吳美蘭　胡世月

(1. 江蘇省蘇州市吳中區(qū)橫涇中學(xué)，江蘇　蘇州　215103；

2. 江蘇省蘇州市吳中區(qū)長(zhǎng)橋中學(xué)，江蘇　蘇州　215128)

利用塑料管自制教具兩則

吳美蘭1胡世月2

(1. 江蘇省蘇州市吳中區(qū)橫涇中學(xué)，江蘇蘇州215103；

2. 江蘇省蘇州市吳中區(qū)長(zhǎng)橋中學(xué)，江蘇蘇州215128)

摘要：利用身邊常見的塑料管，開展自制教具，既能針對(duì)性地解決教學(xué)中的難題，又能拉近物理與生活的距離，還能變廢為寶、節(jié)約資金，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力.

關(guān)鍵詞：塑料管；自制教具；物理教學(xué)

物理課程標(biāo)準(zhǔn)倡導(dǎo)師生利用身邊的生活物品、器具、材料等自制教具，進(jìn)行實(shí)驗(yàn).師生自制的教具，雖外形簡(jiǎn)陋，但針對(duì)性強(qiáng)，能有效解決教學(xué)中遇到的難題，其教學(xué)效果甚至比購(gòu)買的器材還要好.此外，利用身邊生活物品開展自制教具，還能拉近物理與生活的距離，并培養(yǎng)學(xué)生“變廢為寶、節(jié)約資源、愛護(hù)環(huán)境”的意識(shí)，同時(shí)為學(xué)校節(jié)約資金，可謂一舉多得.在教學(xué)實(shí)踐中，筆者利用身邊隨手可得的塑料管，開展自制教具，取得了較好的教學(xué)效果，下面結(jié)合具體案例與同行交流、分享.

1利用塑料管自制激光筆套管

在開展光的反射、折射實(shí)驗(yàn)時(shí)，如何清晰地顯示光路，是個(gè)難點(diǎn).教材介紹了用激光筆在白紙板上“貼射”的方法，來(lái)顯示光路.筆者在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)：(1)“貼射法”對(duì)光屏的平整度要求較高，而硬紙板容易變形，其表面細(xì)小的凸出部分，也容易擋住入射光線，造成光線時(shí)斷時(shí)續(xù)，不能很好地在光屏上顯示出來(lái).(2)用“貼射法”來(lái)顯示光路，看似簡(jiǎn)單，但對(duì)學(xué)生而言，實(shí)際操作難度大.為了解決以上問(wèn)題，筆者利用塑料管自制了一種套在激光筆上的套管，加了套管后，無(wú)需貼射也能清晰地顯示光路.

1.1　制作材料

鋁塑管或PVC塑料管(管的直徑約為2cm，略大于激光筆直徑即可)，細(xì)玻璃棒(粗細(xì)均勻，透明度好，無(wú)氣泡)，透明膠帶，銼刀，電鉆，鋼鋸等.

1.2　制作方法

(1) 用鋼鋸把塑料管截成約5cm一段，再用電鉆在塑料管上鉆2個(gè)對(duì)稱的小孔.

(2) 把細(xì)玻璃棒截成約2cm一段，具體操作方法：先用銼刀在細(xì)玻璃棒上劃出一道痕跡，戴好防護(hù)手套，把玻璃棒緊壓在桌子邊緣，順著劃痕位置，用力向下一掰，玻璃棒便從劃痕位置整齊地?cái)嚅_.

(3) 把截好的玻璃棒插入到塑料管上的2個(gè)小孔中，外部再纏上幾圈透明膠帶紙，以防止玻璃劃到學(xué)生的手.就這樣，一個(gè)簡(jiǎn)易的激光筆套管就做好了(如圖1).

圖1

1.3　使用方法

(1) 把自制套管套在激光筆上，讓激光筆頭正對(duì)著塑料管內(nèi)的圓柱形玻璃棒.打開激光筆，微調(diào)其在套管內(nèi)的位置，把激光光束擴(kuò)展成一平面光，這樣一來(lái)，無(wú)需“貼射”，也能在光屏上清晰、穩(wěn)定地顯示光路.

(2) 用加有套管的激光筆做光的反射實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如圖2所示，光路清晰、穩(wěn)定，效果明顯，學(xué)生操作起來(lái)也簡(jiǎn)單、快捷，節(jié)省了教學(xué)時(shí)間，提高了教學(xué)效率.

圖2

(3) 用加有套管的激光筆做光的折射實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)效果見圖3、圖4，入射和折射光線清晰、穩(wěn)定地在白紙上顯示出來(lái)，學(xué)生可直接在桌面上的白紙上畫出對(duì)應(yīng)的折射光路圖.

1.4　教具特點(diǎn)

(1) 該自制教具取材容易，制作簡(jiǎn)單，操作方便，它雖外形簡(jiǎn)陋，但使用效果并不比購(gòu)買的教具差，值得推廣.

(2) 帶領(lǐng)學(xué)生利用身邊常見的廢舊塑料管自制教具，既培養(yǎng)了學(xué)生“變廢為寶、節(jié)約資源、愛護(hù)環(huán)境”的科學(xué)素養(yǎng)，又為學(xué)校節(jié)約了資金(30個(gè)激光筆套管只花了不到5元錢)，還增加了學(xué)生的動(dòng)手機(jī)會(huì)，培養(yǎng)了他們的動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力，可謂一舉數(shù)得.此外，學(xué)生在用自己制作的教具開展實(shí)驗(yàn)時(shí)，倍感親切，更感興趣，操作更認(rèn)真，觀察更仔細(xì)，其教學(xué)效果是現(xiàn)成教具所達(dá)不到的.

2利用塑料管自制液體壓強(qiáng)演示器

對(duì)于“液體對(duì)容器底部和側(cè)壁都有壓強(qiáng)”這個(gè)知識(shí)點(diǎn)，國(guó)內(nèi)的物理教材大多數(shù)都采用了如圖5、圖6所示的實(shí)驗(yàn)方案：往長(zhǎng)約20cm的玻璃管中加水，觀察玻璃管底部或側(cè)壁的橡皮膜的形狀變化，該演示實(shí)驗(yàn)看上去簡(jiǎn)單易行，然而實(shí)際情況卻非如此.筆者在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，由于玻璃管的長(zhǎng)度不夠，液體對(duì)容器底部或側(cè)壁的壓強(qiáng)不是特別大，橡皮膜凸出的不明顯，致使實(shí)驗(yàn)效果不佳.筆者換用了更薄的橡皮膜，實(shí)驗(yàn)效果仍然不佳.要想確保實(shí)驗(yàn)效果，只能換用更長(zhǎng)的玻璃管或透明塑料管.然而，符合實(shí)驗(yàn)要求的長(zhǎng)管卻無(wú)處可買，筆者嘗試著在一些廢舊的生活物品中尋找，也沒找到，即使找到了，也很難在玻璃管的側(cè)壁開口，并留出凸出的部分，況且玻璃管或塑料管的外壁較光滑，橡皮膜很難固定牢，容易滑落.為了解決以上問(wèn)題，筆者開發(fā)出一種簡(jiǎn)單易行，效果明顯的液體壓強(qiáng)演示器.

2.1　制作材料

PVC塑料管(長(zhǎng)約1.2m，直徑32mm，五金店有售)，配套三通管4個(gè)，彎管1個(gè)，直管接頭1個(gè)，PVC膠水，橡皮膜5塊(取自氣球，厚度相當(dāng))銼刀，鋼鋸等.

2.2　制作方法

(1) 用鋼鋸把PVC塑料管截成幾段合適的長(zhǎng)度，在截開的位置，依次加上4個(gè)三通管(如圖7)，每個(gè)管口的連接處都要用PVC膠水粘牢，以防滲水.

圖7

(2) 把三通管和彎管，通過(guò)一小段直管連接起來(lái)(如圖8)，彎管的上端開口，還要外接一小段直管.其它三通管口也都外接一小段直管(如圖9)，每個(gè)直管的管口，都要用銼刀打磨平整，以防突出的小刺扎破包裹在上面的橡皮膜.

(3) 用鋼鋸把直管接頭截成約5mm一段，做成5個(gè)配套的卡環(huán)，這些卡環(huán)，能從外部卡緊橡皮膜(見圖8)，卡環(huán)也要用銼刀打磨一下，以防扎破橡皮膜.

(4) 在留好的直管管口上，先粘上一圈雙面膠，然后把5塊厚度基本相同的橡皮膜，分別包裹在上面，再把配套的卡環(huán)，套在直管上(見圖8、圖9)，就這樣，一個(gè)簡(jiǎn)易的液體壓強(qiáng)演示器就做好了.

2.3　使用方法

(1) 往塑料管中加水，引導(dǎo)學(xué)生觀察橡皮膜的形狀變化，并分析產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因.實(shí)驗(yàn)效果如圖7所示：橡皮膜A向左凸出，說(shuō)明液體內(nèi)部有向左的壓強(qiáng)；橡皮膜B和D向右凸出，說(shuō)明液體內(nèi)部有向右的壓強(qiáng)；橡皮膜C向上凸出，說(shuō)明液體內(nèi)部有向上的壓強(qiáng)；橡皮膜E向下凸出，說(shuō)明液體內(nèi)部有向下的壓強(qiáng).進(jìn)而說(shuō)明，在液體內(nèi)部向各個(gè)方向都有壓強(qiáng).

(2) 對(duì)比橡皮膜B和D的凸出程度大小，可定性說(shuō)明液體內(nèi)部壓強(qiáng)大小，隨深度的增加而增大.觀察并對(duì)比其它橡皮膜的凸出程度大小，也能說(shuō)明這條規(guī)律.

(3) 往塑料管中增加水量，可以看出每個(gè)橡皮膜的凸出程度都在增大，但依然是液體最深的地方，橡皮膜凸出的程度最大，進(jìn)而，再次說(shuō)明液體內(nèi)部壓強(qiáng)大小和液體深度的定性關(guān)系.

2.4　教具特點(diǎn)

(1) 該自制教具取材容易，制作簡(jiǎn)單，操作方便，效果明顯.用它做液體壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)，只需一次操作，就能說(shuō)明多個(gè)相關(guān)問(wèn)題，可節(jié)約教學(xué)時(shí)間，提高課堂效率.

(2) 該自制教具設(shè)計(jì)新穎，特別是卡環(huán)的設(shè)計(jì)，比較獨(dú)特.因?yàn)樗芰瞎艿耐獗肀容^光滑，且沒有槽，如果用繩子把橡皮膜捆綁在上面，很容易脫落，也很容易滲水.如果用萬(wàn)能膠把橡皮膜粘在管口，萬(wàn)能膠會(huì)和連接處的橡皮膜發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，致使橡皮膜變硬，變脆，影響其彈性和韌性，且使用萬(wàn)能膠只能一次性地把橡皮膜粘死了，這不利于更換老化和破損的橡皮膜.筆者設(shè)計(jì)的卡環(huán)，徹底解決了以上問(wèn)題，它不僅能把橡皮膜牢牢地固定在管口上，做到既不脫落，也不滲水.當(dāng)需要更換老化或破損的橡皮膜時(shí)，拿掉卡環(huán)即可，非常便利.

(3) 該自制教具成本低廉，其制作材料絕大多數(shù)都是從學(xué)?？倓?wù)處找來(lái)的，利用這些廢舊的塑料管制作教具，既變廢為寶，又節(jié)約資金，一舉兩得.

3小結(jié)

30多年前，著名的物理教育家朱正元教授就留下了“瓶瓶罐罐當(dāng)儀器，拼拼湊湊做實(shí)驗(yàn)”的至理名言.蘇科版物理教材主編劉炳昇教授也曾說(shuō)過(guò)：“應(yīng)用自制教具做實(shí)驗(yàn)，這不是權(quán)宜之計(jì).這是由它的特點(diǎn)決定的，因?yàn)橛眠@種資源的實(shí)驗(yàn)，能使學(xué)生感到親切，能吸引學(xué)生積極參與；能給學(xué)生更多動(dòng)手動(dòng)腦的機(jī)會(huì)，有利于滲透創(chuàng)造性教育”.因此，我們要重視自制教具的開發(fā)與應(yīng)用，提倡利用身邊隨手可得的生活物品、廢舊物品開展自制教具.這樣做，既能針對(duì)性地解決好教學(xué)中遇到的難題，滿足教學(xué)的需要，又能培養(yǎng)學(xué)生“變廢為寶、節(jié)約資源”的科學(xué)素養(yǎng)，還能為學(xué)校節(jié)約資金.尤為重要的是，讓學(xué)生參與一些教具的設(shè)計(jì)與制作，有利于培養(yǎng)他們的動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力.

總之，只要我們具有一雙慧眼，多留心身邊的生活物品、廢舊物品，并注意收集和整理，就一定能利用好它們，開發(fā)出更多“有價(jià)值、有創(chuàng)意”的自制教具，讓自制教具在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中大放光彩.

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉炳昇.繼承傳統(tǒng)開發(fā)自制教具的創(chuàng)新教育功能(上)[J].教學(xué)儀器與實(shí)驗(yàn)，2013，(1).

[2] 王鈺生.簡(jiǎn)析當(dāng)前物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的偏向及矯正策略[J].教學(xué)儀器與實(shí)驗(yàn)，2011，(10).

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