刘杰：不怕失败勤尝试 多做实验寻创意

高中物理阶段在对波的学习中，波的现象如干涉、衍射和多普勒效应是必须学习和了解的内容，但现有实验设备和技术手段难以达到很好的效果，尤其是对多普勒效应现象的观察很不方便，这让刘杰老师产生了制作一种便于观察这些现象的仪器的想法。

在设计过程中，主要面临三个问题：一是如何获得稳定的多普勒效应现象；二是如何获得稳定可靠的振源；三是如何获得理想的频闪光源。其中第一个是最主要的问题，也是最核心的问题，所以先把重点放在第一个问题的解决上。

在制作过程中，由于所需部件都没有现成的，所以用什么材料和器件来实现设计就成了最大问题。刘杰老师只能买来大量材料，一点一点地进行摸索，仅振源就选用了十几种方案和材料进行尝试。而光源的花费是最大的，因为各种器材都很贵，加之所有材料的购买基本没有发票，很难获得学校的资金支持，基本上都要自掏腰包，整个开发过程花了他几个月的工资。

不过功夫不负有心人，最终“水波多普勒效应演示仪”做成了，功效显著：首先从根本上解决了多普勒效应不易观察的问题，并且能够对多普勒效应进行半定量分析和验证；其次在波的干涉、衍射、折射现象上突破原有器材效果不佳的问题，能够在大面积和大范围内看到高清晰的水波干涉与衍射现象。该实验装置集成度高，包含信号源、频闪灯、发波水槽，且独创性地采用了水循环方式获得非常理想的多普勒效应现象，频闪光源的设计与制作也达到了理想的效果。演示仪用于教学中，大大降低了学生学习和理解波的相关规律的难度，特别是多普勒效应的规律，通过直观的实验现象激发了学生的学习兴趣。据了解，“水波多普勒效应演示仪”已进入生产与推广阶段，产品名称为“多功能水波实验仪”，并申请了国家专利(实用新型专利号：201220205414.4；发明专利号：201210141400.5)。

刘杰老师认为，要想做好自制教具工作，首先要善于发现教学过程中学生遇到的难点问题，同时还要站在学生的角度进行实验设计，才能取得好的效果。“在设计和制作过程中，不要怕失败，也不要急于求成，以一种研究的心态去尝试。成功了固然好，即使没有达到理想的效果也能在这个过程中收获其他的知识和能力。自制教具的灵感多来源于实验研究，所以多做实验是很好的创意来源。”他说。