自制物理實驗材料，開拓物理學習新途徑

魏智宇

摘 要：眾所周知，物理是一門以實驗為基礎的自然學科，在參與物理學習活動過程中，物理實驗活動的開展是必不可少的。在應試教育背景下，教師在組織物理教學活動的時候很少會在課堂上呈現物理實驗，為了彌補這一缺陷，我們學生在學習物理的時候，可以借助自制實驗材料的方式自主實驗。如此可以借助直觀的實驗來幫助我們理解抽象的物理知識。那么，我們要如何自制物理實驗材料呢？這是本文論述的重點所在。

關鍵詞：高中物理;物理實驗;自制實驗材料;制作方法

既然物理是一門以實驗為基礎的自然學科，那么，物理學習活動的開展自然無法與實驗相割裂。而物理實驗的開展是由物理材料為支撐的。但是，在日常的學習活動參與中，我們學生是無法接觸到專業的物理實驗材料的。對此，則需要發揮我們自身的主觀能動性，借助多樣化的方式來自制物理實驗材料，由此自主操作物理實驗，直觀地感知、理解物理知識。那么，究竟什么是自制物理實驗材料呢？所謂的自制物理實驗材料是指在學習物理知識的過程中，借助生活中常見的物品，自主設計和制作符合物理學習要求的實驗材料。由于這些材料是由自己制作自己使用的，生產者與使用者是相融合的，所以我們將其稱為自制材料。那么，自制物理實驗材料的方法有哪些呢？

1.仿制法

所謂的仿制法是指在制作物理實驗材料的時候，立足現有的實驗儀器從形態和結構等方面對其進行仿制。而進行仿制所使用的材料大都是從生活中選取的。比如，在學習大氣壓強這一內容的時候，在課堂教學活動開展中，教師一般會借助馬德堡半球實驗來引導我們感知大氣壓的存在，但是由于這一實驗常常會由于馬德堡半球密封困難，出現漏氣這一現象而導致實驗失敗，所以，大部分教師直接借助語言描述的方式來代替直觀的實驗。對此，在物理學習過程中，我選擇了生活中常見的掛鉤來作為實驗材料。因為掛鉤的實驗原理其實就是大氣壓在發生作用。由此，我借助掛鉤這樣證明了大氣壓的存在：首先，我將兩個掛鉤的吸盤相連，接著用大力氣向中心擠壓這兩個掛鉤，將兩個掛鉤吸盤中的空氣全都擠壓出來，借此使之僅僅地吸在一起。然后，我兩手各執該吸盤的一端向反方向拉扯。在拉扯的過程中我發現，在我用盡力量的時候才能將其拉開，這就說明了，在我們的生活中大氣壓確實是存在的。由此可以看出，自制教具不僅可以彌補傳統實驗的不足，還使我意識到了物理與生活的關系，為借助所學物理知識解決物理問題打下了堅實的基礎。

2.改造法

所謂的改造法是指在物理實驗活動開展中，由于物理實驗材料在形態、結構、功能等方面存在一定的缺陷，此時，為了更好地進行實驗，需要我們對其加以改造。以電磁阻力實驗為例，該實驗的開展在實驗室里有現成的實驗裝置，在實驗室里進行該活動的時候，明顯的實驗反差會激發我們的探究興趣。但是，該實驗在操作的時候存在一大缺陷，即由于鉛管是封閉的，小球的該鉛管中運動的時候無法直觀地看到其運動狀態。針對這一缺陷，我借助所學到的物理知識對其進行了這樣的改進：選取生活中常見的一塊厚鉛板，一塊木板。用相同材質的廣告紙將這兩塊板的一面都貼上，借此保證這兩塊板表面的摩擦系數是一樣的。接著，將兩塊板分別墊高，借此形成傾角相同的兩個斜面。然后，將一塊磁性極強的磁鐵，分別從這兩塊板上滑下來。在磁鐵下滑的過程中，我發現，磁鐵在這兩塊板的下滑速度存在著較大的差異。通過下滑速度的差異生動地揭示了電磁感應現象。在改造物理實驗材料的過程中我們需要注意一點，對實驗的改造是以原有實驗的缺陷為基礎的，要想有效地實現實驗改造，需要我們對原有的實驗進行細致的觀察與分析，對原有的實驗有一個深刻的理解，如此才能為改造實驗奠定堅實的基礎。

3.組合法

所謂的組合法主要是指在開展物理實驗材料的時候，借助幾種較為常見且簡單的材料，對其加以改造組合，借此使實驗材料更加完備、齊全。以研究彈簧的伸長量與彈力的關系這一實驗為例，在進行該實驗活動的時候，教師一般會借助下圖所示的實驗裝置來進行操作：

在進行該實驗操作的時候，我們需要利用數學中所學習的函數有關內容來解決問題。這對于數學學習能力有限的學生來說是一大難題。而且，在彈簧拉伸的的過程中，由于感官差異，所獲得的數據會存在一定的偏差，這就無法保證實驗的準確、客觀。對此，我為了使該實驗的操作更加的簡明、易懂，我借助生活中所處可見的材料，諸如彈簧、細線、木板以及砝碼等，將其組裝在一起構成一個簡易的胡克定律探究儀，具體裝置如下圖所示：

在這樣組合實驗材料的支持下，實驗操作不僅簡單易行，而且實驗現象愈加明顯，保證了實驗數據的準確性。

總之，在高中物理學習活動開展中，我們需要對物理實驗給予充分的重視。在操作物理實驗的時候，需要看到原有物理實驗的不足，借助生活中常見的材料，借助多樣化的方式對原有實驗加以改進，借此在簡單易行的實驗操作中加深對基礎知識的理解，為學以致用的實現打下堅實的基礎。

參考文獻

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