电磁学创意制作实验的实践与反思

李和润

摘 要：在物理学科的电磁学部分有着诸多实验相关知识，通过演示实验中涉及到的知识，高中生才能对物理规律和物理概念形成更加清晰的认知。基于此，本文分析了创意制作实验的优势，研究了创意制作实验的具体实践，最后对创意制作实验的反思进行了分析。通过创意创作实验的开展，能够让我们利用物理知识处理物理问题，在巩固知识的同时，得到能力的锻炼，对我们而言有着诸多益处。

关键词：电磁学;创意制作实验;实验反思

中图分类号：G632 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）02-0234-02

物理实验在物理学科中占据重要地位，除了教材中提到的演示实验之外，我们还需要根据物理知识积极探索创意制作实验，通过创意制作实验的开展，对自己掌握的物理知识进行检验，还能得到多方面能力和素质的训练，对我们学生有着诸多益处。因此，本文从创意制作实验出发，对实验的实践进行了研究，对于物理学科的学习具有一定现实意义。

1 创意制作实验的优势

电磁学在物理中是一个注重实证的科学，创新结果都要经过实验的验证。在高中电磁学的教学中，存在很多演示实验，实验有着很多通用性特征，但是由于演示实验有着固定的实验步骤、实验材料以及实验结论，学生很容易就出现厌倦感。创意制作实验则明显不同，需要我们自己动脑进行思考，在自己的思路下进行实验的设计，经过和同学的讨论之后，亲自进行实验操作。这样的实验有着诸多乐趣，让我们产生强烈的探索欲望，同时对我们能力的提升也有着重要的影响。通过创意制作实验的进行，我们能够对物理知识进行巩固，还能更深入的理解电磁现象。同时能够对动手能力和实验素养进行培养，得到创新能力的训练。同学们在创意制作实验中，通过自己的思考和实践，能够有效提高物理学习的兴趣，有效的提高自己的物理素养和物理能力。

2 电磁学创意制作实验的实践

由于电磁学创意制作实验的开展，能够激发学生进行实验的兴趣，对学生探究能力和观察能力进行有效的培养，所以通过这种方式进行学习，可以帮助我们更有效的巩固物理知识，还能增长多方面的能力。以同学提出的自制教具的实验主题为例，小组成员需要分工进行合作，按照如下步骤进行实施：

2.1 明确设计要求

在电磁学中，自制教具要满足三个要求：（1）要遵照电磁场的理论进行制作，在制作过程中能够呈现电磁学规律和概念，让实验原理满足教学要求。在课堂上使用教具的时候，教具的原理能够被其他同学所接受，且实验现象也是满足电磁学规律[1]。（2）实验现象需要以直观的形式呈现出来，如灯泡明暗的变化以及物体运动受力情况，能够让同学们理解其中的联系。（3）使用的零件要方便获得，且成本较低。在制作过程中，我们需要尽量使用回收用品，从身边的材料中选择常见材料。

2.2 确定制作方法

在制作实验之前，我们需要了解实验制作的几种常见方法。（1）仿制方法，根据原本实验仪器的工作原理，进行适当的改进，让实验现象可以得到更加直观的呈现。例如：我们可以根据法拉第线圈对电磁感应仪器进行改进，让仪器更加灵敏，提高仪器的使用效果。（2）改进替代的方法，在实验仪器中比较特殊的工具使用生活中比较常见的器具进行替代，这样实验可以更具生活性，让我们和物理实验之间的距离得到缩短，在生活中我们也可以进行实验探索。例如：在三棱镜实验中，使用装水玻璃杯来取代三棱镜的使用，从而可以观测到分光现象，这样我们只需要拿家里最常见的玻璃杯和水就可以观测到分光现象。（3）仪器组合方法，使用功能比较单一的教具进行组装，让教具获得更多的功能[2]。例如：使用DIS数据采集功能的传感器和线圈、磁场组合起来，对数据定量分析之后可以总结出磁通量和受力的情況，这样我们对于法拉第电磁感应定律可以更加了解。

2.3 创意制作实验的实践

例如：在旋转液体的实验中，我们能够通过演示实验观察液体的旋转方向，对粒子受力作用进行观察，观察带电粒子。我们通过分析通电导线处于磁场中所受到的力，能够得出粒子运动的规律。我们在进行创意制作实验之前，要先做好准备。首先要准备一个塑料圆盒、一个方形强磁铁、一个学生电源、一个玻璃棒、一个固体胶、一张砂纸、100g硫酸铜晶体以及导线等。然后制定出制作步骤：（1）在塑料盒内部贴一层锡纸，使用砂纸将铜丝氧化部分打磨好，在锡纸上固定铜丝作为接线柱，使用S形接触，扩大铜丝和锡纸导电面积。（2）在内部贴锡纸覆盖铜丝，提高导电效果。（3）在中心位置固定另一根铜丝作接线柱。在制作过程中需要重视对制作步骤的记录，并将遇到的困难记录下来。

在完成装置的制作之后，可以进行下一步实验，验证装置的有效性。首先可以在塑料盒中倒入一定量的温水，水的高度不能超过锡纸高度，倒入硫酸铜晶体之后进行充分的搅拌，让硫酸铜得到完全溶解。将一块高强度的磁铁的S极向上放在塑料盒之下，将接线柱和电源连接起来，通电之后对塑料盒装置中的液体进行观察。逐渐调整电源电压，都对液体运动情况继续观察，分析实验的原理。将磁铁的两级进行调换，再次调换电源的两极，对液体运动进行观察，同时经过分析对变化原因进行解释。可以发现，在实验过程中，我们需要使用物理实验方法和物理知识去研究实验。在训练自己动手能力的过程中，可以训练总结分析能力以及物理思维。

在创意制作实验的最后，需要简单的撰写出实验总结，尤其需要对制作实验进行总结。如在制作实验之前需要对铜丝进行认真的打磨，要检查好铜丝和锡纸之间的接触，避免导电性能对实验结果产生影响。实验要使用高强度的磁场，才更容易看到实验现象，因此需要选择使用高强磁铁。经过一段时间的实验之后，锡纸会出现受到腐蚀的迹象，电极上会逐渐析出蓝色固体。因此，进行实验的时间十分有限，需要在有限时间里对实验现象进行全面的观察。在这个创意制作实验中，所使用的全部材料都是生活中常见的器具，使用塑料盒取代了玻璃皿，使用硫酸铜取代盐水，使用方形磁铁取代专业U形磁铁，使用铜丝和锡纸取代环形电极，这样所带来的实验效果更加明显。

3 电磁学创意制作实验的反思

在创意制作实验的过程中，我们需要将遇到的问题记录下来，在实验之后可以请教老师或者其他同学探讨。如在实验过程中，我们发现电磁实验需要具备大面积、高强度的匀强磁场或者是电场，很多电磁实验对于磁场和电压有着高强度的要求，但是大部分实验材料并不能达到这个要求[3]。在一些电磁实验中需要使用到高电压，所以创意制作实验具备一定的危险性。创意制作实验是将电磁学物理抽象知识转变为直观现象，让我们自己对抽象知识更加理解。在制作过程中会遇到诸多问题，需要我们可以在保证安全的情况下进行大胆的探索;需要在物理知识的支持下，不畏惧失败，勇于尝试。

电磁学创意制作实验的进行需要从生活出发，要在学习、实验以及生活现象中积极寻找问题，通过制作实验的开展能够解决问题，从而我们能够将电磁物理知识和生活经验联系起来，能够提高应用物理知识处理生活问题的能力。作为高中生，我们在学习物理的过程中，要始终保持着自己的主观能动性，需要始终保持积极探索的精神。在产生新的想法的时候，要和同学、教师进行积极交流沟通，并将合理想法落实到动手操作上，建立一个实践探究的科学氛围。

4 结语

综上所述，本文基于创意制作实验的优势，对创意制作实验的实践进行了研究。在电磁学的制作实验中，首先需要明确设计要求，其次要了解制作方法，最后进行制作实验。在制作实验的过程中，需要重视电磁学规律的应用，让抽象知识转化为形象的现象，通过直观的观察，学习物理知识。在实验过程中，需要将自己的问题和经验记录下来，在实验之后和其他同学互相分享。

参考文献

[1] 韦颖怡.高中物理电磁学部分自制教具的开发与应用研究[D].鲁东大学，2018.

[2] 冯静雅.基于微信公众平台的高中物理电磁学微课的设计与实践[D].内蒙古师范大学，2018.

[3] 陈全海，丁鹏飞.对高中力学中应用DIS实验的可行性分析[J].环球人文地理，2017（9）：239-240.