演示實驗室的建設(shè)在大學(xué)物理實驗教學(xué)中的必要性

閻曉慶

摘要：物理演示實驗的學(xué)習(xí)不僅可以深化理論概念，而且可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，鍛煉學(xué)生的動手能力和觀察能力，綜合而全面的提高物理教學(xué)的效率。具有一定規(guī)模的演示實驗室不僅能給學(xué)生提供了一個實用、有效的將理論知識應(yīng)用于實踐的場所，而且可以讓學(xué)生認(rèn)識到了物理世界與現(xiàn)實世界的內(nèi)在聯(lián)系，為我們培養(yǎng)出適應(yīng)社會需求的應(yīng)用型人才打下堅實的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：演示實驗；演示實驗室建設(shè)；創(chuàng)新能力

物理學(xué)是建立在實驗基礎(chǔ)上的一門科學(xué)，所有的物理概念和物理規(guī)律都是在實驗基礎(chǔ)上抽象和總結(jié)出來的。如何培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、創(chuàng)造能力和實踐能力，讓學(xué)生真正感受到物理世界、激發(fā)學(xué)習(xí)積極性、提高教學(xué)質(zhì)量，最有效的辦法莫過于教學(xué)內(nèi)容與物理實驗的結(jié)合[1]。演示實驗就是連接物理理論教學(xué)與物理實踐教學(xué)的橋梁，通過演示實驗，可以把理論學(xué)習(xí)中晦澀難懂的抽象概念形象化，可以把無法想象的理論模型直觀化，把枯燥乏味的教學(xué)過程生動化。

一、演示實驗對物理教學(xué)具有積極的促進作用

在大學(xué)物理理論教學(xué)中，物理內(nèi)容的理解和物理定律的證明過程及應(yīng)用基本上都是公式推導(dǎo)，涉及到很多矢量計算和微積分的知識，內(nèi)容深奧難懂，學(xué)生如果一味被用“填鴨式”的方法教授則只會對物理課程的學(xué)習(xí)越來越?jīng)]有興趣，甚至感到煩躁和厭倦。

為了提高物理課程的教學(xué)質(zhì)量，增強學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，近些年各大高校和物理學(xué)者不斷進行交流討論和嘗試，得出了一些有效的途徑和方法。其中，被大家一致認(rèn)可的方法就是在理論教學(xué)中引入實驗教學(xué)，畢竟物理學(xué)本身就是一門實驗的科學(xué)，摒棄實驗一味強調(diào)理論，將失去物理學(xué)的真諦。隨著教育體制的不斷改革，實驗教學(xué)已經(jīng)在物理教學(xué)中扮演者非常重要的角色并且發(fā)展的較為成熟，但目前的多數(shù)實驗都是驗證物理概念和規(guī)律的基礎(chǔ)實驗，雖然有效的化解了物理規(guī)律抽象難懂的問題，但這些實驗都與現(xiàn)實聯(lián)系的不夠密切，與現(xiàn)在迅速發(fā)展的高新技術(shù)和信息化有些脫節(jié)。演示實驗的引入和學(xué)習(xí)恰到好處的解決了這個難題，新時代的大學(xué)物理演示實驗是聯(lián)系書本理論知識與學(xué)生科研創(chuàng)新的紐帶，是融合物理理論與新興科技的產(chǎn)物[2]。充滿各自奇妙體驗的演示實驗室將提供給學(xué)生一個聲、光、電共同作用的神奇世界，帶給學(xué)生新奇和震撼的感受，能夠創(chuàng)造濃厚的物理氛圍，啟發(fā)學(xué)生思維，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)創(chuàng)造能力[3]。

二、演示實驗室建設(shè)的必要性和現(xiàn)狀

大學(xué)物理演示實驗對教學(xué)的促進作用顯而易見，各大高校也通過各自途徑和方法大力推進演示實驗的教學(xué)。目前多數(shù)高校主要采取的是課堂演示和集中演示。這種方式最大的優(yōu)點就是將實驗融入課堂，演示設(shè)備輕便簡單，演示現(xiàn)象直觀易懂，但最大的缺點就是學(xué)生的參與度很低，無法發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，多數(shù)學(xué)生都只是旁觀者，看熱鬧，實驗過后全然不知。而且出現(xiàn)在大學(xué)物理課堂教學(xué)中的演示實驗由于其內(nèi)容和可操作條件的限制只能是一些簡單易觀察的實驗，對于很多與現(xiàn)實生活聯(lián)系密切的應(yīng)用性演示實驗由于儀器設(shè)備的龐大無法搬到課堂或者操作條件的限制而無法演示。雖然很多大型實物裝置的演示也可以用實況錄像、演示動畫、虛擬實驗等其它方式來替代[4]，但演示實驗所具有的真實感和實在感是任何多媒體手段都無法替代的。因此，為了充分發(fā)揮學(xué)生的主動性，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，演示實驗室的建設(shè)勢在必行。

目前，國內(nèi)只有少數(shù)重點高校重視物理演示實驗室的建設(shè)發(fā)展，大部分高校的演示實驗資源都十分稀少，演示實驗室在國內(nèi)的地位發(fā)展整體處于初級階段。[6]，不過隨著國家大力投入教育事業(yè)建設(shè)，很多高校也已經(jīng)逐漸意識到演示實驗室建設(shè)的重要性和必要性，投入大量的資金和人力建設(shè)演示實驗室。

三、演示實驗室建設(shè)的幾點思考

物理演示實驗教學(xué)雖然能以其獨特的教學(xué)方法貫徹于物理教學(xué)中而深受學(xué)生們的歡迎，但要想使其能真正發(fā)揮教學(xué)功能，對演示實驗室的建設(shè)與科學(xué)管理是一個不容忽視的關(guān)鍵問題[5]。在這里如何建設(shè)演示實驗室，筆者提出自己幾點淺陋的想法。

（一）建設(shè)專門的演示實驗室

這是演示實驗室建設(shè)的重點內(nèi)容，需要投入大量的資金和人力去市場調(diào)研，結(jié)合本校實際情況，從力、熱、光、電、近代物理等各個領(lǐng)域中選擇選擇典型、新穎、應(yīng)用性強并且內(nèi)容全面，豐富多彩的演示項目打造專門的演示實驗室。這個實驗室的教學(xué)以開放、自主、親自體驗為主，老師只需要把簡單的原理和注意事項給學(xué)生介紹清楚即可，這樣充分發(fā)揮了學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主觀能動性，極大的增加了學(xué)生學(xué)習(xí)、思考和探索的興趣。

（二）建設(shè)走廊文化，烘托實驗氛圍

演示實驗有著其自身的特色，直觀性和趣味性都非常的濃厚，可以選擇具有代表性的實驗陳列在櫥窗里供學(xué)生觀看，將一些與現(xiàn)代科技接軌的演示實驗項目做成宣傳牌懸掛于實驗室走廊中，烘托實驗氛圍，豐富學(xué)生的人文知識。

（三）建設(shè)教學(xué)和管理團隊

演示實驗由于項目種類多，設(shè)計巧妙，貼近現(xiàn)實，應(yīng)用性強的特點在教學(xué)中對教師的要求特別的嚴(yán)格，需要挑選專業(yè)技術(shù)能力強，知識淵博，動手能力強等綜合能力突出的老師擔(dān)任演示實驗的講解工作。在管理方面，由于演示實驗項目“有趣”“好玩兒”肯定會吸引很多學(xué)生去探索和體驗，甚至有些學(xué)生對于喜歡的項目忍不住會多操作幾次，如果不嚴(yán)格按照操作規(guī)程很容易造成儀器損壞，影響實驗的正常開展，因此實驗室的管理維護需要制定嚴(yán)格完善的規(guī)章制度。

參考文獻：

[1]梁法庫，路峻嶺，汪榮寶.演示實驗在大學(xué)物理教學(xué)中的積極作用.[J].物理與工程，2002（2）：28-30

[2]金 桂，黃小益，姚 敏等.在大學(xué)物理演示實驗教學(xué)改革中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力.[J]，物理通報，2014（5）：22-26

[3]許世軍，任曉玲.基礎(chǔ)物理演示研究型多功能開放實驗室建設(shè).[J].實驗室研究與探索，2005，24（8）：112-114

[4]李海寶， 劉炳勝等.新形勢下大學(xué)物理演示實驗的利用.[J]， 實驗室研究與探索，20009（4）：109-113

[5]唐麗華.演示實驗在大學(xué)物理教學(xué)中的地位.[J]，集美大學(xué)學(xué)報，2007（4）：93-97

[6]劉國松.演示實驗在大學(xué)物理課程實施中的研究：[學(xué)位論文].長春：吉林大學(xué) ，2006