大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)探索

【摘 要】演示實(shí)驗(yàn)在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中占有非常重要的地位，本文對(duì)大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)模式做出介紹，該模式有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的探索熱情。

【關(guān)鍵詞】大學(xué)物理 演示實(shí)驗(yàn) 創(chuàng)新能力

【中圖分類(lèi)號(hào)】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-4810（2015）12-0042-02

大學(xué)物理是高等學(xué)校理工科各專(zhuān)業(yè)學(xué)生一門(mén)重要的通識(shí)性必修課。新形勢(shì)對(duì)大學(xué)物理教學(xué)提出了新要求：增加物理演示實(shí)驗(yàn)，數(shù)量不少于40個(gè)，并且要逐年增加；演示內(nèi)容要與科學(xué)技術(shù)接軌，使科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步成果滲透到傳統(tǒng)的經(jīng)典物理課程中。演示實(shí)驗(yàn)區(qū)別于傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)，它可讓學(xué)生直觀感受到物理現(xiàn)象，奇妙的物理現(xiàn)象可激發(fā)學(xué)生的興趣，由現(xiàn)象主動(dòng)探求其原理，再在教師的積極引導(dǎo)下培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，適應(yīng)社會(huì)對(duì)人才提出的新要求。

一 大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)的開(kāi)設(shè)

我校于2012年開(kāi)始籌建大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)室，2014年春季投入使用。演示實(shí)驗(yàn)涵蓋力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、電磁學(xué)及分子物理學(xué)6類(lèi)近70個(gè)實(shí)驗(yàn)，分6個(gè)學(xué)時(shí)開(kāi)設(shè)，通過(guò)學(xué)生親身感受的方式，引發(fā)學(xué)生好奇心，了解其中的物理原理，對(duì)提高學(xué)生探索興趣，激發(fā)創(chuàng)新意識(shí)，活躍課堂氣氛有非常好的效果。教師們也在近一年的教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中摸索，盡可能挖掘?qū)嶒?yàn)室的潛能，優(yōu)化利用。

1.選擇的實(shí)驗(yàn)儀器要模塊化

近年來(lái)高校選擇的實(shí)驗(yàn)儀器越來(lái)越集裝化，將多個(gè)實(shí)驗(yàn)安排在一個(gè)系統(tǒng)的一體化設(shè)備中，這樣的設(shè)備性?xún)r(jià)比高，并且易于維修，學(xué)生通過(guò)一套這樣的設(shè)備就可以完成多個(gè)實(shí)驗(yàn)。但是這樣的設(shè)備只能通過(guò)改變數(shù)據(jù)，得出相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)果，學(xué)生由輸入輸出的數(shù)據(jù)總結(jié)其中的規(guī)律，對(duì)設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、原理、運(yùn)作過(guò)程等一概不知，使學(xué)生探索的積極性受挫。若要讓學(xué)生從實(shí)驗(yàn)課中培養(yǎng)探索、創(chuàng)新、知識(shí)系統(tǒng)化的能力，就必須將實(shí)驗(yàn)儀器盡可能地模塊化，了解每部分的結(jié)構(gòu)、原理及模塊之間的協(xié)同工作，實(shí)在不能拆解的模塊也要通過(guò)教師講解，采用多媒體等多種手段使其直觀化，最好整個(gè)實(shí)驗(yàn)由學(xué)生用這些模塊親手搭建而成，充分理解整個(gè)實(shí)驗(yàn)的每一細(xì)節(jié)。在教學(xué)過(guò)程中我們看到這樣的儀器不僅能達(dá)到我們預(yù)想的效果，而且部分學(xué)生還能將實(shí)驗(yàn)儀器靈活運(yùn)用在其他實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生根據(jù)原理及目標(biāo)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，眾多儀器任其搭配，若是結(jié)論與實(shí)際有所偏差，教師引導(dǎo)學(xué)生分析原因。這是對(duì)學(xué)生是否了解儀器、理解原理最好的考查，也對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)、探索能力有較好的培養(yǎng)。

2.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要層次化

我校在建立大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室時(shí)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容將實(shí)驗(yàn)儀器分在三間不同的實(shí)驗(yàn)室，代表三個(gè)層次：體驗(yàn)性、操作性和創(chuàng)新性。（1）體驗(yàn)性實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)放面向全校大一新生，學(xué)生主要以參觀、體驗(yàn)為主。與教材內(nèi)容緊密相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，教師可申請(qǐng)將相關(guān)儀器帶到課堂進(jìn)行講解，其余實(shí)驗(yàn)可在學(xué)期末參觀，從教學(xué)結(jié)果看，學(xué)生對(duì)這些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表現(xiàn)出濃厚的興趣，能主動(dòng)問(wèn)及其原理，部分學(xué)生還能提出改善性想法，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的物理興趣有較大幫助。（2）操作性實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)放面向理工科各專(zhuān)業(yè)，是基于大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容的探索性課程。學(xué)生通過(guò)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件自行探索，完成數(shù)據(jù)測(cè)試，并得出結(jié)論。教師在其過(guò)程中重點(diǎn)考查每個(gè)學(xué)生的動(dòng)手操作能力，鼓勵(lì)學(xué)生動(dòng)手完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，給予積極的引導(dǎo)。（3）創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)以PASCO物理實(shí)驗(yàn)為主，是創(chuàng)新設(shè)計(jì)性課程，面向少部分學(xué)生開(kāi)放，由教師根據(jù)學(xué)生情況挑選學(xué)生參與，有興趣的學(xué)生也可通過(guò)選修課形式參與。學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行個(gè)性化設(shè)計(jì)，最后以結(jié)論或論文形式完成課程考核。

二 演示實(shí)驗(yàn)室的有效利用

除用于課堂基本教學(xué)外，演示實(shí)驗(yàn)室的功能還可根據(jù)學(xué)校情況加以利用，充分挖掘其潛能。

1.利用實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)，參與相關(guān)競(jìng)賽

現(xiàn)在很多高校都在進(jìn)行演示器材的自制和設(shè)計(jì)，一方面學(xué)生能使用自主設(shè)計(jì)的儀器實(shí)驗(yàn)，他們內(nèi)心產(chǎn)生的自豪感和成就感是極其強(qiáng)烈的；另一方面學(xué)校利用物理平臺(tái)參與相關(guān)競(jìng)賽，可以帶動(dòng)教師和學(xué)生共同參與研發(fā)新儀器，學(xué)生也能從中找到目標(biāo)，可以有效地提高興趣和成就感。

2.建立廢舊儀器實(shí)驗(yàn)室

學(xué)校每年都有不少儀器被淘汰，將這些廢舊的儀器集中起來(lái)，以公共選修課的方式面向全校學(xué)生開(kāi)放，學(xué)生可以利用課余時(shí)間來(lái)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行儀器拆卸、探索、組裝、改進(jìn)等活動(dòng)，有助于培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和動(dòng)手能力。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生能完善的不僅是大學(xué)物理知識(shí)，更是對(duì)后期多門(mén)專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí)有較大幫助。不少學(xué)生不僅能將部分模塊加以利用，還能進(jìn)行儀器重構(gòu)，雖然技術(shù)不夠純熟，但是學(xué)生在這個(gè)動(dòng)手、動(dòng)腦的過(guò)程中收獲到的成功體驗(yàn)將使他們終身受益。

三 完善考核制度

為了較好地評(píng)估教學(xué)效果需對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核。傳統(tǒng)考核方式是交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，但帶來(lái)的是學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程不夠重視、抄襲等問(wèn)題。為保證考核的科學(xué)性，要注重實(shí)驗(yàn)過(guò)程考核，我校學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作分占總成績(jī)的40%，除此以外，增加問(wèn)答考核。問(wèn)答考核的模式分口頭和書(shū)面兩種，為保證學(xué)生的積極性，所問(wèn)問(wèn)題不宜太難，但也要確保所提問(wèn)題學(xué)生必須通過(guò)思考、討論、總結(jié)后才能得到答案。另外，由于學(xué)生現(xiàn)在獲取資料的方式很多，抄襲的可能性很大，因此問(wèn)題的個(gè)性化非常重要，既要保證學(xué)生不會(huì)直接查閱到研究結(jié)果，也要讓每個(gè)學(xué)生的研究方向不同，避免同班同學(xué)之間的互相抄襲。

四 結(jié)束語(yǔ)

大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)相對(duì)于傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)更具有直觀性、探索性和創(chuàng)造性，物理演示實(shí)驗(yàn)不僅能將經(jīng)典物理現(xiàn)象重現(xiàn)，更可引導(dǎo)學(xué)生充分發(fā)揮其主觀能動(dòng)性，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)造能力起著重要作用，為培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神的應(yīng)用型人才打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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〔責(zé)任編輯：龐遠(yuǎn)燕〕