自制數(shù)學(xué)教具及數(shù)學(xué)小實(shí)驗(yàn) 自制數(shù)學(xué)教具三項(xiàng)要求 安全、有趣、重大安全隱患實(shí)驗(yàn)1：蠟的熔化：蠟油暴漲 2：碘錘實(shí)驗(yàn) 3：萘升華實(shí)驗(yàn) 有毒 4：反沖卡車5：酒精爆燃表明內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。 自制教具的安全性要高，實(shí)驗(yàn)過程中不能出現(xiàn)安全問題。 低溫、大電流、易碎易爆、有毒不易推廣。 比如把熒光燈頭做成透明玻璃管的班主任，在演示實(shí)驗(yàn)的時(shí)候還裹著白紗布，鎮(zhèn)流器口的針刺玻璃讓評(píng)委們?yōu)樗傩摹?有趣明顯 這種實(shí)驗(yàn)設(shè)備使原本不明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象變得更加明顯，甚至一目了然。 實(shí)驗(yàn)的功效被巧妙地放大了。 存在三種主要類型的放大。 (1)杠桿放大式例如班主任制作的針式浮力計(jì)。 浮力計(jì)的指針是一個(gè)有很短的動(dòng)力臂和很長的阻力臂（如指針）的杠桿。 因此物理小實(shí)驗(yàn)制作，當(dāng)浮力略有變化時(shí)，會(huì)帶動(dòng)動(dòng)力臂的輕微運(yùn)動(dòng)，也會(huì)引起雙手的大幅度轉(zhuǎn)動(dòng)。 (固體溫度計(jì)) 機(jī)器升力演示 (2) 光放大式實(shí)驗(yàn)裝置原理與卡文迪什扭力天平相同。 通過光的反射，反射光點(diǎn)落得很遠(yuǎn)。 當(dāng)有輕微的旋轉(zhuǎn)（或振動(dòng)）時(shí)，入射角和反射角變化不大，但反射光斑明顯相連。 例如，班主任在圓柱體上貼上一層橡皮膜，在橡皮膜上貼上一面小平面鏡，將激光照射在平面鏡上，使反射光點(diǎn)落在遠(yuǎn)處的墻上，對(duì)著圓柱體說話. 橡膠膜的震動(dòng)連我都看不出來，但是反射光點(diǎn)的連接非常明顯，說明發(fā)出聲音的物體在震動(dòng)。
(2) 光放大型利用激光和平面鏡來演示桌面的微小變形 (3) 功率放大（縮?。┬?當(dāng)涉及到紅外線的熱效應(yīng)時(shí)，將溫度計(jì)的內(nèi)側(cè)放置發(fā)黑的氣泡時(shí)綠燈，或用電視遙控器對(duì)著濕度計(jì)的氣泡，溫度計(jì)讀數(shù)變化不大。 原因是用棱鏡分解太陽光得到的紅外線熱功率比較小，于是一位班主任想到了用大功率紅外三極管。 ℃。 凸透鏡對(duì)不可見光也有聚光作用 利用凸透鏡的聚光作用，展示白色物體強(qiáng)大的放熱能力 (3) 功率放大（縮?。┬?用夜扇帶動(dòng)夜光 賀卡或文曲星、電子表。 (4) 展廳放大模型。 在展廳內(nèi)培訓(xùn)秤的讀數(shù)。 在展廳內(nèi)演示鏡面反射和漫反射。 展廳內(nèi)借助鏡頭演示凸透鏡成像規(guī)律。 1.5 型號(hào)放大腳趾甲剪。 效應(yīng)放大型 1.2 組合型 1.3 多用途型 1.4 填空型 1.5 高科技型 1.6 “坐享”型 1.2 組合型 有時(shí)結(jié)合兩種實(shí)驗(yàn)設(shè)備或兩種化學(xué)原理可以解釋一個(gè)新問題，或使用其中一種讓對(duì)方更清楚。 1.2 反復(fù)組合舉例 比如兩個(gè)大直流電機(jī)和一個(gè)電源加一個(gè)小燈泡可以做這樣的實(shí)驗(yàn)，用電源驅(qū)動(dòng)一個(gè)電機(jī)物理小實(shí)驗(yàn)制作，用旋轉(zhuǎn)的電機(jī)作為動(dòng)力驅(qū)動(dòng)另一個(gè)電機(jī)發(fā)電通電，將小燈泡接到第二個(gè)電動(dòng)機(jī)的接線柱上，燈泡發(fā)出微弱的光，表明能量轉(zhuǎn)換是電能-機(jī)械能-電能-光能（內(nèi)能） . 同時(shí)對(duì)比也可以看出，能量轉(zhuǎn)換效率達(dá)不到100%。 顯微鏡 幻燈機(jī)+放大鏡的原理 開普勒望遠(yuǎn)鏡的原理 照相機(jī)+放大鏡是一種一機(jī)多用的裝置，用同一個(gè)實(shí)驗(yàn)儀器可以演示多個(gè)實(shí)驗(yàn)。 例如，一位班主任把熒光燈管做成一個(gè)大的空心透明玻璃管。 這個(gè)玻璃管可以清楚地演示酒精和水混合后總體積增加的實(shí)驗(yàn)； 也可以在玻璃管中裝滿水，用密度略低于水的塑料塊演示勻速直線運(yùn)動(dòng)； 您也可以在玻璃管中加入一些水來使用酒精。 燈管加熱，演示水沸騰前后氣泡的變化； 也可以將玻璃管的開口向下，點(diǎn)燃蚊香使玻璃管充滿煙霧，用激光筆演示光的直線傳播等。
(加濕器)視力缺陷及矯正視力缺陷發(fā)生的演示，如何矯正望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡組合型的演示1.4填空教材中的推論通常是通過實(shí)驗(yàn)得出的，但有些推論是直接給出的，沒有以實(shí)驗(yàn)作為支撐，于是有的班主任設(shè)計(jì)了一些實(shí)驗(yàn)，從而彌補(bǔ)了教材的空白。 例如，1：有一位班主任設(shè)計(jì)的內(nèi)能與機(jī)械能轉(zhuǎn)換的實(shí)驗(yàn)裝置，巧妙地利用打火機(jī)的性能和結(jié)構(gòu)，形成了能演示能量轉(zhuǎn)換等一組現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置，氣體外功、內(nèi)能減和室溫升高，2：視力缺陷及其矯正3：顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡 1.5 高科技類實(shí)驗(yàn)設(shè)備，技術(shù)集中度高。 例如，有一位班主任制作的筆記本溫控溫度計(jì)。 體溫計(jì)很準(zhǔn)確，但是是用筆記本手動(dòng)記錄體溫，手動(dòng)勾勒出溫度變化的圖像，班主任設(shè)計(jì)了電子電量顯示，都涉及到一些筆記本編程和硬件知識(shí)。 實(shí)驗(yàn)室使用軟件分析了三個(gè)有爭議的聲學(xué)問題 1.6 “Sit and enjoy”類型 在這次比賽中，一位老師帶來了幾袋（數(shù)百）兒童玩具，每個(gè)玩具可以解釋一個(gè)或幾個(gè)數(shù)學(xué)問題，涉及小學(xué)熱，光學(xué)、力學(xué)、電磁學(xué)、聲學(xué)等等，老師在示范的過程中就像變魔術(shù)一樣有趣。 有些玩具讓評(píng)委們覺得不可思議，于是評(píng)委們也親自試了一下。 想象一下這個(gè)玩具對(duì)這些天真無邪的學(xué)童會(huì)有多大的吸引力 加濕器演示了光的線性傳播、光的反射和折射 2.1 書本實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)可以使現(xiàn)象更加明顯和有說服力，但不能改變化學(xué)本質(zhì)。 比如書中探討了紅外線的熱效應(yīng)，濕度計(jì)的讀數(shù)并沒有明顯上升。 ，一位班主任想到用紅外線發(fā)光晶閘管來做，溫度計(jì)顯示快速上升，但演示時(shí)紅外線晶閘管發(fā)出微弱的可見光，對(duì)中學(xué)生有一定的干擾作用，而實(shí)驗(yàn)書中更展示了紅外熱效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)歷史，起到了再現(xiàn)探究過程的作用。
又如：在這次比賽中，一位班主任老師設(shè)計(jì)了一個(gè)內(nèi)能和機(jī)械能轉(zhuǎn)換的實(shí)驗(yàn)裝置，巧妙地利用打火機(jī)的性能和結(jié)構(gòu)，形成了一組能夠演示能量轉(zhuǎn)換、氣體對(duì)外做功、內(nèi)能降低和室溫升高的實(shí)驗(yàn)裝置，但在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)打火機(jī)中的液化氣體從打火機(jī)中放下時(shí)，不僅二氧化碳膨脹做功使內(nèi)能降低，而且氣化過程液化氣體由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)也是一個(gè)放熱過程，而且會(huì)導(dǎo)致內(nèi)能降低（但這是內(nèi)能降低的主要原因），所以這個(gè)實(shí)驗(yàn)看似很巧妙，但是解釋力是不足夠的。 2.2 自制教具不宜過于復(fù)雜，易于模仿，具有普適性。 舉辦自制教具大賽的目的是取長補(bǔ)短，取長補(bǔ)短，促進(jìn)一些有創(chuàng)意、行之有效的實(shí)驗(yàn)應(yīng)用于課堂教學(xué)。 因此，自制教具應(yīng)易于模仿，具有可擴(kuò)展性。 原理不容易太復(fù)雜。 例如，神奇的水凸透鏡和內(nèi)能轉(zhuǎn)化演示器在本次比賽中獲得了銀獎(jiǎng)。 實(shí)驗(yàn)的療效很好，美中不足的是這兩種實(shí)驗(yàn)設(shè)備有點(diǎn)復(fù)雜，中學(xué)實(shí)驗(yàn)者看到后一般不太容易模仿一套。 2.3 自制教具應(yīng)操作方便、成功率高、穩(wěn)定性好。 自制教具要設(shè)計(jì)好、操作性好，演示時(shí)1人即可完成操作，但實(shí)驗(yàn)容易成功（100%）。 例如，一位班主任制作了一個(gè)可變焦距水鏡來模擬人眼的變焦過程。 通過簡單地推拉注射器的活塞來演示整個(gè)縮放過程??非常方便，但該實(shí)驗(yàn)的成功率有待提高。 過程中，制作人多次示范，才成功。
2.4自制教具提倡就地取材瓶罐實(shí)驗(yàn)，廢鋁變儀器的理念要深入人心。 例如，水沸騰實(shí)驗(yàn)需要很長時(shí)間，需要強(qiáng)力的酒精燈。 沉瑾瑜用廢棄的易拉罐做了一個(gè)三芯酒精燈，就是在易拉罐上鉆三個(gè)小孔，穿三個(gè)燈芯，再用。 永久性塑料杯用作滅火燈頭。 這樣一盞簡單、實(shí)用、安全的三芯酒精燈就做好了。 爛錄音機(jī)里有彈跳音符，家裝垃圾里有復(fù)合地板，牛頓第一定理的解釋，紅茶盒做相機(jī)，爛單反演示成像原理，走道里銅條用的作為電動(dòng)軌道，壞投影儀和壞麥克風(fēng)中的好寶貝。 磁懸浮列車和電動(dòng)機(jī) 空杯子中加入鹽以制成鈴鐺和笛子。 扁空瓶和吸管做成微變形演示器 手動(dòng)下坡雙錐（500元買一個(gè)現(xiàn)成的，自制4個(gè)才500元）壞了 燈泡演示玻璃是用絕緣體做成的一定條件下的導(dǎo)體。 橡皮泥空盒制成液體內(nèi)部浮力演示器。 如何自制好的教具（沈金玉） 一、認(rèn)識(shí)和明確實(shí)驗(yàn)在數(shù)學(xué)教學(xué)中的作用 一個(gè)好的實(shí)驗(yàn)可能會(huì)影響中學(xué)生的一生。 2、鉆研教材，想方設(shè)法制作教具。 為了讓班主任順利使用新教材，我們做了很多鮮為人知的探索，制作了很多教具，經(jīng)歷了努力、失敗、成功的三部曲。 所有實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路基本上是：先分析理解課本，吃透課本內(nèi)容； 在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，力求創(chuàng)造性和科學(xué)性； 這就需要打破常規(guī)，不盲目模仿教科書和參考書，（香蕉電池）考慮到所有可能的方面； 在制作方面，操作簡單，班主任都能使用。 實(shí)驗(yàn)效果必須顯著且直觀。
所以其難度可想而知。 應(yīng)該說，我國教具設(shè)計(jì)和制作的技術(shù)集中度已經(jīng)達(dá)到了一定的水平。 用身邊的材料做實(shí)驗(yàn)（沈金宇） 1、把釘子密密麻麻的鋪在一塊2分米寬的光滑木板上，用502膠水固定，四個(gè)角用筆做柱子，可以做成教科書上的釘板。 氣球放置在大量釘點(diǎn)上的成功演示在壓力下不破裂，療效顯著。 2、我們還通過交流為全市化學(xué)教學(xué)提供了解決教材的途徑。 例如，用電爐絲制作了一個(gè)簡單的焦耳定理演示器，彌補(bǔ)了數(shù)學(xué)教學(xué)中的空白點(diǎn)。 本著團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神（沉金玉） 我們的準(zhǔn)備工作 今后，我們計(jì)劃根據(jù)新教材和中學(xué)生實(shí)驗(yàn)的要求，系統(tǒng)地配備各類教具，力爭完成。 還需要按章節(jié)完成實(shí)驗(yàn)光盤的錄制（實(shí)踐證明，有些實(shí)驗(yàn)比教材附帶的光盤療效更好）。 事實(shí)上，這一切都離不開領(lǐng)導(dǎo)和同志們的大力支持，為創(chuàng)建全市一流的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室而努力奮斗。 3.1做一個(gè)有愛心的人，有困難的實(shí)驗(yàn)要及時(shí)記下來。 并非實(shí)驗(yàn)材料中安排的所有演示實(shí)驗(yàn)和小組實(shí)驗(yàn)都是最好的實(shí)驗(yàn)。 有的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不大，療效差，成功率低，操作復(fù)雜，如紅外線等。 熱效應(yīng)、融冰融水實(shí)驗(yàn)、壓縮二氧化碳液化實(shí)驗(yàn)、色光混合、分子引力實(shí)驗(yàn)、外功內(nèi)能折減實(shí)驗(yàn)等。班主任要及時(shí)記錄那些需要改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)課堂實(shí)驗(yàn)過程。 3.2 靈感一閃而過寫下來，及時(shí)實(shí)驗(yàn)。 有些問題可能無法一下子找到解決方案。 往往是因?yàn)殪`感來了，突然想到了解決辦法。 對(duì)于那些突然想到的解決辦法，要及時(shí)記錄下來，及時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
例如，筆者在課堂上用蚊香的煙霧演示光學(xué)實(shí)驗(yàn)中的光路時(shí)，發(fā)現(xiàn)由于煙霧不夠濃，療效并不理想。 回家后，夏天開空調(diào)的時(shí)候，用的是加濕器。 在小孔噴的時(shí)候，想到在“白霧”中展示光路，于是從實(shí)驗(yàn)室借來設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，做了一個(gè)三維光路（平行光束會(huì)聚成光錐）通過凸透鏡）。 療效很好。 3.3 善于運(yùn)用所學(xué)的數(shù)學(xué)或物理知識(shí)分析實(shí)驗(yàn)失敗的原因，尋找解決問題的方法。 例如，當(dāng)兩個(gè)鉛塊被擠壓在一起時(shí)，證明分子間引力的實(shí)驗(yàn)往往很難成功，因?yàn)殂U塊表面被劃傷，如果不平整，兩個(gè)鉛塊之間接觸的分子太少，而分子引力之和太小。 因此，只要用小刀沿一個(gè)方向?qū)U塊表面刮平，實(shí)驗(yàn)就很容易成功。 此外，紅外線的熱效應(yīng)也不易成功演示。 主要原因是紅外線的熱功率太小，熱能不集中，液體溫度計(jì)不夠靈敏，所以可以先用凸透鏡把紅外線會(huì)聚后再加熱濕度計(jì)，或者用較小的比例值。 使用濕度計(jì)，或改用空氣濕度計(jì)。 在冰的融化實(shí)驗(yàn)中，試管應(yīng)遠(yuǎn)離火源（2-3分米）在無火加熱蠟的融化實(shí)驗(yàn)中，加熱要溫和。 蓋杯實(shí)驗(yàn)的改進(jìn) （1）操作不慎容易失敗 （2）因?yàn)榧埼?，所以演示時(shí)間不長 （3）杯子不能太大，否則水會(huì)流出來(4)不能隨便傾斜，表示各個(gè)方向都有大氣浮力。 如果把紙換成硬的、光滑的、薄的塑料（比如費(fèi)列羅餅干圓盒的蓋子），就可以用一個(gè)很大的瓶子做演示，可以倒放很久，水不會(huì)流下來，并能向各個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，顯示各個(gè)方向的大氣壓力。
. 罐頭實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)是用乒乓球拍代替橡皮泥，倒開水（沉金魚）代替開水就行了。 硬幣復(fù)制實(shí)驗(yàn)（沈金宇） 硬幣用螺旋蓋代替有什么用？ 能防止水流將硬幣沖上簡易投影儀的小孔成像實(shí)驗(yàn)條件（數(shù)據(jù)），應(yīng)該有利于化學(xué)定律的結(jié)論和探索電壓與電阻的關(guān)系。 選用5歐姆、10歐姆、15歐姆的內(nèi)阻。 電流控制1V恒壓為：0.2A、0.1A、0.066A 如果電流改為1.5V，則電壓為：0.3A、0.15A、0.1A。 在實(shí)驗(yàn)中加入一些“失敗”的實(shí)驗(yàn)，比如把電流表和滑動(dòng)變阻器并聯(lián)起來。 向上或向下調(diào)整蠟燭或凸透鏡。 反接水表。 將物體掛在彈簧測力計(jì)的拉環(huán)上。 將物體放在天平右盤平面鏡的像中。 玻璃和桌子不垂直，所以中學(xué)生會(huì)錯(cuò)的。 由此產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更加令人印象深刻。 與中學(xué)生或您周圍的物體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 躺下，一只腳靠在墻上。 與瞳孔一起演示焦距的工作原理。 電吊扇的柄，彰顯了視覺的暫留。 深挖教材，實(shí)驗(yàn)中水低壓沸騰的條件和特點(diǎn) 沸點(diǎn)達(dá)到沸點(diǎn)，繼續(xù)放熱，溫度不變。 沸騰時(shí)不升溫，溫度繼續(xù)升高。 如何測量凹透鏡的焦距如何測量斜面的摩擦力如何進(jìn)行豬肉漂浮試驗(yàn)以驗(yàn)證鹽水的密度不均勻。 將豬肉往下拉或往上拉，用浮力計(jì)看P是否與h成反比。 用光看它是否沿直線傳播。
用注射器測量大氣壓時(shí)如何消除摩擦力的影響 如果可以測量摩擦力并除以它，就可以測出大氣壓對(duì)活塞的壓力。 測試兩次，第一次排氣后，堵住注射器小孔，用彈簧測力計(jì)帶動(dòng)活塞平穩(wěn)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，拉力F1=3.0N，第二次不堵住注射器小孔，用彈簧測力計(jì)帶動(dòng)活塞勻速直線運(yùn)動(dòng)，拉力F2=1.4N，活塞上的大氣壓力F=F1-F2=3.0N -1.4N=1.6N。 由此可計(jì)算出大氣浮力P=0.96×105Pa。 可以看出，這種操作可以大大減少實(shí)驗(yàn)偏差。 在課外練習(xí)中，找一個(gè)課本上沒有的實(shí)驗(yàn)性小電風(fēng)扇，裝在卡車上。 示范力量的作用是相互的。 將電動(dòng)車放在鋪設(shè)在試管上的泡沫板上，演示對(duì)橋面的排斥力。 實(shí)驗(yàn)中的“意外”現(xiàn)象是測量鐵塊在平板上的摩擦力。 加水能減少摩擦力嗎？ 由于分子間的吸引力，測量到的摩擦力是否顯著降低了水的沸騰，它是增強(qiáng)了火勢還是降低了水的質(zhì)量？ 加大火力或減少水量都會(huì)導(dǎo)致水沸騰時(shí)溫度表升高，因此無法得出實(shí)驗(yàn)推論。 讀數(shù)穩(wěn)定后再讀。 當(dāng)讀數(shù)快速上升時(shí)，實(shí)際溫度高于記錄溫度。 最好的做法是提高水的初始體溫。 用薄硬塑料片代替紙張 與真正的投影儀相比，這款投影儀更輕便，更便于演示。 也可以解釋為平面鏡的作用是改變光路（圖7）。 總功除以有用功乘以斜面的寬度。 冰融化實(shí)驗(yàn)中，為什么冰融化過程中溫度計(jì)的讀數(shù)總是高于0攝氏度？ 溫度計(jì)不準(zhǔn)確？ *石吉林：顯示物體顏色的光學(xué)暗箱 凸透鏡溫度計(jì) 三角棱鏡 1.2 組合型 例2磨砂玻璃板 磨砂玻璃板*
