在大學(xué)物理課堂教學(xué)中發(fā)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(xué)生在學(xué)習(xí)大學(xué)物理時會遇到的難題，這也往往會打擊學(xué)生對大學(xué)物理學(xué)習(xí)的積極性。在教學(xué)過程中需要借助隨堂演示實驗來提高他們對大學(xué)物理的學(xué)習(xí)熱情，幫助他們更好地建立物理概念和理解物理規(guī)律。本文就演示實驗在大學(xué)物理課堂教學(xué)中的積極作用展開談?wù)?，并提出了幾點關(guān)于利用好演示實驗積極作用的幾點建議。

【關(guān)鍵詞】演示實驗；積極作用；創(chuàng)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(chǔ)的學(xué)科。許多物理規(guī)律都是人們在觀察、分析實驗現(xiàn)象過程中提出來的，每個物理概念的形成也都離不開相應(yīng)的物理實驗。人們對物理實驗進(jìn)行觀察和分析，能夠更好、更有效率地掌握物理概念和規(guī)律。而物理隨堂演示實驗是達(dá)到高校課堂的有效輔助手段。因此，在物理課堂教學(xué)中，教師應(yīng)重視利用演示實驗創(chuàng)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(xué)生，演示實驗在課堂教學(xué)中的作用常常被教師所輕視或者忽視。學(xué)生對純理論的物理學(xué)習(xí)提不起興趣，也就達(dá)不到高效物理課堂的目的，在部分物理知識的學(xué)習(xí)中容易出現(xiàn)“事倍功半”的現(xiàn)象。下面結(jié)合實際課堂，談?wù)劥髮W(xué)物理課堂教學(xué)中怎樣發(fā)揮好演示實驗的作用

一、演示實驗在大學(xué)物理教學(xué)中的作用

最初，教育工作者在理論教學(xué)中，為了更好的解釋一些物理現(xiàn)象和原理，引入一些比較簡單的物理演示實驗來輔助教學(xué)。例如，在講解擴散現(xiàn)象的時候，引入“滴墨水”實驗；在講解聲音的產(chǎn)生的時候利用直尺振動發(fā)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(xué)物理課堂教學(xué)中的獨特作用是無法完全被替代的。它能使學(xué)生在學(xué)習(xí)物理的過程中有一個良好的環(huán)境，其觀察、分析和實踐能力得到提升，對物理學(xué)習(xí)的興趣也能得到提高。演示實驗也能簡化和可視化復(fù)雜的物理規(guī)律，更好地幫助學(xué)生建立物理概念和理解物理規(guī)律。

二、國內(nèi)高校大學(xué)物理演示實驗的現(xiàn)狀與存在的問題

隨著我國高等教育事業(yè)的發(fā)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(xué)生實驗，輕演示實驗。

大部分高校都有大學(xué)物理實驗這一課程，因此，許多教師在教學(xué)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(xué)設(shè)計中用演示實驗來輔助教學(xué)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(xué)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(xiàn)象不是很明顯的實驗可以達(dá)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(xué)生覺得物理現(xiàn)象是死板的、枯燥的，失去對物理學(xué)習(xí)的興趣，也會使演示實驗原本的教學(xué)效果大打折扣。

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

現(xiàn)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(xué)經(jīng)驗有限，在教學(xué)上的設(shè)計就會懈怠許多，也會忽視演示實驗在教學(xué)環(huán)節(jié)中的重要作用。

（四）缺乏演示實驗設(shè)備。

由于對演示實驗的不重視，學(xué)校演示實驗的設(shè)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(dǎo)致許多教育工作者不能明確演示實驗的在課堂教學(xué)中的地位，也就不能夠發(fā)揮其在教學(xué)中的積極作用。

（五）現(xiàn)有的實驗設(shè)備過于陳舊。

許多實驗設(shè)備比較陳舊，導(dǎo)致實驗效果不好，達(dá)不到提高教學(xué)效果的目的。實驗效果不好不僅不能體現(xiàn)出演示實驗的積極作用，也一定程度上打消學(xué)生對物理現(xiàn)象的熱情，發(fā)揮不了演示實驗最大的優(yōu)勢。

（六）大學(xué)物理課堂的理論課時有限。

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

三、如何發(fā)揮演示實驗在課堂中的作用

（一）學(xué)生的主導(dǎo)地位在物理演示實驗的設(shè)計中要有所體現(xiàn)。

教師演示、學(xué)生觀察的演示實驗，不能完全發(fā)揮演示實驗的作用。在演示實驗中，創(chuàng)設(shè)情境，設(shè)定疑問，引導(dǎo)學(xué)生預(yù)測實驗結(jié)果，讓學(xué)生參與進(jìn)來，成為課堂的主人，不僅能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，更能激發(fā)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?qū)W生展示一張紙，和一本書的下落情況，學(xué)生理所當(dāng)然能預(yù)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(xué)生去預(yù)測實驗結(jié)果，此時，大部分學(xué)生會潛意識預(yù)測書本先下落的結(jié)果，與兩者同時下落的實驗結(jié)果形成強烈反差，引起學(xué)生的思考和討論，學(xué)生在短暫的談?wù)摵退伎贾笠材艿贸鼋Y(jié)論。這一小小的演示實驗，能引起學(xué)生的討論和思考，更有利于學(xué)生理解和記憶重力的相關(guān)知識。讓學(xué)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(xiàn)學(xué)生為主，教師為輔的教學(xué)理念。

（二）適當(dāng)增強演示實驗的趣味性。

學(xué)生的主體性能不能充分體現(xiàn)，學(xué)生能不能主動參與到課堂教學(xué)中去，以及學(xué)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(chuàng)設(shè)有效又有趣的物理情景。而一個學(xué)生學(xué)習(xí)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(xué)生的學(xué)習(xí)提供強大動力。適當(dāng)增強演示實驗的趣味性，吸引學(xué)生對物理現(xiàn)象的觀察、思考和分析。比如，在講解質(zhì)點系的動能定理的時候，可給學(xué)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?qū)W生提問：哪個圓盤運動的快？在學(xué)生做出預(yù)測之后展示實驗結(jié)果。學(xué)生對剛體的轉(zhuǎn)動了解并不是很清晰，預(yù)測的結(jié)果會有很大差別，形成視覺上的沖突，激發(fā)學(xué)生的思考和談?wù)?，增強學(xué)生對物理學(xué)習(xí)興趣的同時，也使課堂教學(xué)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(xué)生對物質(zhì)世界基本規(guī)律的認(rèn)識的同時，使其感悟科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用和魅力。

（三）演示實驗的實驗設(shè)備可生活化一些。

“教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體”一直是我國教育教學(xué)中所提倡的教學(xué)模式，要達(dá)到這一目的就必須借助多樣化的教學(xué)模式，以及 “從生活走向物理，從物理走向社會” 的教學(xué)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(xué)生，物理并不難，物理就在身邊。比如，在角動量的學(xué)習(xí)中，提供生活中常見的可360度自由旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)椅，讓學(xué)生坐在上面，轉(zhuǎn)動起來，轉(zhuǎn)動過程中，讓學(xué)生伸開雙手雙腳和收攏雙手雙腳，學(xué)生可以很直觀的觀察到轉(zhuǎn)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(xiàn)象中得到了很好的詮釋。實驗中用到生活照中常見的轉(zhuǎn)椅，不僅能幫助學(xué)生理解角動量定律，更能讓學(xué)生覺得物理并不遙遠(yuǎn)，物理就在身邊。向?qū)W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(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速，調(diào)整模擬直升機的旋轉(zhuǎn)和平穩(wěn)狀態(tài)。讓學(xué)生體會物理知識的同時，也感受到科技給人類帶來的進(jìn)步，使學(xué)生明白科學(xué)技術(shù)就在身邊，加強關(guān)注社會、科學(xué)的意識。

（四）提高演示實驗的教學(xué)效果。

有些物理實驗現(xiàn)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(xué)生觀察。因此，在教學(xué)過程中因盡量避免這一情況的發(fā)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(xiàn)象，讓學(xué)生便于觀察、思考和分析?；蛘撸部勺约褐谱鞲蟮膶嶒炋娲鞑?，將實驗現(xiàn)象更好地展現(xiàn)出來。比如，在給學(xué)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(xué)生對重心和摩擦力的理解。先讓學(xué)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(xué)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(wěn)了。學(xué)生此時肯定覺得好笑，因為學(xué)生都知道三個支撐點肯定能平穩(wěn)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(tài)，學(xué)生將觀察到，在卡片展開的過程中，硬幣始終平穩(wěn)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(xué)生一邊模仿教師操作實驗，一邊觀察視頻中的實驗現(xiàn)象。這不僅能讓學(xué)生親自感受實驗的效果，也能讓學(xué)生更清晰的看到實驗現(xiàn)象。

（五）利用自制教具引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新

“瓶瓶罐罐當(dāng)儀器， 拼拼湊湊做實驗”，所有學(xué)科都是從生活中演化而來的，物理更是從生活中來?？梢詥l(fā)學(xué)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(xué)生體驗伯努利原理的同時，也能激發(fā)自己創(chuàng)作的靈感。利用塑料紙杯和吹風(fēng)機模擬飛機起飛的工作原理（如圖3），生活中簡單的物理現(xiàn)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(xiàn)象能夠激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)作靈感，培養(yǎng)他們對現(xiàn)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(xué)習(xí)的興趣，更有激情去探索更深奧的物理知識。

四、結(jié)束語

指導(dǎo)學(xué)生掌握有效的學(xué)習(xí)方法，培養(yǎng)其學(xué)習(xí)能力是提高教學(xué)質(zhì)量的重點。為此，在大學(xué)物理課堂教學(xué)中應(yīng)當(dāng)圍繞問題設(shè)置，借助演示實驗，從轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式出發(fā)，突破學(xué)生認(rèn)知的障礙，從方法上引導(dǎo)學(xué)生參與科學(xué)探究的猜想、設(shè)計、評估，既獲取新知識又提高學(xué)習(xí)能力。

基金項目：課題編號：GTZJ-2017-43（江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院）《將演示實驗引入職教本科大學(xué)物理課堂的教學(xué)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(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院社會管理學(xué)院，助教，碩士研究生。研究方向：學(xué)科教學(xué)·物理。聯(lián)系電話：18046861815.

（作者單位：江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院）