浅析自制实验仪器在初中物理教学中的功能

余智雄

摘 要：自制实验仪器相对于规范实验器材具有成本低、取材方便、学生倍感亲切等特点。自制实验仪器在教学中并不是消极地应付，所发挥的主要作用是：有利于激发学生学习物理的兴趣；有利于培养学生的创新能力；是对规范实验器材进行了必要补充，弥补了规范仪器生产的滞后性，使实验器材更加地多样化；完全符合可持续发展的原则。

关键词：自制实验仪器；物理教学；功能

自制实验仪器是指在学校实验仪器室没有的实验仪器，教师根据教学的需要，利用身边的资源，个人制作或师生共同制作的实验仪器。规范实验器材是指由正规的实验仪器厂家生产的实验设备，即在实验里存放的符合一些特定标准实验设备。自制实验仪器相对规范实验器材具有成本低、亲和力强等优势。在教学实践中发现，自制的实验仪器在教学过程中所发挥的作用并不比规范的实验设备差。它在物理教学中的主要功能体现在如下几个方面：

一、更有利于激发学生学习物理的兴趣

学习兴趣是指学生对学习活动产生的心理上的爱好和追求的倾向。孔子曰：“知之者不如好之者，好之者不如乐之者。”学生一旦对学习发生兴趣，就会充分发挥自己的积极性和主动性，产生强烈的好奇心和求知欲。

如果教师在教学过程中始终是用实验室里的规范器材进行实验，就会使学生产生一种实验依赖心理，即只有老师提供器材才能做实验，否则就不能做实验。使学生疏远了物理实验，降低了学生兴趣，产生物理难学的心理障碍。若在教学中适时引导学生用生活中常见的物品做实验、研究物理问题，就会使学生倍感亲切。由于实验取材于学生身边熟悉的东西而且制作又比较简单，因此有利于消除学生对科学研究的神秘感，激发学生参与活动和学习的兴趣，产生强烈的学习动机。

另外，由于实验室里的规范实验仪器数量有限，而且使用一般都强调要按步骤操作，如果非正常损坏，则要赔偿，甚至罚款。因此，学生普遍存在害怕心理，使用时小心谨慎，不敢越雷池半步。在这种情况下，学生的学习积极性和主动性受到了压制。而自制实验仪器取材容易，制作简单，损坏了可以再制作，这是规范实验仪器无法比拟的，它能有效地提高了学生的学习积极性和主动性。

常见的乒乓球无论怎么按入水中，松手后，乒乓球总是很快上浮并浮出水面的现象。可是借助于可乐瓶和乒乓球的演示，就会让学生对其研究产生极大的兴趣。将透明的可乐瓶的底部截去，去掉瓶盖，然后把乒乓球放在瓶中，乒乓球正好位于瓶口上方，这时往瓶中加水，可以看到浸在水中的乒乓球虽然排开一定量的水，但并不上浮。只有当用手堵住瓶口（或用瓶盖将瓶口盖上），让从狭缝流出的水聚集在乒乓球底部，乒乓球才会很快浮出水面。这个简单的实验装置却是能很好地帮助学生理解浮力产生的原因。

又如：在大气强的教学中，可以事先在两个矿泉水瓶内装满水后用瓶盖盖上，并分别在瓶盖上各扎一个小孔。在教学过程中当场分别在瓶底再各扎一个小孔，这时有水滴出来。接着用手按住其中一个小孔，发现一只矿泉水瓶的水不停地在滴，而另一只矿泉水瓶的水却渐渐地停了下来。在学生的困惑中，教师抓住时机及时引导学生分析现象，使学生不仅看到了现象，还学会认识现象的本质。

二、更有利于培养学生的创新能力

创新能力是指运用知识和理论，在科学、艺术、技术和各种实践活动领域中不断提供具有经济价值、社会价值、生态价值的新思想、新理论、新方法和新发明的能力。自制实验仪器是一种有目的、有计划、操作性很强的实践探索活动。自制实验实仪器一般不是简单的仪器仿制，从设想开始到动手设计、制作到修改、试用，最后定型，都要经过深入思考和反复论证。由于是个人亲自动手制作，往往在构思、取材或局部结构方面有自己的特点和某些改进，或者在制作过程中发现问题、解决问题，这本身就包含有创造性劳动，需要创造精神，对学生的创新能力的培养无疑是极为有利的。另一方面，由于自制实验仪器中采用的器材大多数本来的用途并不是进行物理实验，所以这种做法本身就是一种创新能力的培养和提高。可以说自制实验仪器是全面推进素质教育、培养创新精神和实践能力的一个重要载体。学生如果能设计一个新的实验方法来阐明物理概念、规律，即使这个新设计的实验，比较粗糙，都应当受到鼓励，因为其中有新思想在里面，表现了学生创新的积极性。。

例如，充分利用医用一次性注射器就可以完成多个实验：堵住装针头的出口，推动活塞可用于观察“空气占有空间”和“空气可以压缩”；可用于做“研究大气压力”等实验；取其针筒，把装针头的出口封死，将此端配一个圆形泡沫塑料做底（中间挖一个圆孔，刚好能插上针筒），把针筒的口部剪齐，就是一个很标准的量筒。

三、对学校现有的规范实验器材进行必要的补充

新课程改革提倡以探究式学习为主，可是，由于各种原因，相当一部分学校实验器材短缺的情况很难在短期内得以解决。即使将来条件好了，仪器基本齐全了，还是要提倡师生动手自制实验仪器，降低成本，改善实验环境的精神。实际上，无论规范的实验仪器如何配备，其一是数量上满足不了教师的教学需要，如：不同老师在同一时间上同一课时的内容时，这个问题就更加地突显出来；其二是教师的教学是与时俱进，但实验仪器的研发与生产往往就会相应地滞后些，有时满足不了教学发展的需求。

其实，自制实验仪器不仅是解决仪器设备短缺、供应不足的权宜之计，还是对规范实验仪器进行必要的补充，使实验仪器更具有多样性，还能体现出师生的劳动成果。如：利用去掉瓶底的矿泉水瓶，蒙上橡皮膜，去掉瓶盖后将瓶口对着火焰，敲橡皮膜就会发现火焰会摇动，从而得到声波可以传递能量的结论。利用八宝粥空罐，在底部正中位置钻一个小孔，再用一片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上，再配以点燃的蜡烛，这就可以演示小孔成像的现象。这些自制的实验仪器较为简单，师生均可以动手完成，且用完后还可存放在实验仪器室内进行循环使用。又如：在电功率的教学中，由于家庭使用的电能表安装比较高，学生观察比较困难，这时教师可自制电路板进行教学。购买三个同种规格的电能表以及开关、灯座，在同一块板上分别组装成三个各自独立的电路，分别接上“220V 15W”、“220V 60W”、“220V 100W”三只白炽灯。同时闭合开关，学生可以观察到电能表的铝盘的转动是有快慢之分的，且这个快慢之分与白炽灯的一个参数有关，这对于本节的成功教学起到关键性的作用。当然，这个自制的电路板使用之后还是归放在实验仪器室。