对高职院校物理课程自制教具的几点认识_温澍萍.pdf

纵 教海拾贝 Chinese Vocational and Technical Education 中国职业技术教育 2011年第2期 教 学 观物理学的发展历史 张衡的地动仪 伽利 略的天体望远镜 牛顿的三大定律 万有引 力定律 爱迪生的诸多发明 哪一个规律 定律 的诞生无一不是科学家 研究者历经长期艰苦卓 绝 呕心沥血的探索和反复实验的结果 物理实验为各个层次的学生学习物理创设了 认识规律的有趣环境 培养了学生学习物理的浓 厚兴趣 激发了他们强烈的求知欲望 是发展学生 能力和使学生得到科学方法训练的重要途径 特 别强调的是 物理实验对高职院校学生动手操作 能力的培养尤为重要 而开展好物理实验教学对 高职院校学生综合能力的培养无疑是不可或缺的 重要内容 一 自制教具 收集生活物质资源进行物理实 验的意义及作用 1 自制教具 收集生活物质资源进行物理实 验能有效培养学生的学习主动性 麦克斯韦说过 实验的教育价值与仪器的复 杂性成反比 学生自制的仪器 虽然经常出毛病 但它却会比用仔细调节好的仪器能学到更多的东 西 高职院校基础实验设施较陈旧 仪器数量有 限 学生使用时小心谨慎 生怕损坏 学生处于被 动实验状态 学习的积极性和主动性受到抑制 而 若师生团结协作 因陋就简 因地制宜 想方设法 自制教具 收集生活物质资源 则大有益处 取材 容易 制作简单 损坏了可再制 何乐而不为 例如 在学习惯性知识时 拿来几颗生熟混合 的鸡蛋逐个旋转起来 你可以辨别生蛋和熟蛋吗 能迅速旋转的是熟鸡蛋 缓慢旋转几圈就停止的 是生鸡蛋 因为生鸡蛋的壳内是液状的蛋清 外力 作用在蛋壳上旋转时 蛋清由于惯性 继续保持静 止状态 则它与蛋壳间存在摩擦阻力作用 使整个 蛋只能缓慢转动 而熟鸡蛋内蛋清已凝固成蛋白 外力作用旋转时 整个蛋就能迅速转动 再如 日常生活中 常有许多电器 扔了可惜 可用来制作电热切割器 具体做法 利用已损坏而 且不能修复的电热毯夹层中的电热丝 在酒精灯 上烧热 去掉绝缘皮 装在支架上 由于此种电热 丝电阻率较大 在较低电压下 3伏左右 就可使 10cm左右长的电热丝发热 可用来切割泡沫塑 对高职院校物理课程自制教具的几点认识 温澍萍 内蒙古机电职业技术学院 内蒙古呼和浩特010070 摘 要 物理学是一门实验科学 教学仪器是高职院校开展实验教学的必要物质条件 自制教具 收集生活物质 资源进行物理实验 能有效培养学生的学习主动性 自制教具能充分培养师生的创新精神和动手实践 能力 本文就高职院校开展物理实验课程自制教具的方法 步骤进行了探讨 关键词 高职院校 物理实验 自制教具 中图分类号 G712文献标识码 B 文章编号 1004 9290 2011 0002 0069 04 作者简介 温澍萍 1962 女 汉族 副教授 主要研究方向 电工电子技术 物理信息化 69 料 比细钢丝做的电热丝发热效率高 因而比较省 电 实用 还可以把从旧家电上拆下的合适电源变 压器装配在电热切割器上 还有 利用旧的汽车喇 叭或摩托车喇叭内部的电磁铁 在6 12伏电压 下 磁性较强 可用来做自制电铃的电磁铁 弹簧 可以用15cm的铁皮 铃用自行车铃代替 制成的 电铃声音清脆响亮 效果比演示实验 厂制仪器 材料中的电磁铁好 2 自制教具能充分培养师生的创新精神和动 手实践能力 自制教具从设想开始到动手设计 制作 试 用 最后定型 都要经过深入思考和反复论证 发 现问题 解决问题到创造设计出新教具 师生能力 和思维都得到极大的发展 从中可体验到创造的 无穷乐趣 3 利用学生喜欢实验的特征 激发兴趣 变被 动为主动由不喜欢学物理变为 我爱学 教师要利用学生对实验的热爱 组织好实验 教学 根据教材要求和特点 精心组织教材要求的 每一个演示实验 同时还要千方百计自制教具 增 设一些对学生具有吸引力的演示实验及分组实 验 努力使物理课节节有物 如在讲 电动机原理 之前 发 动学生收集普通铁皮和电线 自制小电动机模型 等等 在 课上让学生演示或分组进行实 验 如此操作 有力地诱发了 他们的学习兴趣 又如自制静 摩擦演示器 图1 在牛奶瓶 广口瓶 里装满米粒 将一根 竹筷插入瓶底 筷子很容易拔 出 再把筷子插入 振动瓶子将米粒舂紧 并用手 指将米粒压实 然后用手慢慢提起筷子 这时连同 瓶子一起被提起 说明静摩擦力的存在 静摩擦力 的大小和正压力大小 接触面光滑程度的关系 此 演示器用来说明静摩擦力 取材方便 且形象生 动 演示的关键是必须使米粒压紧 如使用玻璃杯 演示 因杯口较大 米粒不易压紧 实验会失败 筷 子的一端 可用锉刀锉毛 这样静摩擦力增加 效 果更好 研究物体浮沉问题时 自制教具如下 图2 将一 支蜡烛 下端按上图钉 使 其能在水中稳定 在烛身 上画上刻度 将其点燃后放 入水中 可发现随着蜡烛的 重量不断减少 因燃烧而逐 渐缩短 蜡烛浸入水中的体 积也不断变小 该实验直观 生动 有趣 二 利用生活物质资源及自制教具开展物理实 验初步方略 一 利用生活物质资源及自制教具之原则 树立科学性 严密性 合理性为一体的观念 教师带领和引导学生共同参与开发研制物理实验 教具 遵循简约 耗材少 低成本的原则 依据易观 察 易操作 易理解 直观性强 趣味性浓的思想 如 在研究物体的平衡问题时 笔直选用了一 只生鸡蛋 在小头一端开个孔并清除干净壳内的 蛋清蛋黄 沿小孔滑入一块重物 以蛋壳的大头端 为底部 摆好蛋壳 点燃蜡烛 滴入烛油 把重物封 存在蛋壳底部 烛油大约封存至整个蛋壳高度的 1 4即可 把制好的蛋壳推倒后 蛋壳能自动立起 活脱脱一个 不倒翁 呈现在了我们面前 在空蛋 壳的底部封存重物和烛油 使整个蛋体的重心移 近蛋壳的底部 重心越低 稳定性越好 当蛋壳倾 斜 偏离平衡位置时 使蛋体的重心升高 因为蛋 壳的底部是球形的 在蛋体的自身重力作用下 蛋 体又恢复到原来的平衡位置上 此实验教具学生 也自制了数十件 在班里还进行了展览评优活动 收到了很好的效果 二 利用生活物质资源及自制教具进行物理 实验之措施 1 演示实验和分组实验的不足和弊端 通常情况下 物理实验主要形式为演示实验 和分组实验 它是提高物理教学质量很重要的一 环 也是激发学生学习物理兴趣必需的手段 但 是 在教学过程中 我们发现演示实验和分组实验 都存在着一定的弊端 课堂中的演示实验是教师 为学生提供感性认识的过程 它无法代替学生自 身的学习活动 而学生分组实验中 又常出现两种 70 情况 一是学生多 厂制配套的实验仪器又少 实 验中常出现 男生抢着做 女生怕动手 成绩好积 极做 成绩差旁边坐 的倾向 二是由于高职院校 的学生基础差 不太懂得实验原理和过程 教师忙 于协助学生排除故障 师生完全处于被动状态 无 法达到获取知识培养能力的目的 所以教师若能 把握好国家有关职业学校学生培养目标的政策 努力钻研教学大纲 克服演示实验和分组实验的 不足和弊端 带领引导学生挖掘周围物质资源 自 制物理实验教具 则是大有裨意的事情 再有 部 分厂制仪器过时 不新颖 操作较复杂 实验结果 不够明显 2 利用生活物质资源及自制教具进行物理实 验具体做法 1 从课程内容本身及学生实际情况 培养目 标和自身知识 能力基础 出发 采用教师制作教 具 制订具体方案完全放手让学生制作 教师和学 生共同制作等多种方式 实例 摩擦力的相互作用 此教具可以师生共 同做 如图3 用 五 合 板 或 厚 3mm的铝皮 直径约 60mm制成转盘 转盘 边缘贴上一条纸带 纸 带上画有红白间条作 为观察转动的标记 为 使转动灵活 转盘的支 架轴上应装有轴承 直 径约50mm 支架要稳重 小汽车可选择电动玩 具汽车 把前轮稍向一侧偏转 这样汽车发动后可 绕盘转动 转盘的支座中心插入一根长约5cm的 粗铁丝 在电动玩具汽车汽车前端系一根长20cm 的细绳 绳的一端系小环 以便演示时套在支座中 心的粗铁丝上 将小汽车放在转盘边缘 使车身和 转盘半径垂直 并使车身和拉紧的细绳约成45度 角 绳和车身的角度必须适合 否则不能长时间绕 盘转动 演示时 接通小汽车电源 车在圆盘上行驶 转盘不断向反方向运动 显示了车和盘面之间有 摩擦力 盘面对车轮的静摩擦力改成使盘向后退 若把车轮改成金属轮 由于金属轮和盘面的摩擦 力很小 甚至出现车轮打滑现象 就更能说明汽车 前进是由于静摩擦力的作用 2 引导和培养学生善于观察 勤于思考 主 动收集生活资源 自制教具的能力 实例 自制楞次定律演示器 可以让学生独立 完成 取一易拉罐 用剪刀在筒的中部截出两个约 2cm宽的圆环 将其中一个圆环剪开并截去一小 段使之成为一个开环 找一块硬纸板 用刀片截出 一条长约16cm 宽约1 5cm的硬纸条 将两个圆 环分别用钉书钉固定在 硬纸条的两端即成 支架 可用一带橡皮的铅笔和 装有沙子的墨水瓶制作 将剪去钉帽的大头针粗 端插入铅笔一头的橡皮 中 钉尖向上 铅笔的另 一端插入墨水瓶的沙子 中 如图4所示 该装置 具有圆环大 质量轻 惯性小等优点 3 挖掘物理学科自身特点 培养学生创新能 力 实例 动量守恒定律 反冲运动 图5 水槽里放一 块木块 木块上 固 定 一 个 罐 头 盒 罐头盒侧面 底部打一小孔 然后在罐头盒里 倒满水 水就从罐头盒的底部喷射出来 于是载着 罐头盒的木块就像小船一样前进了 实例 改进实验仪器 漏斗的改善 通常使用漏斗把某种液体注到玻璃瓶里去 你一定有这样的经验 就是常常要把漏斗向上提 起一下 否则液体就会留在漏斗里 流不下去了 这是因为瓶里的空气没有排出去的路径 因此它 的压力阻碍了漏斗里的液体流进去 起初固然也 会有一些液体流下去 这是因为瓶里空气受到压 力的作用 略微缩小一些的缘故 但是 空气的体 71 积一压缩 压力也就增高了 就会抵住了漏斗里的 水的压力 因此 假如不把漏斗提起 让压缩的空 气逸出 漏斗里的水是不可能继续流进瓶里去的 因此 最实际的办法是把漏斗的外面做成瓦楞形 使漏斗架在瓶口上以后 仍旧留出许多间隙 让瓶 里的空气往外流 4 实验教具走信息化道路 有关专家认为 教具走信息化道路 绝不能成为游离于现代教育 教学过程之外的一种投资行为和硬件设施建设 更不能用新技术把教科书和黑板搬到屏幕和网络 上 笔者认为 物理实验利用现代化手段可以从两 方面做起 一是利用多媒体演示实验教具 二是用多媒 体课件精心制作物理实验原理及过程 也不乏是 一种很有效的方法 我认为 多媒体课件也属于自 制教具的范畴 因为并非所有物理实验都能使用 普通仪器 不论厂制还是自制 显示出我们所期望 的结果 笔者在物理教学中 制作了数件多媒体课件 例如 航天技术 卫星工作过程 激光的妙用 磁悬浮列车原理等等 展示在学生面前即生动又 新鲜 给人以强烈的吸引力 5 组织学生成立科技发明小组 立项 制订 自制教具小方案 实例 自制简易滑轮 图6 取易拉罐两 只 废塑料中性笔 芯一支 用剪刀截 取两个易拉罐的 顶部 将其边缘修 整规则且无刺 把 两个易拉罐的上 底背靠背取齐后 用电钻在圆心初 打一个孔 同时在圆面靠近边缘处以等间隔打三 个孔 孔的粗细与中性笔芯的粗细相同 如图 在圆 心以外的三个孔中分别插入一段中性笔芯 长度 以笔芯在两侧各露出2mm为准 然后用火焰 蜡 烛或打火机 烫软笔芯的漏出部分 使之成钉帽 状 待冷却后 两圆面便被铆在一起 在圆心孔插 一段笔芯 再在笔芯内穿入一根比其内径略细的 铁丝 或铝丝 然后将铁丝弯曲成一挂钩 一个简 易的滑轮就做成了 具有轻巧 灵活 精致 美观等 特点 6 利用高职院校资源优势 收集生活物质资 源和自制教具 收集实习工厂所剩废旧材料 边脚 边料作为自制教具的原材料 并且在加工时 利用 实习工厂的工具 还有 制作技术 技巧方面的问 题均可以借助实习工厂来解决 实例 固体缩力演示器 做十几套 供分组实 验使用 如图7 一个铸铁支架 两边各有一个卡口以便承放 钢棒 钢棒一端有一圆孔 以便插入生铁棍 另一 端绞有螺纹 旋上一个铁把手 演示时 在钢棒一 端的圆孔里插入生铁棍 随后把钢棒加温至红热 时 即把钢棒放在铸铁座上支架卡口上 转动把 手 把钢棒拉紧 钢棒冷却即可把生铁棍拉断 生 铁棍拉断时 有时会飞出 应注意安全 以上是笔者在教学中的几点体会 不成熟之