在大學物理課堂教學中發揮好演示實驗的作用

【摘 要】理論性強，枯燥難以理解，是大部分學生在學習大學物理時會遇到的難題，這也往往會打擊學生對大學物理學習的積極性。在教學過程中需要借助隨堂演示實驗來提高他們對大學物理的學習熱情，幫助他們更好地建立物理概念和理解物理規律。本文就演示實驗在大學物理課堂教學中的積極作用展開談論，并提出了幾點關于利用好演示實驗積極作用的幾點建議。

【關鍵詞】演示實驗；積極作用；創新

Abstract：Being theoretical and unintelligible is a difficult problem that most students encounter when they study college physics， which will often dampen their enthusiasm for college physics learning. In the process of teaching， we need to use demonstration experiments in class to improve their enthusiasm for college physics learning and help them better establish physical concepts and understand the laws of physics. This paper discusses the positive role of demonstration experiment in college physics classroom teaching， and puts forward some suggestions on how to make good use of the positive role of demonstration experiment.

Keywords：Demonstration experiment；Positive role；Innovate.

物理是一門以實驗為基礎的學科。許多物理規律都是人們在觀察、分析實驗現象過程中提出來的，每個物理概念的形成也都離不開相應的物理實驗。人們對物理實驗進行觀察和分析，能夠更好、更有效率地掌握物理概念和規律。而物理隨堂演示實驗是達到高校課堂的有效輔助手段。因此，在物理課堂教學中，教師應重視利用演示實驗創建良好的物理情景，建立物理模型。但是，面對抽象思維能力逐步加強的大學生，演示實驗在課堂教學中的作用常常被教師所輕視或者忽視。學生對純理論的物理學習提不起興趣，也就達不到高效物理課堂的目的，在部分物理知識的學習中容易出現“事倍功半”的現象。下面結合實際課堂，談談大學物理課堂教學中怎樣發揮好演示實驗的作用

一、演示實驗在大學物理教學中的作用

最初，教育工作者在理論教學中，為了更好的解釋一些物理現象和原理，引入一些比較簡單的物理演示實驗來輔助教學。例如，在講解擴散現象的時候，引入“滴墨水”實驗；在講解聲音的產生的時候利用直尺振動發聲實驗；在講解自由落體運動時，引入牛頓管實驗等。演示實驗在大學物理課堂教學中的獨特作用是無法完全被替代的。它能使學生在學習物理的過程中有一個良好的環境，其觀察、分析和實踐能力得到提升，對物理學習的興趣也能得到提高。演示實驗也能簡化和可視化復雜的物理規律，更好地幫助學生建立物理概念和理解物理規律。

二、國內高校大學物理演示實驗的現狀與存在的問題

隨著我國高等教育事業的發展，物理演示實驗得到了一定的重視，但是，依舊存在以下問題。比如：

（一）重學生實驗，輕演示實驗。

大部分高校都有大學物理實驗這一課程，因此，許多教師在教學中就偏理論而輕實驗了，以為只要將理論知識解釋透徹就可以了，而忽略了在教學設計中用演示實驗來輔助教學這一策略。

（二）部分教育工作者會用動畫來替代演示實驗。

隨著教學工具越來越信息化，物理演示實驗有向動畫演示的趨勢。借助動畫來演示一些難以操作、現象不是很明顯的實驗可以達到事半功倍的效果，但若一味地借助動畫來演示實驗，不僅會讓學生覺得物理現象是死板的、枯燥的，失去對物理學習的興趣，也會使演示實驗原本的教學效果大打折扣。

（三）許多剛走上講臺的年輕教師，由于教學任務繁重，科研壓力巨大，常常輕視甚至忽視課堂演示實驗。

現在評職稱的門檻越來越高，大批年輕的教育工作者走向崗位，他們迫于職稱、課題的壓力，加上本身教學經驗有限，在教學上的設計就會懈怠許多，也會忽視演示實驗在教學環節中的重要作用。

（四）缺乏演示實驗設備。

由于對演示實驗的不重視，學校演示實驗的設備也就配備不全，這就更加使得教育工作者忽視演示實驗的重要性。目前為止，大部分高校都沒有完整的配套演示實驗，這一定程度上會導致許多教育工作者不能明確演示實驗的在課堂教學中的地位，也就不能夠發揮其在教學中的積極作用。

（五）現有的實驗設備過于陳舊。

許多實驗設備比較陳舊，導致實驗效果不好，達不到提高教學效果的目的。實驗效果不好不僅不能體現出演示實驗的積極作用，也一定程度上打消學生對物理現象的熱情，發揮不了演示實驗最大的優勢。

（六）大學物理課堂的理論課時有限。

大學物理理論知識本身就繁雜、抽象和難理解，大學物理作為公共基礎課，課時有限，這讓許多教育工作者不得不加快教學進度，為了完成教學任務偏理論知識的講解，從而忽視了課堂演示實驗。

三、如何發揮演示實驗在課堂中的作用

（一）學生的主導地位在物理演示實驗的設計中要有所體現。

教師演示、學生觀察的演示實驗，不能完全發揮演示實驗的作用。在演示實驗中，創設情境，設定疑問，引導學生預測實驗結果，讓學生參與進來，成為課堂的主人，不僅能提高學生的學習興趣，更能激發他們對問題的探索、思考，也更好地掌握物理知識、理解物理概念。比如，在重力知識講解的過程中，可向學生展示一張紙，和一本書的下落情況，學生理所當然能預測到事書本先落地，并且也知道其中的原理；接著，讓書和紙貼在一起下落，讓學生去預測實驗結果，此時，大部分學生會潛意識預測書本先下落的結果，與兩者同時下落的實驗結果形成強烈反差，引起學生的思考和討論，學生在短暫的談論和思考之后也能得出結論。這一小小的演示實驗，能引起學生的討論和思考，更有利于學生理解和記憶重力的相關知識。讓學生成為一堂課的主動參與者，而不是被動參與者，成為課堂的主人，突出其主體地位。體現學生為主，教師為輔的教學理念。

（二）適當增強演示實驗的趣味性。

學生的主體性能不能充分體現，學生能不能主動參與到課堂教學中去，以及學生在物理課堂中的積極性能不能得到提高，很大程度上都取決于教師有沒有創設有效又有趣的物理情景。而一個學生學習攻破知識難點最有利的武器就是興趣，對知識的興趣能給學生的學習提供強大動力。適當增強演示實驗的趣味性，吸引學生對物理現象的觀察、思考和分析。比如，在講解質點系的動能定理的時候，可給學生展示兩個完全相同的光滑圓盤，其中一個力作用在一個圓盤的邊緣位置，一個力作用在另一個圓盤的中心位置，兩個圓盤在這兩個力的作用下超前運動，向學生提問：哪個圓盤運動的快？在學生做出預測之后展示實驗結果。學生對剛體的轉動了解并不是很清晰，預測的結果會有很大差別，形成視覺上的沖突，激發學生的思考和談論，增強學生對物理學習興趣的同時，也使課堂教學效率得到了提高。再比如，錐體上滾實驗、飲水鳥實驗、魚洗實驗、電磁炮實驗等，都可以增加課堂演示實驗的趣味性，加深學生對物質世界基本規律的認識的同時，使其感悟科學技術的應用和魅力。

（三）演示實驗的實驗設備可生活化一些。

“教師為主導，學生為主體”一直是我國教育教學中所提倡的教學模式，要達到這一目的就必須借助多樣化的教學模式，以及 “從生活走向物理，從物理走向社會” 的教學理念。物理總是來源于生活，而又回歸到生活中的。生活化的物理實驗，能讓學生，物理并不難，物理就在身邊。比如，在角動量的學習中，提供生活中常見的可360度自由旋轉的轉椅，讓學生坐在上面，轉動起來，轉動過程中，讓學生伸開雙手雙腳和收攏雙手雙腳，學生可以很直觀的觀察到轉椅隨著手腳的伸縮變慢變快。角動量守恒定律在這明顯的實驗現象中得到了很好的詮釋。實驗中用到生活照中常見的轉椅，不僅能幫助學生理解角動量定律，更能讓學生覺得物理并不遙遠，物理就在身邊。向學生演示直升機在空中飛行時，螺旋槳的功能。通過演示條件螺旋槳的的轉向和轉速，調整模擬直升機的旋轉和平穩狀態。讓學生體會物理知識的同時，也感受到科技給人類帶來的進步，使學生明白科學技術就在身邊，加強關注社會、科學的意識。

（四）提高演示實驗的教學效果。

有些物理實驗現象不是很明顯或者不易肉眼觀察，有些實驗儀器也比較微小，不便于后面的學生觀察。因此，在教學過程中因盡量避免這一情況的發生，比如，可以借助多媒體來完成演示實驗的展示，提前錄好，通過多媒體課件投放到屏幕上，放大實驗現象，讓學生便于觀察、思考和分析。或者，也可自己制作更大的實驗替代器材，將實驗現象更好地展現出來。比如，在給學生講解相互作用力的知識的時候，可借助一個“一塊錢”小實驗來加深學生對重心和摩擦力的理解。先讓學生將一枚一塊錢的硬幣直接放在一張直立小卡片的邊緣，學生肯定多次都放不上去（重心不容易尋找）。接著，教師演示將卡片折疊成一個角度，硬幣一下就放置平穩了。學生此時肯定覺得好笑，因為學生都知道三個支撐點肯定能平穩放置硬幣。接著，教師將折疊的卡片慢慢展開回到原來的成一條直線的狀態，學生將觀察到，在卡片展開的過程中，硬幣始終平穩放置在卡片邊緣。在教師演示的同時，可用PPT播放提前錄制好的近鏡頭視頻（如圖1、圖2）。讓學生一邊模仿教師操作實驗，一邊觀察視頻中的實驗現象。這不僅能讓學生親自感受實驗的效果，也能讓學生更清晰的看到實驗現象。

（五）利用自制教具引導學生創新

“瓶瓶罐罐當儀器， 拼拼湊湊做實驗”，所有學科都是從生活中演化而來的，物理更是從生活中來。可以啟發學生利用生活中的一些“廢棄”物品去制作一些簡單的器材，比如，利用去底的礦泉水瓶制成一個簡單的“吸塵器”，讓學生體驗伯努利原理的同時，也能激發自己創作的靈感。利用塑料紙杯和吹風機模擬飛機起飛的工作原理（如圖3），生活中簡單的物理現象，蘊含的物理知識也相對簡單，這些簡單的物理知識和物理現象能夠激發學生的創作靈感，培養他們對現象的觀察、對問題的思考和分析能力。讓他們感受物理知識的博大和實用。也能增加他們對物理學習的興趣，更有激情去探索更深奧的物理知識。

四、結束語

指導學生掌握有效的學習方法，培養其學習能力是提高教學質量的重點。為此，在大學物理課堂教學中應當圍繞問題設置，借助演示實驗，從轉變學生的學習方式出發，突破學生認知的障礙，從方法上引導學生參與科學探究的猜想、設計、評估，既獲取新知識又提高學習能力。

基金項目：課題編號：GTZJ-2017-43（江西應用技術職業學院）《將演示實驗引入職教本科大學物理課堂的教學模式研究》

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作者簡介：

陳冬冬，生于1991年3月，女，江西應用技術職業學院社會管理學院，助教，碩士研究生。研究方向：學科教學·物理。聯系電話：18046861815.

（作者單位：江西應用技術職業學院）