职业高中物理实验室教学中自制仪器的制作和改进

发布时间：2022-10-22 14:20:07 浏览数：次

实验教学在职业高中物理教学中占有重要地位，是培养学生动手能力、科学精神以及严谨学风的基础。从目前职业高中物理实验教学的实践来看，自制仪器设备所起的作用不可忽视，它可以有效地弥补实验仪器设备配备的不足，对实验教学起到很好的辅助作用。本文根据笔者多年的物理实验教学和管理经验，借鉴相关的物理教学方法和模式，重点研究了激光线光源、牛顿第一定律验证仪器和现有几何光学实验仪器3种仪器的自制和改进方法。

1 激光线光源的改进和自制

激光线光源在职业高中物理实验教学中的应用比较普遍，诸如通常的演示实验、探究性实验、随堂实验以及课外实验等，但同时由于激光管的使用寿命一般仅为2年左右，使得激光线光源仪器的使用成本相对较高，为此，笔者采用以下方法，对简易激光线光源的自制做了改进。

采用的基本材料为市场价格仅为每个4～5元的玩具性质的激光手电筒和一个直径约为5毫米的细玻璃棒。其制作的基本方法和步骤是先用锯将玻璃棒的一小段切下，并将之嵌入到激光手电筒的螺帽内，这样就可以将手电筒的点光源转变为了线光源。这种改进的优点是光束强，可见度大并且是单色红光，价格便宜成本低，可广泛应用于职业高中物理实验教学的各个方面。

2 牛顿第一定律验证仪器改进和自制

职业高中物理理论课程学习中对于牛顿第一定律学生们普遍感到比较抽象，不容易理解。笔者根据自身的教学经验自制了一套实验仪器，用以帮助学生直观的学习和理解牛顿第一定律。

这个自制实验仪器所采用的基本材料为1个尺寸为90厘米×35厘米的木板，裁缝师傅使用的软尺4个，保利木板做的光滑的贴面，经过粗糙化加工的粗糙贴面。其制作的基本方法是：先将木板分割为2个部分，1个尺寸为50厘米×35厘米，1个为40厘米×35厘米，2个木板采用活页进行连接，第一个木板与水平面的夹角小于等于30°，第二个木板放在水平的桌面上，同时为了避免以后的小车从斜板运动到水平板发生碰撞，水平板要稍微高出0.4毫米左右。然后将水平板分为3部分，一部分为普通木工版面，一部分为粗糙贴面，一部分为光滑保利板面，同时要在2个板面上贴上软尺来测量小车的滚动距离，从而来验证牛顿第一定律中关于物体运动和摩擦力的关系。然后进行实验，可以很容易地直观地得到这样的结论，贴面光滑摩擦力小运动距离大，相反则结果也相反。这个自制仪器设备的优点是所用材料少成本低且制作结构简单容易操作，演示效果明显易于学生观察。

3 现有几何光学实验仪器改进方法的探讨

职业高中物理实验教学中实验室所配备的几何光学实验仪器一般存在以下缺点和不足，由于仪器所使用的为12伏、45瓦的卤钨灯光源，其光线太弱可见度小，同时由于灯丝发热造成温度过高经常引起烧坏现象。笔者通过探索和相关的测验，进行了如下的改进。

3.1 对光具盘的改进

具体的做法是在圆盘的后面加上了一个长约25厘米的曲柄构件，其比光具盘半径大约超出10厘米，曲柄弯臂大约长7厘米，曲柄用以固定在光具盘的后轴线上，然后用螺丝加以稳定，这样曲柄就可以围绕圆盘进行随意的转动。另外，在曲柄圆盘的顶端焊接2个定位铁圆圈，其直径应该略大于激光手电筒的直径，然后在用螺旋铁钉进行固定。

3.2 用自制的激光线光源来进行替代原来的卤钨灯

由于激光线光源的开关设为轻触式，控制操作不够方便，可以采取用引线引出来将其直接接在支架上，使之改为波动开关控制。在具体调整的时候，可以打开开关转动激光线光源，让激光射向版面为一个光束，使光束正好定位在平面镜的中心位置，然后再用螺旋铁钉将激光手电筒进行正确的固定。

这个改进的仪器可以用于演示的实验主要有下面几个，用中间的一束激光可以演示光的折射和反射定律，可以用于演示镜面反射和漫反射，这样使得它们之间的区别可以做到轻而易举的辨别，还可以演示光路的可逆性质，可以用于演示光的全反射和临界角。此外，还可以用于演示光的双缝干涉原理和单缝衍射。根据这个改良实验仪器设备的使用情况来看，它可以有效地解决原本需要经过非常复杂的操作并且还可能会产生不了明显效果的常规实验操作，并且能够训练学生观察问题解决问题和创新的能力。

4 总结

本文根据职业高中物理实验室教学的实际和相关的教学需求，研究和探讨了实验室教学中自制实验仪器设备的相关问题，这些制作方法一般根据教师教和学生学的需要，简明扼要又富有成效，实践证明，能够有效地保证物理实验教学的顺利开展，同时也可以加深学生对于抽象物理知识的理解体会。

（作者单位：河南省驻马店驿城区成人职业教研室）

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