达到浮力与重力相等而又漂浮于水面。当抽气量不断增加，浮筒内不断增加进水量，可实现浮筒悬浮水中，甚至沉入量筒底部。船身一般用金属做，笔者在量筒底部放一张去除石绵的金属网模拟沉船。当排尽浮筒内水时，浮筒立即吸引金属网后快速浮到水面，从而达到模拟打捞沉船效果。

（四）实验现象处理

（五）实验反思

1.如何增加装置稳定性？

浮筒上端绑上泡沫胶增加上部浮力，下部绑磁铁以稳定重心，这样整个装置一抛进水面就能自然轻松地竖直漂浮水面。

2.如何得到材料？

小橡皮管去自行车修理店购买，很便宜。大量筒可用透明塑料杯或玻璃杯代替。三连管、针筒及浮筒可从废弃的输液器中获取，利废又环保。

3.如何增加实验现象的可视度？

往量筒里滴入几滴红墨水，则浮筒内进入水的量可通过透明量筒观察到。

4.如何增加实验趣味性？

如今繁忙的海上运输不可避免地出现沉船事故，而船身一般用钢铁做的，笔者用去掉石棉的石棉网代替沉船，事先放在量筒底部，用浮筒底部的磁铁吸引石棉网后浮筒上浮，来模拟打捞沉船，颇具故事色彩。

二、自制组装实验二：音叉微小振动放大演示器的创新设计

声音的产生原因是物体的振动，而浙江教育出版社出版的科学教科书介绍了只适合学生分组实验的橡皮筋振动发声，例举的声带振动发声也不够直观。笔者敲击这套自制器材的音叉，振动发声响亮，同时又把叉股振动清晰放大显示到墙上，振动时间持久，现象十分明显。

（一）演示器装置图

演示器装置如下图（5）。

（二）制作材料：音叉（附共鸣箱和棒锤）1个，塑料管1根，小反射器1个，激光笔1支，附铁圈的铁架台1个，小夹子1个，画有竖直黑线条的白纸一张，透明胶带及双面胶适量。

（三）制作方法及技巧

在其中一个音叉叉股上端用透明胶绑住一根细、硬，又较有弹性的约2.5cm长塑料管一根。在塑料管顶端用双面胶贴上一个轻巧的反射器。反射器可以用实验室的反射、折射演示器中的小塑料反射器或锡箔纸。在铁圈上用透明胶固定与反射器等高的激光笔。

（四）原理及使用方法

把有竖线的白纸贴在墙上，用夹子夹住激光器，让激光发出。音叉不振动时，激光通过反射器反射于墙上是一个很细的光斑。敲击音叉时，叉股微小振动的同时，绑在叉股上的塑料管顶端的反射器由于离振源较远，将发生较大振幅振动，激光通过反射器反射到更远距离的墙上的白纸上的光斑会出现更大振幅的振动，大约在黑线两侧拉开1分米幅度且光斑振动时间可达2秒左右，后光斑振动幅度减为0。

（五）演示器特点和用途

1.特点

充分利用了长塑料管的第一次振动放大和反射器发射激光到墙上的第二次振动放大，把振动光斑清晰持久地投影在墙上白纸里。白纸上竖直黑线可比较振动幅度的放大程度，每次敲击音叉，振动的光斑延续约2秒，可让学生有足够时间仔细观察。

2.用途

用作声音的发生原理演示实验比书中皮筋振动发声和声带振动发声实验更能激发学生兴趣，更能刺激学生视觉。

三、自制组装实验三：浇不灭的蜡烛、烧不着的纸

实践证明，教学中能否创造一种最佳学习情景是教学成败的关键。在引入平面镜成像概念时，若能改变浙江教育出版社出版的科学教材中的照镜子实例，而用一个小实验“浇不灭的蜡烛、烧不着的纸”引课，引导学生在对实验现象不断质疑中获取知识，在合作探究过程中锻炼能力，同时又可充分调动学生学科学主动性、积极性。下面笔者详述这个实验制作演示全过程，供大家参考。

（一）演示装置

演示装置如图（6）、图（7）。

图（6） 图（7）

（二）实验原理：烛焰经玻璃板反射，在玻璃板后面等距处能成像，且成虚像。

（三）实验指导

1.实验用品

等长两根蜡烛，烧杯两只，火柴一盒，涂黑盒子一只，玻璃板一块，中有凹槽的木板一块。

2.实验步骤

用内黑的盒子挡住要点燃的蜡烛。把玻璃插入木板中间的凹槽中，让玻璃垂直桌面放置。在玻璃板后面等距处放一烧杯，烧杯中放一蜡烛，然后点燃玻璃板前的蜡烛，透过玻璃板观察到在烧杯中的蜡烛上有火焰为止。向此火焰不断倒入另一烧杯水，或用纸的一角放在此火焰上，看有什么现象发生。

3.实验现象

为什么火焰用水浇不灭？为什么用火焰点纸不会燃烧？让学生真真切切感受实验现象，创设情景疑问，最后通过揭密实验，让学生恍然大悟：原来是真正的火焰被挡住了，而看到的火焰是玻璃板反射形成虚像，诱导学生积极思维。

4.实验几点说明

盒子内必须涂黑，否则盒内蜡烛点燃时，盒子也会经玻璃在另一侧成盒子的像，影响实验真实性。对于盒子与木板间的缝隙，不妨用烛油密封，以保证烛光不透光给学生且在移动木板时盒子不易倒掉。且烧杯中蜡烛应事先用烛油固定到烧杯底，以免水倒入蜡烛上时冲倒蜡烛。从“浇不灭的蜡烛”到“烧不着的纸”，师生热烈讨论，学生思维又一次进入高潮。可见，通过创设逼真实验情景，和谐有效地导入新课，学生学习的兴趣也就自然被激发了，思维更活跃了。