物理实验的器材选取及其加工

物理实验的器材选取及其加工我们都知道，实验器材是限制物理实验课教学的瓶颈，要体现物理是有趣的，而且是有用的，就离不开实验；要验证某个规律或得到某个结论，也需要进行实验，而实验就必然需要相应的器材。在偏远的乡村中学，由于受编制配置、教学内容调整等影响，实验器材往往比较贫乏，我们就要创造条件做实验，因地制宜地开展“造”器材的活动，而如何选取恰当的器材，就显得十分重要。下面我就举两个例子加以说明。在探究气体的压强与流速的关系实验中，如果由教师用现成的玻璃漏斗来演示“用漏斗吹球不掉的实验”，学生在观察到球不掉的同时，也看到球在转动！于是，同学们私下可能会想：球不掉可能还与旋转有关！事实上，我们的确无法在课堂上实现直接把乒乓球给吹起来，特别是水平方向一吹，球便跑掉了。要是用管斜向上对乒乓球持续吹气，球会在空中旋转，且球不会掉下来（图1），同学们就会更加相信前面的观点──与旋转有关！如果由学生自己来探究，一方面器材不足，另一方面也不是很安全（要把玻璃管含在口中）。所以我们就把塑料瓶加工成“漏斗”，既可以保证学生人手一个，又可以按照我们的需要进行加工（图2），做起实验来就比较顺手了：由于我们使用了瓶底做“斗”（图2中的A），乒乓球与斗壁不能充分接触，吹气时球就不会转了；如果做向上吹球的实验（图3），球也不易吹起来。当然，这样做不是进行掩盖，而是尽量排除干扰因素！当我们用图2中的B做水平吹球时，球不会一吹就跑，而是被“吸”回来（图4，从左右两个方向吹都可以）！如果我们没有漏斗，还可以用纸板或卡甚至笔筒来做：把乒乓球放在水平桌面上，在其水平方向任何一方斜放一张纸板或卡，然后沿着纸板或卡上面边缘对球吹气（图5），球会迎着吹气的方向向纸板或卡运动过来！如果用后端有孔的圆珠笔来吹球，只需去掉前端部分和中间的笔芯，就可以做向下吹球而球不掉的实验（图6），而且排除了“斗”这种形的影响，让同学们更加清晰地得出气体压强与流速的关系的结论。又如，在证明有大气压强存在的实验中，我们可能没有图7中的器材，但我们可以用塑料瓶、竹筒或笔筒来做实验：把塑料瓶装满水，并把盖旋紧，然后用钉子在瓶壁上同一高度的地方钻几个洞，水并不会流出来（如图8所示，只要洞的直径不超过1厘米都行）！如果把塑料瓶装满水后用瓶盖反面把瓶口挡住，然后慢慢地把瓶倒立，瓶盖不会掉，水也不会流出来(图9)。如果我们用笔筒来做实验，可以把笔帽装满水并倒立过来，水是不会流出来的，然后把无孔的笔尾反过来去接触笔帽中的水，笔尾就会被水吸进笔帽里去（图10）！我们也可以用笔筒上的胶套把一个无孔的笔尾和几个笔筒连接起来组成一个长的“试管”，装满水后可以横放或倒放，水都不会流出来（图11）。这些都能说明大气压的存在。如果用水壶或有两个瓶口的塑料瓶（图12）来做“倒水水不流”的实验，不用对器材加工就能说明有大气压的存在；要是用竹筒来做实验，经加工后也可以做塑料瓶和笔筒那样的实验。同样，我们也可以用笔筒、竹筒和塑料瓶加工成连通器，用来做“杠杆平衡条件”“连接器的原理”“流体的压强与流速的关系”等实验。虽然说“巧妇难为无米之炊”，但只要是“巧妇”，还是能够“炊”。只要我们用心去开发，许多问题都会迎刃而解。实验教学就是要体现“实”，要结合各方面的实际进行实验，不能只看外表，还要注重实用。如前面提到的用漏斗吹球不掉的“漏斗”装置，我们也用到了水中，只要换个别的球就可以了：本实验我们用洋芋加工成“球”，用水来“吹球”，也可以做在空气中做的那些实验，能够正确地得到液体内部的压强与流速有关的结论。由些可见，实验器材的选取及加工会直接影响我们的实验效果，关系到教学是否成功。为了做好实验，搞好实验教学，体现物理是有趣的，也是有用的，就要选择好材料，加工出我们真正需要的实验器材！如果能让学生参与加工实验用具的活动，既能培养学生的动手能力，又能体验到成功的喜悦，更懂得珍惜劳动成果的意义，还会增强学生的自信心和协作意识，激发自主创新和勇于实践的潜能。因此，“造”实验器材的活动应该提倡。