浅谈初中物理实验仪器的自制与改进

张学敏

摘要：本文根据目前农村中学物理实验教学的现状，探讨了物理仪器自制的必要性与可能性，提出了中学物理实验仪器自制的方法，指出了物理实验仪器改进的方向。对于当前和今后的物理实验教学的改进有一定的现实指导意义。

关键词：实验教学;仪器;制作;改进

仪器设备是完成物理实验教学任务，培养学生实验能力的物质基础。多年来，我国教学仪器的研制和生产不断得到加强，除一般实验仪器外，还重点地发展了一些较为先进的现代仪器设备。中学添置实验仪器的经费逐年增加，不少农村中学建立了实验中心，这是提升中学物理实验物质基础的一条重要途径。然而，我们也不应忽视另一条重要途径，即提倡师生自主更新，自制仪器和改进器材，解决当前的教学难题。

一、实验教学仪器的自自制与改进的必要性

（一）从我国农村初中的现实看，有自制教学仪器的必要与可能

实验教学仪器的的自作对农村初中校来说具有重要的意义。应当看到，我国是一个发展中国家，学校众多，教育事业发展迅速，就目前的仪器生产状况，还难以很快地满足全国教育发展的需要。因此，必须重视走自己动手，自制仪器的道路。而且，初中物理实验的一般教学器材大都比较简单，精度要求也不高，多数实验是定性的，不少实验可以“随手取材”，这就给自制仪器提供了可能性。更为重要的是，自制仪器的意义不仅有助于解决当前仪器短缺问题，而且还是一项提高物理教学质量，具有长远意义的重要措施。

（二）从当前物理实验课堂的实际看，有自制与改进教学仪器的必要与可能

在平时的课堂教学中，老师和学生最担心的是实验失败，对老师而言实验教学的主要内容还是以演示实验为主，引入实验的目的是为了更有力地解释某个物理概念或得出某个物理规律。然而在实验过程中往往因为仪器的问题，导致实验现象不明显，或是测得的实验数据误差太大，从而不能有力地证明教材里的知识点，这样就使得课堂教学显得很牵强、教学内容不具有吸引力和说服力。长期以往就会使得学生对老师的教学能力失去信心，甚至对物理学科失去兴趣，从而造成一种不良的后果。对学生来说课堂上参与最多的就是学生分组实验，实验的目的是为了让学生感受物理现象，重新认识和理解物理规律，这对于学生在应用知识解决实际问题方面具有很大的促进作用。

（三）培养动手能力的角度看，更有自制与改进实验仪器的必要

在实验的操作过程中，由于传统仪器本身的问题而大大限制了学生的动手能力。例如，有的仪器容易破损，学生会担心将其弄坏。实验时就会顾虑较多，认为能不做的尽量不做，这样就失去了学生分组实验的意义，不能起到培养学生的操作能力的作用。有的仪器因为时间长缺少维修，学生在实验操作过程无法展现预期的实验现象，这对学生在理解物理规律或物理概念方面会产生一定的阻碍，使得学生对知识的应用只停留在表面上。以上是实验教学过程中老师和学生最经常遇到的问题。为了实验教学能够顺利进行，我们有必要进行仪器的自作和对某些仪器进行改进，而对仪器的自制与改进又提升了学生的动手能力。

二、如何开展实验教学仪器的自制与改进

（一）分组实验中的实验教学仪器的自制与改进

根据初中物理教材的课程内容要求，演示实验的器材数量相对比较少，实验一般由教师来操作学生参于的机会很少，所以没有得到太多的锻炼。而学生分组实验的主角是学生，能够得到锻炼的机会较多。因此，我们提倡要有针对性选择仪器进行自作，特别是学生分组实验所需要的器材。

教师在改革教学时，往往同时体会到改革仪器的需要。例如，在科学探究“电流做功与哪些因素有关”的实验中，教材中是通过两个电加热器对水进行加热，然后观察在水中的温度计的示数变化大小来判断电流做功多少的。在农村中学由于受到仪器的限制，课堂上無法安排学生分组实验，如果是当作演示实验来教学，又不具有说服力，因为实验的主要现象是观察温度计示数的变化，这个现象学生几乎看不到，就变成教师在唱独角戏，课堂上会缺乏气氛。如果这个实验改进成用灯泡来做演示实验，效果可能会更好，因为灯泡发光时现象明显，又便于观察比较，学生比较容易接受、便于理解，这样使学生对电功概念的理解有很大的帮助。

（二）简单实验教学仪器的自制

选择仪器自作应当力求原理简单、便于学生的理解、不会给学生带来困难，而且仪器自作的材料要容易选取。比如：简易弹簧测力计，只需要几根橡皮筋和一把刻度尺就可以做成简易弹簧测力计。在制作的过程中，教师可以放心地让学生去独立完成，不要束缚他们能力的发展，但可以给学生适当的指导。

（三）激励学生进一步改进实验仪器

学生在老师的指导下参与制作仪器的过程中是学生得到较为全面锻炼的过程。例如，让学生自制潜望镜模型。在制作过程中学生首先就懂得光的反射定律;其次是设计制作方案，最后是寻找材料进行加工、组合。可见学生自制仪器不是一种简单的机械模仿，它要求学生应掌握仪器的原理，能找出仪器的不足从而做出点滴的改进。而且还要有创造性的思维活动，能寻求合适的器材进行组合，这也是一种难得的手脑并用的锻炼活动，从中培养了学生的动手和创造能力。学生用自作的仪器向同学介绍，演示实验，其实又是一次总结、概括和口头表达能力的锻炼，甚至是其一生中志趣形成的关键点之一。

综上所述，我们可以看到仪器在实验教学过程中的重要地位，完整精确的仪器对教学有着推波助澜的作用。因此我们要大力提倡自制仪器和改进仪器，以便能适合课堂教学需求。当然，自制仪器和改进仪器，只能是满足实验教学中一些简单的仪器需求，并不能解决所有的问题。像一些精确的测量实验，由于仪器落后无法维修，仍然影响着教学质量，所以在这一方面还待进一步改进，这也是农村初中校目前所面临的最大困难。