中学物理教具自制照相机的设计、制作及应用

朱云俊

摘 要：从自制照相机的原理入手，阐述设计思想、提出具体的制作方法和步骤。以实验室常用的凸透镜和毛玻璃片为主要器材，辅之以硬卡纸等指导学生制作，培养学生善于思考、勤于动手制作的能力。在课堂教学中可利用自制照相机解决学生在照相机调节过程中拍摄远物、近物、集体照和单人照中所面临的困惑。

关键词：自制相机；设计；制作；研究

在苏科版八年级物理上册的第四章第四节“照相机和眼睛”一节的教学中，学生对照相机的原理和简单结构有所了解，但对具体如何调节照相机拍摄不同场景的方法有所困惑。本文将从自制照相机的设计、制作和应用三个方面作详细的介绍。

一、研究的目的和意义

物理是以实验为研究基础的科学，实验是物理教学中的重要环节，仪器（教具）是实验的物质基础。随着课程改革的深入，教学内容也在不断变化，原有的仪器（教具）有一部分已不适应教材变化的需要，应该补充、更新。由于仪器（教具）的配置有一定的周期，因此根据教学实际自制教具就显得十分必要。同时，师生共同自制教具，还可以激发学生学习兴趣，将抽象概念直观化，提高学生多向思维能力，培养创新精神。物理教学中自制教具有着重要的现实意义。

1.给学生提供丰富的感性材料

观察和实验是物理产生和发展的基础，物理实验在物理教学中的作用是不言而喻的。自制教具就可以有针对性地进行演示。

2.激发学生对物理课的兴趣

物理学以其丰富多彩的实验为培养学生学习兴趣提供了条件。学生喜欢打陀螺，我们就让学生在陀螺上描上红、绿、蓝三种颜色，使陀螺转动将三种颜色混合，通过实验启发学生掌握物理知识。这样通过创造条件做实验，既解决了问题，学生又感兴趣。

3.加强理论与实践的联系

无论是老师，还是学生，自制教具的过程无疑是把物理知识应用到具体的实践中去，通过教具的制作，可以检验自己设计的合理性和所学知识的正确性。如果让广大师生都来自己动手设计、制作仪器，就能使学生在掌握教材的基础上，吸收实验经验和实际知识来充实自己，加深对理论的理解，提高运用所学理论解决实际问题的能力，从而掌握比较全面的知识，也是克服目前片面追求升学率、沉溺于“题海”的有效措施之一。

4.提高仪器的利用率，改善实验的效果

中学物理演示实验的主要目的就是最大限度地重视自然界中的物理现象，通过演示来唤醒沉睡在学生头脑中对自然现象的记忆。把自然现象、生活实际和课堂教学融合起来。自制照相机教具时可以修旧利废。例如，用两个卷纸筒、一个凸透镜、一块毛玻璃就可以制作一个照相机模型。学生通过实验都能熟练掌握测量相机的焦距方法。

无论是教师自己设计实验制作教具，还是发动学生去制作仪器，对提高教学质量都有显著的作用。从目前我国的国情出发，教学经费还比较紧张，特别是农村中学的实验仪器相对不足，鼓励自制教具更具有十分突出的现实意义。

二、设计与制作

1.原理与设计

凸透镜成的实像在焦点外，这就要求镜筒要长于焦距，不然镜筒太短是成不了实像的。当然光屏在镜筒里面由于从外面照到光屏上的光线少，反射少，容易看到凸透镜成的像。

制作完成后，我们会迫不及待地看我们制作的效果，你会怎么做呢？当然是照像。我们多数情况下是照远处物体的像，这个并不难，但你想过照近处物体吗？思考过当物体由远至近时，你是如何调整光屏的位置的吗？同时你还会发现哪些问题呢？你又如何改进去解决你的问题呢？

也许你发现了当你想照近处的物体时，将光屏拉到了镜筒外，你将如何改进？你还会发现像的大小的变化，这又是为什么？

当物体靠近凸透镜时，像将离开凸透镜（这时如果镜筒不够长，光屏将拉出镜筒），而且像会越来越大（如图1）。

你的照相机既能照远处物体，也能照近处物体吗？你的相机能成放大的像吗？如果不能，快动手改吧！是的，要加长镜筒。这是为什么？原来，当物体在凸透镜的二倍焦距以内时，像已到二倍焦距以外去了（如图2）。知道你的相机怎么样才能成为一个全焦段相机了吧？对了，镜筒长于二倍焦距就行了。在镜筒后再加上暗箱，装上毛玻璃片，整个相机就制作完成了。

2.制作过程

三、应用

在“照相机和眼睛”一节新课中能通过学生动手制作掌握照相机的原理，让学生在调节镜头拍摄远处景物、近处景物、集体照、单人照、半身照的过程中掌握调节方法，学会拍摄技巧，体验到成功的乐趣，不仅培养了学生的动手能力，而且也培养了学生的观察思考能力

四、结论

1.自制照相机教具能有效培养学生学习的主动性

麦克斯韦说过：“实验的教育价值与仪器的复杂性成反比，学生自制的仪器，虽然经常出毛病，但它却能比用仔细调节好的仪器学到更多的东西。”

2.自制照相机教具能充分培养师生的创新精神和能力

自制照相机教具从设想开始到动手设计、制作、试用，最后定型，都要经过深入思考和反复论证。发现问题、解决问题到创造性地设计出新教具，师生的能力和思维都将得到极大的发展，从中可体验到创造的无穷乐趣。

参考文献：

包亮.中学物理教具设计与制作[J].新课程学习：社会综合，2009（3）.

（作者单位 江苏省丹阳市吕城初级中学）