余智雄

摘 要：自制實驗儀器相對于規(guī)范實驗器材具有成本低、取材方便、學生倍感親切等特點。自制實驗儀器在教學中并不是消極地應付，所發(fā)揮的主要作用是：有利于激發(fā)學生學習物理的興趣；有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力；是對規(guī)范實驗器材進行了必要補充，彌補了規(guī)范儀器生產(chǎn)的滯后性，使實驗器材更加地多樣化；完全符合可持續(xù)發(fā)展的原則。

關鍵詞：自制實驗儀器；物理教學；功能

自制實驗儀器是指在學校實驗儀器室沒有的實驗儀器，教師根據(jù)教學的需要，利用身邊的資源，個人制作或師生共同制作的實驗儀器。規(guī)范實驗器材是指由正規(guī)的實驗儀器廠家生產(chǎn)的實驗設備，即在實驗里存放的符合一些特定標準實驗設備。自制實驗儀器相對規(guī)范實驗器材具有成本低、親和力強等優(yōu)勢。在教學實踐中發(fā)現(xiàn)，自制的實驗儀器在教學過程中所發(fā)揮的作用并不比規(guī)范的實驗設備差。它在物理教學中的主要功能體現(xiàn)在如下幾個方面：

一、更有利于激發(fā)學生學習物理的興趣

學習興趣是指學生對學習活動產(chǎn)生的心理上的愛好和追求的傾向?？鬃釉唬骸爸卟蝗绾弥?，好之者不如樂之者?！睂W生一旦對學習發(fā)生興趣，就會充分發(fā)揮自己的積極性和主動性，產(chǎn)生強烈的好奇心和求知欲。

如果教師在教學過程中始終是用實驗室里的規(guī)范器材進行實驗，就會使學生產(chǎn)生一種實驗依賴心理，即只有老師提供器材才能做實驗，否則就不能做實驗。使學生疏遠了物理實驗，降低了學生興趣，產(chǎn)生物理難學的心理障礙。若在教學中適時引導學生用生活中常見的物品做實驗、研究物理問題，就會使學生倍感親切。由于實驗取材于學生身邊熟悉的東西而且制作又比較簡單，因此有利于消除學生對科學研究的神秘感，激發(fā)學生參與活動和學習的興趣，產(chǎn)生強烈的學習動機。

另外，由于實驗室里的規(guī)范實驗儀器數(shù)量有限，而且使用一般都強調要按步驟操作，如果非正常損壞，則要賠償，甚至罰款。因此，學生普遍存在害怕心理，使用時小心謹慎，不敢越雷池半步。在這種情況下，學生的學習積極性和主動性受到了壓制。而自制實驗儀器取材容易，制作簡單，損壞了可以再制作，這是規(guī)范實驗儀器無法比擬的，它能有效地提高了學生的學習積極性和主動性。

常見的乒乓球無論怎么按入水中，松手后，乒乓球總是很快上浮并浮出水面的現(xiàn)象?？墒墙柚诳蓸菲亢推古仪虻难菔?，就會讓學生對其研究產(chǎn)生極大的興趣。將透明的可樂瓶的底部截去，去掉瓶蓋，然后把乒乓球放在瓶中，乒乓球正好位于瓶口上方，這時往瓶中加水，可以看到浸在水中的乒乓球雖然排開一定量的水，但并不上浮。只有當用手堵住瓶口（或用瓶蓋將瓶口蓋上），讓從狹縫流出的水聚集在乒乓球底部，乒乓球才會很快浮出水面。這個簡單的實驗裝置卻是能很好地幫助學生理解浮力產(chǎn)生的原因。

又如：在大氣強的教學中，可以事先在兩個礦泉水瓶內裝滿水后用瓶蓋蓋上，并分別在瓶蓋上各扎一個小孔。在教學過程中當場分別在瓶底再各扎一個小孔，這時有水滴出來。接著用手按住其中一個小孔，發(fā)現(xiàn)一只礦泉水瓶的水不停地在滴，而另一只礦泉水瓶的水卻漸漸地停了下來。在學生的困惑中，教師抓住時機及時引導學生分析現(xiàn)象，使學生不僅看到了現(xiàn)象，還學會認識現(xiàn)象的本質。

二、更有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力

創(chuàng)新能力是指運用知識和理論，在科學、藝術、技術和各種實踐活動領域中不斷提供具有經(jīng)濟價值、社會價值、生態(tài)價值的新思想、新理論、新方法和新發(fā)明的能力。自制實驗儀器是一種有目的、有計劃、操作性很強的實踐探索活動。自制實驗實儀器一般不是簡單的儀器仿制，從設想開始到動手設計、制作到修改、試用，最后定型，都要經(jīng)過深入思考和反復論證。由于是個人親自動手制作，往往在構思、取材或局部結構方面有自己的特點和某些改進，或者在制作過程中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，這本身就包含有創(chuàng)造性勞動，需要創(chuàng)造精神，對學生的創(chuàng)新能力的培養(yǎng)無疑是極為有利的。另一方面，由于自制實驗儀器中采用的器材大多數(shù)本來的用途并不是進行物理實驗，所以這種做法本身就是一種創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和提高?？梢哉f自制實驗儀器是全面推進素質教育、培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實踐能力的一個重要載體。學生如果能設計一個新的實驗方法來闡明物理概念、規(guī)律，即使這個新設計的實驗，比較粗糙，都應當受到鼓勵，因為其中有新思想在里面，表現(xiàn)了學生創(chuàng)新的積極性。。

例如，充分利用醫(yī)用一次性注射器就可以完成多個實驗：堵住裝針頭的出口，推動活塞可用于觀察“空氣占有空間”和“空氣可以壓縮”；可用于做“研究大氣壓力”等實驗；取其針筒，把裝針頭的出口封死，將此端配一個圓形泡沫塑料做底（中間挖一個圓孔，剛好能插上針筒），把針筒的口部剪齊，就是一個很標準的量筒。

三、對學?，F(xiàn)有的規(guī)范實驗器材進行必要的補充

新課程改革提倡以探究式學習為主，可是，由于各種原因，相當一部分學校實驗器材短缺的情況很難在短期內得以解決。即使將來條件好了，儀器基本齊全了，還是要提倡師生動手自制實驗儀器，降低成本，改善實驗環(huán)境的精神。實際上，無論規(guī)范的實驗儀器如何配備，其一是數(shù)量上滿足不了教師的教學需要，如：不同老師在同一時間上同一課時的內容時，這個問題就更加地突顯出來；其二是教師的教學是與時俱進，但實驗儀器的研發(fā)與生產(chǎn)往往就會相應地滯后些，有時滿足不了教學發(fā)展的需求。

其實，自制實驗儀器不僅是解決儀器設備短缺、供應不足的權宜之計，還是對規(guī)范實驗儀器進行必要的補充，使實驗儀器更具有多樣性，還能體現(xiàn)出師生的勞動成果。如：利用去掉瓶底的礦泉水瓶，蒙上橡皮膜，去掉瓶蓋后將瓶口對著火焰，敲橡皮膜就會發(fā)現(xiàn)火焰會搖動，從而得到聲波可以傳遞能量的結論。利用八寶粥空罐，在底部正中位置鉆一個小孔，再用一片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上，再配以點燃的蠟燭，這就可以演示小孔成像的現(xiàn)象。這些自制的實驗儀器較為簡單，師生均可以動手完成，且用完后還可存放在實驗儀器室內進行循環(huán)使用。又如：在電功率的教學中，由于家庭使用的電能表安裝比較高，學生觀察比較困難，這時教師可自制電路板進行教學。購買三個同種規(guī)格的電能表以及開關、燈座，在同一塊板上分別組裝成三個各自獨立的電路，分別接上“220V 15W”、“220V 60W”、“220V 100W”三只白熾燈。同時閉合開關，學生可以觀察到電能表的鋁盤的轉動是有快慢之分的，且這個快慢之分與白熾燈的一個參數(shù)有關，這對于本節(jié)的成功教學起到關鍵性的作用。當然，這個自制的電路板使用之后還是歸放在實驗儀器室。