大學物理教學中充分發揮演示實驗作用*

肖 沛

(江蘇科技大學張家港校區 江蘇 蘇州 215600)

物理學是一門基于實驗科學的理論學科．大學物理也是高等院校理工專業的必修基礎課之一，一來可以提供專業課程學習必要的基礎知識，其次對培養學生的思維能力、分析能力、實踐能力有著無可替代的作用．物理實驗可以培養學生的觀察、實踐和思考能力．利用課堂實驗來創造良好的物理環境，把教學內容以實驗的形式展示給學生，通過學生的觀察和思考，以及教師的引導和有效講解完成學生認知的過程．大學物理和實驗相結合的教學模式[1～3]，可以極大地調動學生的學習興趣．傳統實驗室中的實驗項目多以驗證實驗為主，且實驗裝置不便隨意搬動，不利于課堂教學的使用．針對這個問題，我們嘗試以在設計課堂教學的整個過程中增加演示實驗的環節．通過演示實驗和教學內容的有機結合充分發揮演示實驗的作用．

經過幾年的教學嘗試，逐步建立起理論教學和演示實驗相結合的教學模式．得益于演示實驗的特點，教學中取得了較好的教學效果．

1 創建物理環境 增強學生學習興趣

興趣是最好的老師，一旦學生有了興趣，就會主動思考、主動學習．演示實驗的鮮明直觀特點能夠給學生創建出理想的物理情景，再加上教師的引導和講解就會充分調動學生學習的主動性，同時對物理圖形有了感性認識，對物理規律、概念有了更深入的理解．為了提高學生的興趣，設計一些比較新奇的演示實驗來激發學生的求知欲．比如，在光學中講到光的偏振時，用一副偏光眼鏡和激光筆來演示偏光現象．偏光眼鏡的鏡片就是偏振片，激光筆發出的偏振光通過轉動鏡片，會在墻上呈現出光強的變化，通過分析引入馬呂斯定律．再比如電磁學中的靜電屏蔽，拿一收音機，打開后放在桌上，然后用金屬罩慢慢罩住，聲音變的越來越模糊直至消失，通過分析引入靜電屏蔽的成因．諸如此類演示實驗，器材簡單，材料隨手可得，在課堂上一演示馬上就能吸引學生的注意力，教師加以引導分析就會順利完成內容的導入，同時也激起了學生學習的興趣．

2 培養學生觀察 分析及實踐能力

要解決問題，首先發現問題，所以培養學生的觀察能力是一項重要任務．感性知識的獲得依賴于敏銳的觀察力，善于觀察才能善于發現．演示實驗能夠形象展示物理現象和物理過程．首先可以用簡單直觀的演示實驗來鍛煉學生的觀察和分析能力，進一步鍛煉思維能力．通過鍛煉后再增加演示實驗的復雜度，讓學生自己去觀察分析物理現象和過程．同時創造條件，使學生參與到演示實驗的展示、制作、維護、改進等創新實踐活動中，充分發揮學生的主觀能動性．觀察、分析和實踐能力的培養既提高了學生的整個邏輯和創新思維能力也對學生以后從事科學研究起到了積極作用．

3 建立正確的物理概念 加深知識的理解

對概念的正確理解是學好物理學的基礎．演示實驗建立起來的直觀物理圖像，有利于激發學生的學習興趣，有助于對物理概念的感性認識．例如,在講授“剛體的角動量守恒”時，讓一個學生坐在茹可夫斯基轉椅上，伸開雙臂和雙腿．當轉椅轉動后慢慢收回雙臂和雙腿，轉動的角速度會越來越大．這樣既可以很好地演示角動量的守恒，也可以加深對剛體轉動慣量的認識，同時能讓學生參與其中．在學習大學物理之前，學生已經對一些物理現象有了初步的認識和理解，但有一些“想當然”的物理現象很容易在學生心中留下錯誤的觀點．比如，一個均質的彈簧如果分為兩部分，彈簧的勁度系數是否和原來一樣．提出這個問題，很多學生會不假思索地回答一樣．在課堂中完全可以用兩根彈簧進行演示，讓學生自己去觀察、分析它們的不同，然后總結為什么會犯這樣的錯誤．這樣的實驗會立即啟發學生的興趣，激起學生的探究欲望，使學生主動探索內在的物理因素，培養學生良好的學習習慣．這樣的問題在學習中比比皆是，演示實驗在設計時就是要貼近學生，突出對物理概念認識的矛盾，能夠讓學生主動地發現、分析去獲得正確的知識，樹立正確的觀念．最后再引導學生去總結犯錯的原因，培養學生良好的思維方式．

4 拓寬視野 加強與生活 工程及高新技術的聯系

大學物理是一門基礎學科，該課程的學習除了培養學生各項能力外，還為專業學習建立起基礎知識的儲備．大學物理的內容不能僅限于教材，一定要結合近現代科學和工程技術的發展．比如，美國大學的物理教育近現代知識能夠占據4成以上[4]，美國科學技術的先進與其優良的基礎教育有密不可分的關系．在演示實驗的設計上也要緊跟時代的發展，在貼近生活的同時也要擴展學生的視野．實驗器材和用具取自身邊易得之物，不讓器具本身喧賓奪主．另一方面又把高新技術引入或與工程應用結合，激發學生的求知欲．如，激光器中偏振光的產生，日光燈的鎮流器，微波爐和電磁爐的工作原理演示等．我們在演示實驗的設計時還注重了與不同專業的特點結合，讓學生感到物理與專業的緊密聯系．實踐證明，經過以上原則設計的演示實驗在培養學生的綜合能力上非常有效．

5 促進與多媒體教學的融合發展

多媒體教學越來越多地被用到課堂教學中來，它以圖、文、聲并茂甚至活動影像的特點以及獨特的人機交互功能，已經被認為是不可取代的教學手段．一些難以用普通器具展示的演示實驗，恰可以用多媒體的方式來實現．如，光學干涉、衍射的色彩斑斕、力學中的復雜裝置以及電學中場的形象演示等．課件制作中的繪圖和程序編寫，都讓學生參與其中，鍛煉能力的同時也加深了對知識的理解．

6 培養創新能力 樹立良好的科學態度

大學物理教學中，培養學生的觀察、分析、總結和創新能力是一項重要任務．這些能力也是學生以后從事生活、工作和研究不可缺少的素質．演示實驗有利于這些能力的培養．形象有趣的演示實驗能夠引導學生去觀察物理現象、去分析物理過程、去總結物理規律，再加上與高新技術和工程實例的結合能促使學生去實踐和創新．在大學物理教學中充分發揮演示實驗作用，本身就是理論與實踐相結合的教學模式．在實驗的演示中，教師要引導學生獨立的去觀察、分析和總結．教師也要盡可能使學生參與到整個的實驗過程，不斷地要求學生嚴格遵守操作規程，對實驗中出現的問題，認真分析、查找原因，樹立起解決問題、克服困難的信心，絕不畏難而退、弄虛作假，進而培養起良好的科學態度和作風．良好的科學態度一旦形成，就會對一個人的事業和生活產生莫大的影響．因為它可以促使人們形成正確的人生觀、價值觀和世界觀，它比知識的掌握和能力的形成更為重要．

7 結論

綜上所述，在大學物理教學中充分發揮演示實驗作用的教學模式能夠提高學生的理論聯系實際能力、創新能力，能夠鍛煉學生的科學思維，能夠使學生樹立起正確的科學態度，為學生將來的生活、學習和工作奠定良好的基礎．同時也對教師提出了更高的要求，如何設計一個好的演示實驗、如何把演示實驗與理論知識有機結合、如何充分發揮演示實驗的作用等問題，都在促進教師業務水平的不斷提高．因此，在大學物理教學中充分發揮演示實驗的作用對大學物理教學質量的提高有著重要作用．

參考文獻

1 梁法庫，路峻嶺，汪榮寶.演示實驗在大學物理教學中的積極作用.物理與工程,2002，12(2)：28～30

2 姜成果.物理教學中演示實驗的作用.大學物理實驗,2006，19(3)：111～114

3 關曉燕，王樂新，溫靜,等.以實驗為主線的大學物理課程教學過程設計.高師理科學刊,2009，19(4)：109～111

4 王小力.美國大學物理教學特色.比較教育研究,1999(1)：15～19