大學物理演示實驗在應用型本科院校的實踐探索

【摘要】演示實驗是大學物理教學重要組成部分。本文通過分析應用型本科院校大學物理演示實驗教學基本現狀，從大學物理教學實際出發(fā)，對大學物理演示實驗進行了有益的實踐與探索。

【關鍵詞】大學物理；演示實驗；應用型本科院校；實踐探索

1.大學物理演示實驗的教學功能和意義

在物理理論教學中借助于實驗來再現物理過程、驗證物理規(guī)律是必不可少的教學手段，這種以輔助理論教學為最初目的的實驗被人們稱之為演示實驗。隨著研究及教學實踐的不斷發(fā)展，演示實驗無論是在教學形式、組織和功能上都發(fā)生了深刻的變化。演示實驗在物理教學中占有十分重要的、不可替代的地位。

日常生活中難于見到的物理現象只憑教師的語言描述，學生難以理解，通過演示實驗直觀地把物理現象和規(guī)律展現在學生面前，可加深印象，增強說服力。學生細心、敏銳的感知去捕獲其中的重要現象，因此需要學生有較強的觀察力。利用演示實驗分析物理現象和過程的同時又促進學生的分析與應用能力。課堂上要學生能長時間對所學課程保持較的關注也不容易，在講授中穿插一些演示實驗，活躍課堂氣氛，能提高學習效果，激發(fā)起濃厚的興趣。如在力學課中演示錐體上滾，學生會看到錐體從導軌低處向高處上滾，這種現象引起了學生的興趣，通過仔細觀察才發(fā)現問題的本質[1]。

2.應用型本科院校大學物理演示實驗現狀

2.1基礎薄弱，投入不足，重視不夠

目前，演示實驗在應用型本科院校大學物理教學中的現狀并不樂觀。大多數院校，尤其是新升格的本科院校的大學物理演示實驗數量少，自制教具少，原始積累少，基礎薄弱。其次，一些院校在發(fā)展品牌專業(yè)，特色專業(yè)和重點學科的同時，忽視了物理等基礎學科的建設，造成在物理演示儀器的購置和建設上投入不夠，成為制約物理演示實驗發(fā)展的瓶頸；再次，一些院校認為物理實驗不如物理理論重要，物理演示實驗不如物理實驗重要，造成大學物理演示實驗被擠占甚至取消的尷尬局面[2]。

2.2實驗與理論課有一定脫節(jié)

多數本科院校的物理理論課的教材都是知識面較全面、理論性較強的全國通用教材。而大多數應用型本科院校由于實驗經費比較匱乏，實驗器材的更換和添置步伐則相對較慢，所開設的實驗項目相對也比較陳舊，造成了理論課與實驗課的脫節(jié)。另外，理論課的教學講究的由淺入深，循序漸進，但實驗則是涉及到多種知識的運用，跟理論課相比，不是落后了就是超前了。客觀上也造成了理論課與實驗課的脫節(jié)。

3.大學物理演示實驗的實踐與探索

3.1課堂演示

課堂演示就是把與堂課教學內容相關的演示儀器帶進教室，講到某內容時即演示與之相關的實驗，幫助學生對該內容的理解和記憶。大學物理的學習過程就是這樣一個從感性認識上升到理性認識，再由理性認識回到實踐中經受實踐檢驗的過程[3]。課堂演示能很好地把演示實驗與理論內容緊密結合起來，因此課堂演示已被幾乎全部高校所采用。但是，并不是所有的演示實驗都能進行隨堂演示，如某些演示實驗儀器過大或容易損壞不方便帶進教室，某些實驗過程較長或操作復雜不適合在課堂上演示等。故在課堂演示中應盡量選擇攜帶方便、操作簡單、現象明顯的演示儀器進行。在課堂演示還要注意不能只是教師演示，學生只看不參與，演示實驗就沒有發(fā)揮應有的作用。在進行演示實驗時，應采用邊演示邊與學生討論分析的方法，與學生共同探索物理規(guī)律，給學生以方法論及物理思維培養(yǎng)。例如，筆者在偏振光教學進行的偏振片的實驗演示，偏振片傳到學生手中，啟發(fā)學生觀察旋轉偏振片后光線的變化規(guī)律，學生對實驗現象非常感興趣，對其原理有強烈的求知欲，對偏振光一節(jié)的教學大有幫助，教學效果很好。

3.2多媒體演示

隨著多媒體教學的普及，用Flash，Authorware等軟件編寫的多媒體課件能動態(tài)地演示復雜的物理過程，一些與物理相關的多媒體資料也可用于物理實驗演示。相對于實物演示，多媒體可以在教室里展示課堂上實驗無法演示的宏觀的、微觀的物理過程，它突破了時間和空間的束縛，將物理過程生動形象地展現于學生眼前，使學生認識加強，理解透徹。例如，講解剛體定軸轉動的角動量守恒定律時，可利用直升機模型進行課堂實物演示，讓學生們看到當直升機的螺旋槳開始轉動時，機身將反方向轉動，引導學生分析原因并提出解決方案。之后，可利用多媒體演示各種直升機如何利用角動量守恒定律的，如加尾槳，雙頂槳等，以及直升機在飛行中是如何實現轉彎的。這樣不僅使學生對物理規(guī)律理解更加透徹，而且拓展了學生的知識面，增強了學生知識運用能力。

3.3實驗室演示

實驗室演示一般是在課程結束一個章節(jié)后，組織學生進入專門的大學物理演示實驗室進行實驗演示的一種教學模式。實驗室演示是課堂演示的延伸與有效補充，它可以滿足學生與實驗儀器近距離接觸，使學生更清楚地觀察實驗過程和實驗結果。但由于條件限制，很多沒有物理專業(yè)的本科院校沒有獨立的大學物理演示實驗室，如筆者所在的學校。鑒于此，我校教師都借助普通物理實驗室來完成物理演示實驗，并且利用普通物理實驗室的資源開發(fā)出許多物理演示實驗。如利用靜電模擬儀進行靜電分布實驗演示，利用邁克爾遜干涉儀進行光的等傾干涉與等厚干涉現象的演示實驗的。

3.4走廊展板演示

走廊展板演示是利用樓道走廊的展示櫥窗進行物理實驗演示的一種方式。走廊展板演示一方面使得演示實驗不受時間限制，學生任何時間都可參觀；另一方面也為學校增添了工程文化氛圍。傳統的展板通常以圖文和儀器的靜態(tài)展示為主，物理演示實驗展板還應讓所展現的內容動起來。如我校展板中駐波現象，磁懸浮原理，動量守恒小球等，除有圖文介紹外都有實物的動態(tài)演示，高壓放電展板中的尖端放電，雅各布天梯等更是現象精彩刺激吸引了大批同學駐足參觀。近幾年的展板制作部分學生也參有其中，學生在思考如何將一個物理規(guī)律直觀的展現出來并親自動手實現時，即加深學生對物理規(guī)律的理解和認識，同時培養(yǎng)提高了學生的應用能力和創(chuàng)新能力。走廊展板演示以成為我校物理教學中的一大特色，每年新生進入實驗樓的第一件事就是參觀大學物理展板演示。

4.結語

演示實驗為學生學習物理知識提供了必要的感性認識，能夠加深學生對物理概念的理解，營造輕松愉快的物理學習環(huán)境，提高學習效率，學生動手參與演示實驗，必然促使學生積極的思維，培養(yǎng)學生觀察能力、邏輯思維能力、應用能力和創(chuàng)新能力。在應用型本科院校的大學物理教學中加強演示實驗教學方式必將收到事半功倍的效果。 [科]

【參考文獻】

［１］梁法庫，路峻嶺，江榮寶.演示實驗在大學物理教學中的積極作用[J].物理與工程，2002，12（2）.

［２］鐘曉燕，劉文軍.大學物理演示實驗教學改革的實踐和探索[J].中國科技信息，2010（4）：238-239.

［３］宋峰，李川勇等.物理教學中讓學生感知科學探索過程提高認知水平，培養(yǎng)物理思維能力[J].大學物理，2009（12）：43-47.