韓獨石

(白銀市教育局《韓獨石工作室》 甘肅 白銀 730700)

采用通用技術(shù)的設(shè)計理念，將繼承與創(chuàng)新結(jié)合，挖掘校本教育資源，拓寬現(xiàn)有教學(xué)儀器“光具座”用途而組成的創(chuàng)新性低成本教具，其開發(fā)成本低，教學(xué)效果好，能啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維意識、培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生動腦、動手的能力，符合新課改理念.該套教具的設(shè)計、制作及使用過程，是通用技術(shù)實踐與物理實驗教學(xué)融合實施的過程，所以，也是促成學(xué)生將知識與能力、過程與方法結(jié)合，提升情感態(tài)度與價值觀的過程.筆者與部分學(xué)生先后用“光具座”組裝了10多種教具，其中“測定金屬絲電阻率固定架”發(fā)表過專文[1]，這里再介紹三種.

1 勻速直線運動模擬演示器

1.1 教具裝置圖(圖1)

圖1 勻速直線運動模擬演示器

1.2 特點和用途

(1)特點

1)采用通用技術(shù)設(shè)計理念將電學(xué)儀器改裝成力學(xué)實驗教具，制作、組裝容易，結(jié)構(gòu)簡單、新穎.

2)巧用光具座上的固有刻度尺，計量玻璃管內(nèi)氣泡在相等時段的位移比較準確；配用電子節(jié)拍器計時較為準確，增強了實驗趣味性，無疑提高了實驗效果.

(2)用途

適于2004年后的人教版普通高中課程標準實驗教科書《物理·必修1》第二章“勻變速直線運動的研究”有關(guān)勻變速直線運動內(nèi)容的教學(xué)，還適于做研究液體在密封玻璃管內(nèi)流動時的受力情況等興趣實驗.

1.3 制作器材

光具座1個，長1 000 mm外徑2 mm玻璃管1根，2號橡膠塞2個，橡皮筋及淡紅水若干；電子節(jié)拍器1個.

1.4 制作方法

(1) 將一個2號橡膠塞塞入玻璃管一端，給管內(nèi)裝滿淡紅水后慢慢將另一個橡膠塞塞入玻璃管另一管口(在管口側(cè)壁夾一個小注射器針頭排氣)，使玻璃管平置時內(nèi)有一個黃豆粒大的氣泡.

(2) 如圖1所示，將光具座上的4個滑塊滑到大致等距離位置處，把制好的紅水玻璃管平置于一排滑塊的一側(cè)，然后用數(shù)個橡皮筋通過滑塊將玻璃管固定在光具座上.

1.5 使用方法

(1) 將教具右端墊高，使氣泡向右移動的速度約達10～15 mm/s.

(2) 用手將教具左端抬高，讓玻璃管內(nèi)氣泡移到左端，在放下左端的同時，打開電子節(jié)拍器開始鳴叫(將鳴叫頻率調(diào)到最低).

(3) 一個學(xué)生手拿彩筆，當(dāng)電子節(jié)拍器每鳴叫5次時，迅速在與氣泡對齊的刻度尺位置處輕點一痕跡，共點約5～10次為宜.

(4) 另一個學(xué)生用筆記錄，氣泡每停一次，迅速將氣泡在刻度尺上的刻度數(shù)記錄下來.

(5) 兩人配合重復(fù)以上實驗3次后，對照記錄計算出每鳴叫1次氣泡移動的距離，然后，將3次的對應(yīng)時段的間距平均，發(fā)現(xiàn)每個鳴叫時段的間距大致相等.證明氣泡大致做勻速直線運動.

2 琴弦上的駐波演示器

2.1 教具裝置圖(圖2)

圖2 琴弦上的駐波演示器

2.2 特點和用途

(1)特點

1)教具組裝所用器材少，組裝工藝簡單，可隨堂邊組裝邊實驗，以鍛煉學(xué)生動手能力和加強對駐波概念的理解.

2)運用光具座多個滑塊能在雙軌桿上自由滑動特點組裝的琴弦上的駐波演示器，比用斜面小車配用斜面板組裝的該教具有教具移動方便的優(yōu)點 .

(2)用途

2005年6月人教版普通高中課程標準實驗教科書《物理·選修3-4》第12章“機械波”學(xué)完后，用于選做“琴弦上的駐波”興趣實驗.

2.3 制作器材

光具座1個，光具座附件插桿2個，電磁打點計時器1個，尖劈(自制)2個，重物盒(約30 g)1個，絲綸線繩(鞋匠處有賣的)1 m.

2.4 制作方法

(1) 自制尖劈：將約50 mm*20 mm*10 mm木條的兩個小面上面削成尖劈狀，下面中心鉆一個小孔，再將附件插桿插入小孔作為尖劈柄桿.

(2) 自制重物盒：給一個小塑料瓶內(nèi)裝約30 g沙子，瓶蓋中央扎一個小孔，將一端打結(jié)的絲綸線繩由下而上穿入后，蓋好瓶蓋.

(3) 組裝：如圖2所示，在光具座左端用一個滑塊將電磁打點計時器順著固定，將插著兩尖劈的兩滑塊一個居中作“碼子”不固定，另一個滑到最右端固定.再將一頭懸掛重物盒的絲綸線繩的另一頭拴在電磁打點計時器的振動簧片條端頭，線繩(琴弦)懸空且重物盒懸吊于光具座右端.

2.5 使用方法

(1)電磁打點計時器接通4～6 V交流電后，簧片條在振動的同時帶動拉直的絲綸線繩同時振動，琴弦(線繩)上會發(fā)生神奇的駐波現(xiàn)象.

(2) 用手扶著懸掛的重物,通過壓下或提起的方式調(diào)整絲綸線繩的松緊程度時，琴弦(線繩)上的駐波波幅會明顯發(fā)生變化.

(3) 滑動撐弦碼子，改變其距振源位置時，琴弦上的駐波波節(jié)也會隨著變化.

3 微小形變演示器

3.1 教具裝置圖(圖3)

圖3 微小形變演示器

3.2 特點和用途

(1)特點

1)實驗物體長度調(diào)整范圍大，光斑閃動幅度大，學(xué)生感興趣，實驗效果好.

2)運用了光的反射原理，實驗掌握物體微小變化知識，一舉兩得.

3)這一自制教具的設(shè)計，是發(fā)散性思維在教具研制中的運用，對學(xué)生的創(chuàng)新方法能起到潛移默化的作用.

(2)用途

采用多種方法做“物質(zhì)的微小變化”實驗時用.

3.3 制作器材

光具座1個，光具座附件插桿4個，毛玻璃屏插卡2塊，鐵質(zhì)屏1個， 300 mm直尺1把，100 mm*60 mm平面玻璃鏡2塊，激光筆(裝在筆套內(nèi))1個.

3.4 制作方法

(1)將3根插桿旋在玻璃屏插卡和鐵質(zhì)屏的螺孔內(nèi)固定，兩玻璃平面鏡插入玻璃屏插卡內(nèi)，將內(nèi)裝激光筆的筆套吸貼于鐵質(zhì)屏上.

(2) 按圖3所示，將直尺豎安在一插桿上且插入光具座左端的固定插孔內(nèi)用頂絲固定，再由左向右依次在3個滑塊上按一次反光鏡(較高)、二次反光鏡(高)、磁吸激光筆套的鐵質(zhì)屏(低)的順序，插裝固定這些光具座附件.注意兩反射鏡的鏡面必須相對，將直尺提到最高位置固定.

3.5 使用方法

(1) 將圖3所示的裝置進行調(diào)試：把激光筆較深插入筆套內(nèi)，開關(guān)按鈕被筆套內(nèi)壁壓迫后發(fā)出一束強光，調(diào)整激光筆的斜度,讓光束射到一次反光鏡面上.

(2) 同時調(diào)整一次反光鏡、二次反光鏡、豎立刻度尺的高度和方向，使激光投射斑點由一次反光鏡反射到二次反光鏡后,再反射到豎立刻度尺的中央位置.

(3) 用手在光具座兩滑軌桿中部輕輕反復(fù)下壓，就可看到豎立刻度尺中央位置的激光斑點較大幅度地上下閃動，但兩滑軌桿幾乎看不到有彎曲的變化.

參考文獻

1 韓獨石. 組裝金屬絲電阻率測定固定架. 物理教學(xué)探討，2009(2)：56