物理教具創造的論文
做好物理實驗必須要有一定的物質條件，其中最重要的是教學儀器．隨著科學技術的發展，教學儀器在不斷地更新和改進，為物理教學改革奠定了一定的物質基礎，但還跟不上教學的需要．因此，中學物理教師開展自制教具的研究就顯得很有必要．自制教具不僅可能成為儀器改進的先導，而且其本身的直接應用也有不可替代的作用．這是因為自制教具價格低廉，易于普及；簡單明了，易于揭示本質的特征；而且易使學生感到親切，含有許多創造教育的因素．
要改進教學儀器和自制教學儀器，自覺地學習和運用創造的技法是很重要的．從改進物理教學儀器和自制物理教具創造的技法來說主要有以下七種：1、希望點和需求點列舉法；2．缺點列舉法；3、聯想和移植創造法；4、替代法和模擬法；5．組合技法；6．強化技法與挖掘潛力法；7．逆向技法．下面我就介紹一下我在物理教學中運用希望點列舉法和缺點列舉法自制教具和改進教具的一些實踐．
一、希望點列舉法在自制物理教具中的實踐
有一條格言是這樣的“人的一半是夢想，一半是追求，夢想是美麗的，但追求比夢想更美麗．”人們都有美好的希望，發明者根據人們的希望進行創新，這就是創造技法中的希望點列舉技法．希望點列舉法是人們克服思維障礙，發現問題，提出問題的一類技術，但它更多地運用想象，因此能鍛煉人的有效地控制思維活動的能力．所以這種技法常用來研制新的儀器、開發物理實驗新的教學模式．
在運用希望點列舉法進行操作時首先應定好課題．課題不應局限于某種儀器設備，它還可涉及到整個物理實驗教學活動中，小至演示順序、實驗方法，大至教學模式的研究．然后列舉希望點，對研究的對象提出希望．現舉例如下：
我是1986年參加工作，我在教高一物理《共點力的合成時》總感覺到用作圖法研究合力與分力間的關系不是很直觀，學生總是學不好，于是我就提出了一個設想（即創造技法中所謂的希望點，當然當時是一種自覺地行為，完全出于對教學的喜好），能不能制作一件教具演示力合成的平行四邊形法則及合力與分力間的關系呢？就是在這樣一種希望之下我發明了如圖1所示的共點力合成的平行四邊形法則演示教具并形象地演示了合力與分力間的關系．教具是用2mm厚的鋁合金制作的，該教具每邊長30cm，對角線長60cm，制作時只要在平行四邊形的四個端點上打上四個小孔，然后用螺帽固定即可，當然還需在每邊連接處加上紅色的力的箭頭．可見度是很好的，在教學中收到了良好的教學效果．該教具參加了上海市中學物理自制教具展出，獲得了展出獎．目前這一教具的設計思想已被廣泛地普及到各種力的合成教具中，還成為了今年上海市二期課改物理試用教材中的學生自主制作活動的課題．看到我校今年高一學生更為精彩的用不銹鋼和橡皮線制成的平行四邊形法則演示器，我感到莫大的欣慰．這一教具從現在的觀點來看就是我在希望點列舉法自制教具中的一個成功案例．
二、缺點列舉法在自制物理教具中的實踐
人類的希望、社會的需求和事物的缺陷，構成了發明和革新的不盡源泉．中學物理教師應該從現有的實驗器材的缺陷中尋找自制教具的課題．缺點列舉技法是指通過發掘現有事物的缺陷，且—一列舉，然后提出改進或革新的一種技法．列舉缺點，就是發現問題，而創造發明就是要解決問題．每發現一個缺點，提出一個問題，也就找到了一個創造發明課題．
運用缺點列舉技法一般按下列步驟進行：
1）定課題．課題要相對小些，簡單一些，這樣比較容易成功．
2）根據掌握信息—一列舉缺點．列舉缺點可從實驗器材的物理和化學性能角度，從外形、結構、材料角度，從實驗方式、方法、教師演示和學生觀察角度等．
3）找出造成缺點的原因．
4）針對缺點提出克服缺點的各種方案．
5）對改進方案進行評估，并進行實驗、優化一時實施不了的可暫時“凍結”起來，以備條件成熟時“解凍”。
下面介紹一下我是如何用這一技法改進了平行電流相互作用的演示．
舉例2平行電流相互作用演示裝置的改進．
平行電流相互作用是高中物理中必做的演示實驗、我所見過的演示方法是用在鐵架臺上用兩根鋼絲掛兩根平行的直導線，下端插入水銀槽中，然后通入電流，導致兩導線相互排斥．（如圖2所示）通過觀察和使用，發現該裝置存在如下可改進的地方：
1）該裝置制作成功時實驗連攝象機、電視機都未配備，可見度不高，即使現在用攝象機、電視機來提高可見度，一個二十九寸彩電的顯示效果也不是很好，而且用這么多的器材也很不方便．
2）該裝置只能用來演示平行反向電流的排斥作用．
3）該裝置中用的水銀也存在環保問題，應該盡量不用．
4）該裝置的設計毫無藝術性可言，對學生的吸引力不夠．
針對上述問題，我首先設計了如下的方案：
1）我用學生送給我的一件11cm×13cm×14cm的上面有五個小球的用來研究彈性碰撞工藝品，只利用其中的精美的塑料底座的`塑料板，在其上用刀劃出一個7cm×8cm的矩形，為放在幻燈機上投影時透光用．這樣實驗時需要的設備就少多了，可見度也很好，水銀也不需要了．
2）利用塑料方形支架作為懸掛通電導線的兩根橫梁，從家用電線中截取兩段1mm的10cm長銅導線作為通電導線，再找四根雙股細銅絲將它們與兩根銅導線焊接起來，然后平行等高的掛在塑料架上，兩根銅導線到塑料架的高度為10cm，它將起到將微小的磁場力通過力矩放大的效果．兩根鋼導線水平相距為7cm左右，四根雙股細銅絲在塑料架上繞一圈后再用電烙鐵焊接后固定在塑料架上．
3）并聯后接上額定輸出為10A的電源，將電流調到8A左右，就能清楚地看到兩根導線通以同向電流時被吸引到了一起的情況．
4）若調一下接線就可演示反向電流相互排斥的情況．電流只要取5A左右即可。
以上的設計總共化了一周時間，開始時用的電流太小，間距太大，都導致過實驗失敗．但最后還是成功了．圖3是這一裝置的示意圖．該裝置只要另加一蹄形磁鐵形成一個豎直方向的磁場還可用來演示通電導線在磁場中的受力問題．
以上就是我在物理自制教具中運用兩個創造法的示例，前者是無意識的，后者則是學了創造技法后的有意識的創造行為．我相信大家只要掌握了創造技法并善于運用創造技法，就一定能自制出更多簡單而實用的教具，為中學物理的教學添上嶄新的一筆。
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