摘要：結(jié)合物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)功能，介紹幾個(gè)巧用二極管的創(chuàng)新性物理實(shí)驗(yàn)及其設(shè)計(jì)與制作方法。

關(guān)鍵詞：二極管；創(chuàng)新性；實(shí)驗(yàn)

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1003-6148(2009)5(S)-0054-2

展示設(shè)計(jì)新穎、構(gòu)思巧妙的實(shí)驗(yàn)教具，讓學(xué)生親身經(jīng)歷具有創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與操作過程，使他們體驗(yàn)科學(xué)探究的樂趣，達(dá)到以“理解驅(qū)動(dòng)，科學(xué)方法啟迪”為導(dǎo)向的教育理念，這是我們物理教育工作者努力追求的方向。而要闡述這些實(shí)驗(yàn)的構(gòu)思，就要領(lǐng)會(huì)設(shè)計(jì)者的匠心。比如以下巧妙利用二極管進(jìn)行設(shè)計(jì)和制作的幾個(gè)創(chuàng)新性物理實(shí)驗(yàn)，其中實(shí)驗(yàn)留給學(xué)生的印象會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出知識性的內(nèi)容。

1 簡單巧妙的交流市電演示器

由于尚未見到很直觀地演示交流市電特性的實(shí)驗(yàn)裝置，若采用指針式電表或類似的儀器的方法顯然是失效的，因?yàn)殡姳淼闹羔様[動(dòng)是跟不上50Hz的變化電流的。應(yīng)該敏銳地意識到存在的問題，抓住不放并扎扎實(shí)實(shí)地鉆研下去。為此，我們考慮能否用具有單向?qū)щ娦缘陌l(fā)光二極管來演示，采用了一種正確的研究方法，并且考慮到效果、原理、結(jié)構(gòu)（成本），設(shè)計(jì)了獨(dú)特、新穎的實(shí)驗(yàn)方案（圖1）。

此電路把兩只不同顏色的發(fā)光二極管（設(shè)為一紅一綠）并聯(lián)后再串聯(lián)分壓電阻接入220V的交流市電中。通電后，手拿兩發(fā)光二極管快速移動(dòng)，將看到紅－綠－紅－綠……的順序排列，這就很好地說明了交流電方向變化的特性。這樣用兩只普通二極管的簡單實(shí)驗(yàn)裝置巧妙地顯示了交流的特性，實(shí)驗(yàn)裝置精巧實(shí)效且富創(chuàng)新思維，實(shí)驗(yàn)方法也簡單得出奇，卻精彩得令人叫絕。

2 古怪的串聯(lián)燈泡

驅(qū)動(dòng)探究是一個(gè)人的好奇心、求知欲、興趣，或是要理解所觀察到的現(xiàn)象、要解決問題的熱情。當(dāng)學(xué)習(xí)者注意到一些令他們感興趣、覺得驚奇或者有疑問的現(xiàn)象時(shí)，就開始了探究的過程。而那些現(xiàn)象對于他們來說可能是完全陌生的或是用他們以前的經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)有的知識所無法說明的?，F(xiàn)采用圖2所示電路進(jìn)行說明。

在此電路中，如把四個(gè)二極管用黑紙片蓋住做成四個(gè)暗箱，使整個(gè)電路只看見是兩只燈泡和兩只電鍵都是串聯(lián)的。可在實(shí)驗(yàn)中卻發(fā)現(xiàn)閉合K1時(shí)只看見L1亮而L2不亮，而閉合K2時(shí)只看見L2亮而L1不亮，這跟以前所學(xué)的普通的串聯(lián)電路極不相同，顯得異常古怪。因此，引起好奇從而激發(fā)探究，并著力猜測暗箱里到底暗藏何種神奇器件。這種電路利于探究并具趣味啟發(fā)性，可配合物理課堂教學(xué)。而且利用這幾只二極管就能達(dá)到這般神奇的效果，不得不欣賞這種簡單而巧妙的創(chuàng)新性作法。

3 神奇美觀的數(shù)碼門牌

“壇壇罐罐當(dāng)儀器、拼拼湊湊做實(shí)驗(yàn)”這句話說的不單單是一個(gè)解決實(shí)驗(yàn)設(shè)備的問題，而是一種重要的教學(xué)思想。它告訴學(xué)生，物理學(xué)就在你身邊，物理實(shí)驗(yàn)來源于生活，并不神秘，我們可以用身邊的許多東西自己動(dòng)手去做，親自體驗(yàn)其中的樂趣。如采用圖3所示電路。

此電路中，220V交流電經(jīng)全波整流、濾波后變成直流電供給由七只發(fā)光二極管串聯(lián)組成的七段數(shù)碼管，F(xiàn)U起安全保護(hù)作用，D起穩(wěn)壓作用，整個(gè)電路十分簡潔高效。該電路的獨(dú)特之處是數(shù)碼管的譯碼方式：七段數(shù)碼管各顯示段由發(fā)光二極管串聯(lián)組成，采用特殊排列的串聯(lián)順序可以簡化譯碼，短路某些發(fā)光二極管，使其不發(fā)光，而另一些保持發(fā)光，就可顯示0-9十個(gè)阿拉伯?dāng)?shù)字。如在圖中短路7、8兩點(diǎn)顯示數(shù)碼“0”；短路3、8兩點(diǎn)顯示數(shù)碼“1”； 短路2、4兩點(diǎn)顯示數(shù)碼“2”，以此類推。這種電路數(shù)碼可人為控制，這也是學(xué)生感興趣的另一部分，對于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣也有不可忽視的作用。這種簡單而巧妙的創(chuàng)新性裝置完全可以作為一件很好的物理教具，使我們的教學(xué)內(nèi)容更生動(dòng)、更豐富。

4 結(jié)論

學(xué)生在學(xué)校學(xué)習(xí)的有限時(shí)間里，不是記住的知識越多越好，而是通過自己的努力，能從教材中、從老師那兒獲得屬于自己的知識。如經(jīng)歷設(shè)計(jì)與制作以上巧用二極管的創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，不僅經(jīng)濟(jì)、簡便，而且趣味性強(qiáng)、賦予啟發(fā)性，還帶給我們一種智慧的熏陶和享受。同時(shí)，我們可能也會(huì)有這樣的經(jīng)驗(yàn)：對于某件事情的認(rèn)識，聽到的不如看到的，而看到的總不如親身經(jīng)歷的。因此，教師應(yīng)多為學(xué)生創(chuàng)設(shè)這種凝結(jié)創(chuàng)新思維的實(shí)驗(yàn)，更多地讓學(xué)生參與其中的設(shè)計(jì)與制作，使科學(xué)探究和技術(shù)創(chuàng)新活動(dòng)形成一種有時(shí)代特色的物理教育模式，對物理教育現(xiàn)代化發(fā)展具有較高的理論價(jià)值和實(shí)踐意義。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 黃顯吞.物理教學(xué)中低成本高智慧的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)探討［J］.百色學(xué)院學(xué)報(bào),2003.（6）：33-36

［2］劉偉. 發(fā)光二極管在電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用［J］.安陽大學(xué)學(xué)報(bào),2003.（6）：32-34

(欄目編輯王柏廬)