物理演示實(shí)驗(yàn)室：從封閉走向開(kāi)放

【摘 要】針對(duì)大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不足，結(jié)合物理實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)和學(xué)生學(xué)習(xí)心理，介紹了我們開(kāi)放物理演示實(shí)驗(yàn)室的工作，對(duì)物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式和開(kāi)放方式進(jìn)行探索。

【關(guān)鍵詞】開(kāi)放 " "演示實(shí)驗(yàn) " "物理演示實(shí)驗(yàn)室

1 引言

物理演示實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、增強(qiáng)操作能力、訓(xùn)練良好的科學(xué)習(xí)慣和品質(zhì)等許多方面都有著重要作用[1]，但是在建設(shè)物理演示實(shí)驗(yàn)室的過(guò)程中，我們要清楚地認(rèn)識(shí)傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室的局限性：首先是由于演示實(shí)驗(yàn)的主要功能是進(jìn)入課堂輔助理論教學(xué)，所以使用對(duì)象主要是選修物理課程的理工科學(xué)生;其次是隨著全社會(huì)對(duì)創(chuàng)新人才的渴求，逐漸把實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為創(chuàng)新思維培養(yǎng)的一個(gè)重要手段，但是囿于思維定式依然沒(méi)有脫離輔助教學(xué)等功能上的局限性。

因此必須從提高所有學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新意識(shí)方面挖掘演示實(shí)驗(yàn)的價(jià)值、拓展演示實(shí)驗(yàn)室的功能。

2 全面開(kāi)放

2.1 面向理工科學(xué)生

物理是一門(mén)探索自然界規(guī)律的學(xué)科，對(duì)自然的好奇是人與生俱來(lái)的天性，盡管在進(jìn)入大學(xué)前的高壓式、高強(qiáng)度的學(xué)習(xí)方法使這種天性有所抑制，但是在進(jìn)入大學(xué)的初始階段，學(xué)生依然對(duì)物理有著濃厚的興趣。利用這種天性，可以在演示實(shí)驗(yàn)室中彌補(bǔ)他們對(duì)物理的初始感情，拉近與物理之間的心理距離，培養(yǎng)興趣和激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。

在學(xué)期伊始，通過(guò)物理任課教師的宣傳和組織，讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)室有一個(gè)基本的認(rèn)識(shí)，然后預(yù)約時(shí)間（一般都在周末或者晚上），讓剛剛接觸大學(xué)物理的同學(xué)走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室參觀學(xué)習(xí)。

2.2 面向非理工科學(xué)生

早在2002年，我們就開(kāi)始以班級(jí)為單位組織學(xué)生參觀物理演示實(shí)驗(yàn)室，由任課教師講解。但是由于學(xué)生人數(shù)太多，無(wú)法照顧每一個(gè)參觀的學(xué)生，所以在2006年我們就決定主動(dòng)把實(shí)驗(yàn)室搬到校園，每學(xué)期一次，每次一天，聘請(qǐng)高年級(jí)學(xué)生擔(dān)任志愿解說(shuō)員。這樣面對(duì)的學(xué)生不僅僅是選修物理的學(xué)生，對(duì)那些沒(méi)有選修物理的學(xué)生觀察物理現(xiàn)象、了解物理本質(zhì)提供了機(jī)會(huì)。

收獲是雙向的，高年級(jí)學(xué)生不僅獲得進(jìn)一步提高與再學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，而且還鍛煉了組織能力、增強(qiáng)了語(yǔ)言表達(dá)能力。對(duì)于沒(méi)有選修物理的廣大學(xué)生，由于演示實(shí)驗(yàn)室在科學(xué)性、趣味性、普及性、應(yīng)用性、近代性等方面的優(yōu)勢(shì)，增加了對(duì)物理的再認(rèn)識(shí)，使物理知識(shí)、原理在他們當(dāng)中得以普及。

2.3 面向全體物理教師

物理演示實(shí)驗(yàn)室下轄于大學(xué)物理教研室，這就為大學(xué)物理課堂教學(xué)的演示提供了便利的條件。任課教師每人都有一份演示實(shí)驗(yàn)室100余件（套）實(shí)驗(yàn)清單，可以根據(jù)教學(xué)實(shí)際的需要自主選擇、組裝、搭配.對(duì)那些新增的、自制的儀器，并編寫(xiě)了演示實(shí)驗(yàn)的各套儀器和設(shè)備的使用說(shuō)明和教學(xué)建議，以備教師在授課的時(shí)候有所參考。

3 功能擴(kuò)展

3.1 為課堂教學(xué)提供技術(shù)支持

配合教學(xué)，這是演示實(shí)驗(yàn)的基本功能。即由教師根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和要求，在課前精心準(zhǔn)備好所需要的實(shí)驗(yàn)設(shè)備與儀器，在課堂上為學(xué)生操作表演的教學(xué)過(guò)程。德國(guó)歷來(lái)重視演示實(shí)驗(yàn)，其物理學(xué)界流傳著這樣一種說(shuō)法：“沒(méi)有演示實(shí)驗(yàn)的一堂課是不可想象的”，這是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理學(xué)的重要環(huán)節(jié)[2]。目前演示實(shí)驗(yàn)室可以演示130余種物理現(xiàn)象，能較好地滿足課堂教學(xué)的需要;而且多套實(shí)驗(yàn)構(gòu)成系列，對(duì)于同一個(gè)物理概念和原理，也有不止一套儀器和設(shè)備供選用。

一般而言，演示實(shí)驗(yàn)更注重直觀定性的描述而難以做定量準(zhǔn)確的測(cè)量和大量的數(shù)據(jù)采集處理，教師實(shí)驗(yàn)操作的重點(diǎn)也應(yīng)放在引導(dǎo)學(xué)生觀察主要實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象上[3]。在教學(xué)中，追求演示實(shí)驗(yàn)的效果和科學(xué)性的同時(shí)，不應(yīng)忽視學(xué)生的知識(shí)自主建構(gòu)過(guò)程，有意識(shí)引導(dǎo)學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)構(gòu)想、操作關(guān)鍵，從物理思想的高度激發(fā)思維力。

3.2 訓(xùn)練動(dòng)手能力、培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)

面對(duì)素質(zhì)教育的要求，創(chuàng)新能力已經(jīng)成為教育的一個(gè)重要目標(biāo)。利用物理演示實(shí)驗(yàn)室作為創(chuàng)新能力培養(yǎng)的良好平臺(tái)，把全校有志于實(shí)驗(yàn)制作與創(chuàng)新的學(xué)生組織起來(lái)，促使其動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力得到提高與發(fā)展。

由于大學(xué)物理的授課對(duì)象是大學(xué)低年級(jí)的學(xué)生，知識(shí)的積累還沒(méi)有達(dá)到靈活應(yīng)用的高度，所以要求學(xué)生以仿制為主，重點(diǎn)是培養(yǎng)他們的動(dòng)手能力，結(jié)合理論所學(xué)，把物理概念和原理吃透，在此基礎(chǔ)上，制作一些原理上并不復(fù)雜，工藝和制作要求比較低的實(shí)驗(yàn)。對(duì)于高年級(jí)的學(xué)生，由于已經(jīng)具備較深的知識(shí)基礎(chǔ)和一定的動(dòng)手能力，可以結(jié)合專業(yè)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、學(xué)習(xí)興趣等自主選題。

這些制作與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，雖然參與的人數(shù)比較少，但示范效應(yīng)非常明顯，起到了良好的導(dǎo)向作用，有利于提高學(xué)生的參與性，增強(qiáng)動(dòng)手操作能力和培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)，有助于發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性，投以更多的熱情與興趣，獲得更大的學(xué)習(xí)成就感，自覺(jué)地把演示實(shí)驗(yàn)從實(shí)驗(yàn)室拓展到課外。

4 結(jié)語(yǔ)

物理演示實(shí)驗(yàn)室的全面開(kāi)放與功能擴(kuò)展比較好地彌補(bǔ)了過(guò)去物理教學(xué)中重理論、輕實(shí)驗(yàn)，以及輕視學(xué)生自主學(xué)習(xí)和知識(shí)建構(gòu)的不足，重視學(xué)生學(xué)習(xí)的非智力因素、能力發(fā)展和思維創(chuàng)新，突破了“引導(dǎo)性、驗(yàn)證性、應(yīng)用型演示實(shí)驗(yàn)”的局限性[4]，把功能有限的課堂演示實(shí)驗(yàn)開(kāi)放為“微型科學(xué)館”“創(chuàng)新與制作實(shí)驗(yàn)室”。

【參考文獻(xiàn)】

[1]趙凱華.定性與半定量物理學(xué)[M]. 高等教育出版社，1991.

[2]宣桂鑫.德國(guó)的演示實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)展[ J ]. 物理通報(bào)，1996（6）：1.

[3]梁竹健.努力提高物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平[ J ]. 大學(xué)物理，1999，18（6）：40.

[4]孫為民.談演示實(shí)驗(yàn)室的教育功能[ J ]. 齊齊哈爾大學(xué)學(xué)報(bào)（哲學(xué)社會(huì)科學(xué)版），2000（5）：87.