非物理專業(yè)工科院校物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)踐

北方民族大學(xué) 張 怡 王志會

非物理專業(yè)工科院校物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)踐

北方民族大學(xué) 張 怡 王志會

本文總結(jié)了傳統(tǒng)物理教學(xué)中演示實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)狀和存在問題，結(jié)合演示實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)和北方民族大學(xué)自身民族特點(diǎn)和非物理專業(yè)特色，對物理演示實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的實(shí)踐和改革以及實(shí)施舉措進(jìn)行闡述。

演示實(shí)驗(yàn) 通識課 隨堂演示

一、傳統(tǒng)演示實(shí)驗(yàn)存在的問題

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程是高等工科院校的一門必修課程，是對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)基本訓(xùn)練，提高學(xué)生分析問題和解決問題能力的重要課程。物理演示實(shí)驗(yàn)以其直觀的視覺手段被廣大師生青睞。但是，除了一些物理重點(diǎn)院校學(xué)科體系完善、師資力量雄厚，演示實(shí)驗(yàn)?zāi)苈涞綄?shí)處外，一些非物理專業(yè)院校開展物理演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)力度不夠。

一方面一些院系考慮就業(yè)和學(xué)科發(fā)展問題，壓縮物理課學(xué)時(shí)，課堂演練時(shí)間有限，演示實(shí)驗(yàn)的數(shù)目較少。另一方面，傳統(tǒng)的演示實(shí)驗(yàn)采取的方式單一，多數(shù)是在課堂上完成的，采取的方式僅是多媒體動畫展示，學(xué)生走馬觀花地看，沒有動手實(shí)踐、親身體會，教學(xué)效果打折，沒有達(dá)到培養(yǎng)科學(xué)邏輯思維能力和動手能力的目標(biāo)。

在全國重視實(shí)踐教學(xué)的大氛圍下，北方民族大學(xué)投資200多萬元建立物理演示實(shí)驗(yàn)室，新增實(shí)驗(yàn)設(shè)備，涉及力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、光學(xué)、近代物理各個(gè)學(xué)科，強(qiáng)化了硬件條件。同時(shí)，本校物理教研室和實(shí)驗(yàn)中心優(yōu)化教學(xué)師資，全面自查自身存在問題，并合理安排課程，對本校的物理演示實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行改革，將措施落在實(shí)地，取得了一定效果。

二、物理演示實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中的作用

物理演示實(shí)驗(yàn)的目的就是把抽象的物理原理通過直觀的物理現(xiàn)象清晰地展示給廣大學(xué)生，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生觀察、思考、理解物理概念和物理規(guī)律，主要作用體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.演示實(shí)驗(yàn)活躍了課堂氛圍，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲望。通過演示實(shí)驗(yàn)，教師把物理理論知識形象地展示出來，創(chuàng)造出一種真實(shí)的物理環(huán)境，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。

2.有助于培養(yǎng)學(xué)生觀察問題、分析問題、解決問題的能力，發(fā)展學(xué)生的抽象思維能力和應(yīng)用創(chuàng)造能力。通過對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和過程進(jìn)行比較、分類、分析、綜合、歸納、演繹、證明、反駁，在感性認(rèn)識的基礎(chǔ)上形成概念并進(jìn)行判斷和推理，分辨現(xiàn)象真?zhèn)魏吞搶?shí)，認(rèn)識必然和偶然，從而獲得對事物本質(zhì)和規(guī)律的認(rèn)識能力。

3.實(shí)驗(yàn)示范有助于樹立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和訓(xùn)練技能。教師在實(shí)驗(yàn)室邊演示、邊講授，教育學(xué)生對實(shí)驗(yàn)過程要認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)，形成良好的習(xí)慣，保持一絲不茍的工作作風(fēng)。由此向?qū)W生傳達(dá)一種精神——物理是一門實(shí)驗(yàn)學(xué)科，和生產(chǎn)實(shí)際緊密相連，任何猜想都需要通過實(shí)踐證明，應(yīng)培養(yǎng)好的習(xí)慣、作風(fēng)。

三、演示實(shí)驗(yàn)多種教學(xué)模式相結(jié)合

1.隨堂演示扎實(shí)開展。隨著現(xiàn)代大學(xué)物理教學(xué)手段的多元化，本校物理教師強(qiáng)化責(zé)任意識，以培養(yǎng)高素質(zhì)人才為目標(biāo)，扎實(shí)教學(xué)基本功，利用網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化的教學(xué)手段，強(qiáng)化演示實(shí)驗(yàn)的功能，通過動畫、圖片、影響資料、部分實(shí)物展示等方式，短小精湛的講解，將學(xué)生的注意力吸引到物理世界中，提高他們的學(xué)習(xí)興趣，強(qiáng)化課堂教學(xué)效果。

例如，“駐波”這一節(jié)，教師可以通過音叉演示駐波的現(xiàn)象和形成的條件。同時(shí)，可以播放一些視頻短片，展示自制風(fēng)鈴的過程，體會駐波系統(tǒng)其實(shí)存在于生活的方方面面，將生活中的現(xiàn)象融入課堂中，提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性。

2.開設(shè)物理演示實(shí)驗(yàn)通識教育。除了理工科學(xué)院開設(shè)必修的大學(xué)物理和實(shí)驗(yàn)課，我們還面對全校學(xué)生開設(shè)了物理演示實(shí)驗(yàn)通識課，學(xué)生根據(jù)興趣選修，利用物理演示實(shí)驗(yàn)室，系統(tǒng)地學(xué)習(xí)物理演示實(shí)驗(yàn)課程。分為幾個(gè)環(huán)節(jié)，分別是教師講解、學(xué)生實(shí)際操作、分組講解、提交物理演示實(shí)驗(yàn)講解報(bào)告。

例如，以直升飛機(jī)為例介紹角動量定律時(shí)，首先，教師演示控制直升飛機(jī)轉(zhuǎn)動時(shí)機(jī)身會向反方向轉(zhuǎn)動，驗(yàn)證角動量守恒定律。隨后，學(xué)生操作時(shí)再對飛機(jī)尾翼進(jìn)行控制，阻止機(jī)身繼續(xù)打轉(zhuǎn)，通過尾槳給飛機(jī)提供一個(gè)附加的水平力，其力矩抵消了機(jī)身的轉(zhuǎn)動力矩，從而使機(jī)身保持不轉(zhuǎn)。

師生共同深入討論潛在的物理規(guī)律，在互動中加深了學(xué)生對轉(zhuǎn)動定律的認(rèn)識。同時(shí)，教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生自制器材，利用性價(jià)比高的材料做出來的器材能給學(xué)生營造一種在節(jié)約中創(chuàng)新的濃厚氛圍。

3.科普教育服務(wù)地方。本校開展物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)的同時(shí)，以科普基地為平臺服務(wù)地方，廣泛開展社會科普教育。通過和地方學(xué)校合作，本校組織外校學(xué)生來校參觀，由專人進(jìn)行講解。整個(gè)參觀過程中，學(xué)生親自動手操作，與本校教師進(jìn)行討論，提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。同時(shí)，將生活中的物理現(xiàn)象融入演示實(shí)驗(yàn)，如磁懸浮列車原理的超導(dǎo)磁懸浮裝置；電磁爐工作原理的渦流熱效應(yīng)等。學(xué)生了解了物理的神奇魅力，提高了思考、動手能力和科學(xué)素養(yǎng)。

四、結(jié)束語

物理演示實(shí)驗(yàn)作為物理課程的一個(gè)實(shí)踐部分，不僅讓學(xué)生觀察了眾多物理現(xiàn)象，受到了系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練，更主要的是培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維能力和創(chuàng)新能力，提高了他們觀察問題、解決問題的能力，縮短了和現(xiàn)實(shí)生活、工程科技的距離，提高了學(xué)生適應(yīng)社會的能力。因此，物理演示實(shí)驗(yàn)要不斷根據(jù)教學(xué)和社會發(fā)展進(jìn)行深入改革和實(shí)踐。

［1］宋賢征.國內(nèi)大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀調(diào)查［J］.廣西物理，2009

［2］蘭明乾.大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究［J］.陜西師范大學(xué)學(xué)報(bào)，2007

［3］郭棟才.實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科學(xué)研究互動模式的探索與實(shí)踐［J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索， 2007

ISSN2095-6711/Z01-2015-12-0133