自制探究平面镜成像特点实验箱

王小容++王锋

1引言

自制教具是培养学生将知识应用于实践的第一步，在物理学中具有很重要的作用，是激发学生物理学习兴趣的有效手段。物理教学从8年级开始，学生接触了光的反射实验之后，对物理实验有了初步的感性认识。接下来学生面临的第一个比较完整的科学探究实验是《探究平面镜成像的特点》。这个实验是学生学习科学探究的开始，也是培养学生探究能力的第一堂课，要让学生在学习基础知识的同时，初步了解科学探究的过程与方法。但是，此时的学生正处于由形象思维向抽象思维转变的过渡时期，需要借助看得见的现象去理解抽象的物理知识。学生对于平面镜成像的特点只是有了初步的了解，所以需要花费更多的时间去引导学生思考平面成像的特点，需要在思考的过程中知道科学探究的方法。在这样的情况下，课堂效率要提高，就需要对课本中使用的教学器材进行改进。以下是笔者对平面镜实验装置的改进过程。2在教学与实践中发现问题并总结经验在课本中，探究平面镜成像的特点实验中所用的教具是蜡烛。根据笔者多年的教学实践发现，用蜡烛进行实验有很多不便之处。在实验中，首先在桌面上铺上白纸，然后将蜡烛摆在白纸上，接下来点燃一只蜡烛，用另外一只蜡烛去确定像的位置。

在学生实验中，经常会出现一些问题，如：

（1）蜡烛在燃烧过程中烛焰容易摆动，造成物像不容易重合，给学生的观察带来不便，浪费了时间；

（2）蜡烛燃烧的火焰是明火，学生在做实验时容易烧到手或者头发，甚至引发火灾事故，存在一定的安全隐患；

（3）蜡烛燃烧会产生烟雾，当全班学生同时做实验时，教室内的空气污染严重，容易影响师生的健康；

（4）做实验时蜡烛的摆放不稳定，容易倾倒，给实验操作带来不便；

（5）蜡烛在实验过程中燃烧后变短，导致2只蜡烛不能保持相同的大小，不利于比较物像间的大小关系；

（6）蜡烛的直径相对较大，给确定物像的位置带来麻烦；

（7）学生在确定物像的位置用笔去描绘蜡烛的位置时，容易移动蜡烛，而且描出来的是一个圆圈，这样用直尺在测量物距与像距时存在较大的误差；

（8）蜡烛长时间存放，容易变形，不利于循环使用。这些问题长期存在于物理实验教学中，应进行改进。

3设计方案，自制教具

通过长时间的选材、设计、制作，并不断的修改、调整设计方案，最终确定了实验器材的改进方案。其中，设计制作时间最长的是自制的电子蜡烛。

最初的设想是用LED灯代替烛焰做光源，后来发现光源太散，就在LED燈的外面套上一个透明灯罩，结果灯光太暗，又继续更换，最后选定用类似于蜡烛光源的圆形灯泡做光源，克服了烛焰的缺陷。

在烛身的设计上，使用废弃的线管和针筒组合而成，既节省材料又环保，还解决了蜡烛变形的问题。

在底座设计上，通过在底座中加入磁体，并在桌面铺上磁性底板，增强了装置的稳定性，使电子蜡烛在实验过程中不易倾倒，同时也保证了灯泡的安全。将底座设计成指针式底座，并将白纸设计成带有刻度的坐标纸。在实验时通过指针式底座在标有刻度的坐标纸上定位，解决了学生描点困难和测量误差大的问题。

最后为了使实验效果更加明显，对玻璃板也做了特殊的处理，通过在玻璃板表面贴上高清的汽车贴膜，使成像更加清晰。

设计初步完成，但是在器材改进后，使用时发现电子蜡烛灯泡以下部分不发光，导致成像不清晰，于是在针筒中放入发光物体，并且在其表面贴上反光纸解决了这个问题。

4在应用中让设计升级

整个教具的设计解决了在实际教学中出现的各种问题，而且低成本，便于推广使用。为了让改进的器材方便携带，经过努力研究，最后将整套的装置改进设计成探究平面镜成像特点的实验箱。实验箱的内部利用玻璃夹板支架使玻璃板在实验过程中保持与桌面垂直，为了让学生观察到玻璃板倾斜的现象，设计了几个支点让玻璃支架可以旋转。在实验箱底部采用磁性金属板放在设计的坐标纸下面，既美观又可以让自制蜡烛稳定的放在平面上。设计好的坐标纸有助于蜡烛定位，便于学生准确的读取数据。在实验箱中的边缘设计了一个电池盒解决了电源问题，达到了随时根据需要更换电源的目的。实验箱的每个面都是用合页连接的，当实验箱打开时成为实验操作台，合上时所有的实验器材合理地分布在实验箱的每一个位置，方便携带和推广。在改进的过程中，学生积极参与，出谋划策，与教师一起体验自制教具的过程。实验器材改进后，便于学生操作和观察，节约了更多的课堂时间供学生思考、讨论和交流。

在实验教学中应用新器材完善实验操作及效果，并且让学生感知创新的思路和过程，才是最终的目标。教师只是起到抛砖引玉的作用，课堂真正的主人是学生，如何体现学生的主体地位是教师需要攻克的一个难题。在教学中，针对此节课知识的特点，笔者步步为营，引导学生突破难点，思考器材的改进方法。5通过理论与实践相结合培养学生的创新意识通过展示用过的2只蜡烛，让学生观察此时的2只蜡烛已经长短不一，学生分析出用蜡烛做实验不利于比较物像间的大小关系，学生自然就会思考使用其他物体进行实验。引导学生继续讨论蜡烛容易倾倒、不好定位和测量误差较大等问题，形成共识，最后改进实验。在这样的讨论过程中，学生参与其中，成为学习的主人，教师只是起到引导和监督的作用。最后在学生实验的过程中，让学生用原来的器材和新的器材进行对比实验，亲身体会改进实验带来的益处，培养学生的创新意识，激发他们创新的欲望。

教师在学生实验时，用手机投影将学生的实验过程在大屏幕上进行直播，可以起到督促的作用，也让学生在实验中更有紧迫感和新鲜感，以此刺激学生多思考。同时还能及时拍摄下学生在实验过程中的规范操作和不足之处，为后面的交流、评估提供素材。这样整个实验过程完成后留有素材提供学生参考，学生在以后的实验过程中就会更加认真，更加集中注意力，并且更加有责任心。让学生在实验过程中有压力，有成就感，只有这样的学习氛围才能使学生的学习毅力更加坚定，学习效率更加高效。

6结语

好的开始是成功的一半，探究平面镜成像的特点实验是物理实验的一个真正的开端。在教学时必须精心设计这堂课，就算多花半个课时也要让学生体会到物理实验的乐趣，初步了解到探究的过程与方法，培养学生交流协作的能力，激发他们做实验的兴趣和创新的欲望。

实验是让学生体会到学习物理乐趣的主要途径，在物理实验比较成熟的基础上，需要在实践中不断地发现问题，然后结合实际对实验进行改进和创新，这个过程在初中阶段主要靠教师完成，因为初中的学生从时间分配和能力上都比较欠缺，主要培养创新意识，激发创新欲望。在培养初中学生的创新意识时，可以通过让他们参与教师的创新过程来落实，然后随着他们知识的增长和能力的提高，慢慢的尝试动手做小制作甚至是小发明，开辟出自己的一片天地。随着时间的推移，课堂教学效率越来越高，校园学习氛围越来越浓厚，国家的全民素质越来越高，全世界的科技水平也会不断提高。教育是一个民族最根本的事业，一线教师更是决定教育教学质量的关键。教师的水平直接决定了学生能力培养的高度。作为物理教师更应该重视自身各项能力的提高，通过自制完教具给学生的学习带来更多的乐趣的同时，培养学生的创新能力。endprint