例谈自制物理教具的创造技法，本文主要内容关键词为：教具论文,技法论文,物理论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
做好物理实验必须要有一定的物质条件，其中最重要的是教学仪器.随着科学技术的发展，教学仪器在不断地更新和改进，为物理教学改革奠定了一定的物质基础，但还跟不上教学的需要.因此，中学物理教师开展自制教具的研究就显得很有必要.自制教具不仅可能成为仪器改进的先导，而且其本身的直接应用也有不可替代的作用.这是因为自制教具价格低廉，易于普及；简单明了，易于揭示本质的特征；而且易使学生感到亲切，含有许多创造教育的因素.
要改进教学仪器和自制教学仪器，自觉地学习和运用创造的技法是很重要的.从改进物理教学仪器和自制物理教具创造的技法来说主要有以下七种：1、希望点和需求点列举法；2、缺点列举法；3、联想和移植创造法；4、替代法和模拟法；5、组合技法；6、强化技法与挖掘潜力法；7、逆向技法.下面我就介绍一下我在物理教学中运用希望点列举法和缺点列举法自制教具和改进教具的一些实践.
一、希望点列举法在自制物理教具中的实践
有一条格言是这样的“人的一半是梦想，一半是追求，梦想是美丽的，但追求比梦想更美丽.”人们都有美好的希望，发明者根据人们的希望进行创新，这就是创造技法中的希望点列举技法.希望点列举法是人们克服思维障碍，发现问题，提出问题的一类技术，但它更多地运用想象，因此能锻炼人的有效地控制思维活动的能力.所以这种技法常用来研制新的仪器、开发物理实验新的教学模式.
在运用希望点列举法进行操作时首先应定好课题.课题不应局限于某种仪器设备，它还可涉及到整个物理实验教学活动中，小至演示顺序、实验方法，大至教学模式的研究.然后列举希望点，对研究的对象提出希望.现举例如下：
举例1 共点力合成的平行四边形法则演示教具的设计
我是1986年参加工作，我在教高一物理《共点力的合成时》总感觉到用作图法研究合力与分力间的关系不是很直观，学生总是学不好，于是我就提出了一个设想（即创造技法中所谓的希望点，当然当时是一种自觉地行为，完全出于对教学的喜好），能不能制作一件教具演示力合成的平行四边形法则及合力与分力间的关系呢？就是在这样一种希望之下我发明了如图1所示的共点力合成的平行四边形法则演示教具并形象地演示了合力与分力间的关系.教具是用2mm厚的铝合金制作的，该教具每边长30cm，对角线长60cm，制作时只要在平行四边形的四个端点上打上四个小孔，然后用螺帽固定即可，当然还需在每边连接处加上红色的力的箭头.可见度是很好的，在教学中收到了良好的教学效果.该教具参加了上海市中学物理自制教具展出，获得了展出奖.目前这一教具的设计思想已被广泛地普及到各种力的合成教具中，还成为了今年上海市二期课改物理试用教材中的学生自主制作活动的课题.看到我校今年高一学生更为精彩的用不锈钢和橡皮线制成的平行四边形法则演示器，我感到莫大的欣慰.这一教具从现在的观点来看就是我在希望点列举法自制教具中的一个成功案例.
二、缺点列举法在自制物理教具中的实践
人类的希望、社会的需求和事物的缺陷，构成了发明和革新的不尽源泉.中学物理教师应该从现有的实验器材的缺陷中寻找自制教具的课题.缺点列举技法是指通过发掘现有事物的缺陷，且一一列举，然后提出改进或革新的一种技法.列举缺点，就是发现问题，而创造发明就是要解决问题.每发现一个缺点，提出一个问题，也就找到了一个创造发明课题.
运用缺点列举技法一般按下列步骤进行：
1）定课题.课题要相对小些，简单一些，这样比较容易成功.
2）根据掌握信息一一列举缺点.列举缺点可从实验器材的物理和化学性能角度，从外形、结构、材料角度，从实验方式、方法、教师演示和学生观察角度等.
3）找出造成缺点的原因.
4）针对缺点提出克服缺点的各种方案.
5）对改进方案进行评估，并进行实验、优化.一时实施不了的可暂时“冻结”起来，以备条件成熟时“解冻”.
下面介绍一下我是如何用这一技法改进了平行电流相互作用的演示.
举例2 平行电流相互作用演示装置的改进.
平行电流相互作用是高中物理中必做的演示实验.我所见过的演示方法是用在铁架台上用两根铜丝挂两根平行的直导线，下端插入水银槽中，然后通入电流，导致两导线相互排斥.（如图2所示）
通过观察和使用；发现该装置存在如下可改进的地方：
1）该装置制作成功时实验室连摄象机、电视机都未配备，可见度不高，即使现在用摄象机、电视机来提高可见度，一个二十九寸彩电的显示效果也不是很好，而且用这么多的器材也很不方便.
2）该装置只能用来演示平行反向电流的排斥作用.
3）该装置中用的水银也存在环保问题，应该尽量不用.
4）该装置的设计毫无艺术性可言，对学生的吸引力不够.
针对上述问题，我首先设计了如下的方案：
1）我用学生送给我的一件11cm×13cm×14cm的上面有五个小球的用来研究弹性碰撞工艺品，只利用其中的精美的塑料底座的塑料板，在其上用刀划出一个7cm×8cm的矩形，为放在幻灯机上投影时透光用.这样实验时需要的设备就少多了，可见度也很好，水银也不需要了.
2）利用塑料方形支架作为悬挂通电导线的两根横梁，从家用电线中截取两段1mm[2]的10cm长铜导线作为通电导线，再找四根双股细铜丝将它们与两根铜导线焊接起来，然后平行等高的挂在塑料架上，两根铜导线到塑料架的高度为10cm，它将起到将微小的磁场力通过力矩放大的效果.两根铜导线水平相距为7mm左右，四根双股细铜丝在塑料架上绕一圈后再用电烙铁焊接后固定在塑料架上.
3）并联后接上额定输出为10A的电源，将电流调到8A左右，就能清楚地看到两根导线通以同向电流时被吸引到了一起的情况.
4）若调一下接线就可演示反向电流相互排斥的情况，电流只要取5A左右即可.
以上的设计总共化了一周时间，开始时用的电流太小，间距太大，都导致过实验失败.但最后还是成功了.图3是这一装置的示意图.该装置只要另加一蹄形磁铁形成一个竖直方向的磁场还可用来演示通电导线在磁场中的受力问题.
以上就是我在物理自制教具中运用两个创造技法的示例，前者是无意识的，后者则是学了创造技法后的有意识的创造行为.我相信大家只要掌握了创造技法并善于运用创造技法，就一定能自制出更多简单而实用的教具，为中学物理的教学添上崭新的一笔.