多功能物理演示實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)建

游 泳，劉義保

（1.北京理工大學(xué)，廣東 珠海 519000；2.東華理工大學(xué)，江西 撫州 344000）

演示實(shí)驗(yàn)是配合教學(xué)內(nèi)容的示范性實(shí)驗(yàn)，它能化抽象為具體，化枯燥為生動，把要研究的物理現(xiàn)象清楚地展示在學(xué)生面前，通過引導(dǎo)學(xué)生觀察，并進(jìn)行思考，配合講授使學(xué)生認(rèn)識物理概念和規(guī)律，對學(xué)生能力培養(yǎng)有不可忽視的作用[1，2]。教育部2006年頒布的“非物理類理工學(xué)科大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求”[3]中明確指出：大學(xué)物理教學(xué)中，物理演示實(shí)驗(yàn)的數(shù)量不少于40個，并且要逐年增加。目前，全國許多高校都已相繼建立起物理演示實(shí)驗(yàn)室，從實(shí)驗(yàn)室規(guī)模和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目等方面來看，清華大學(xué)、北京大學(xué)、北方交通大學(xué)走在全國的前列[4]。但由于各高校對演示實(shí)驗(yàn)室的重視程度和教師工作負(fù)擔(dān)等因素，使得演示實(shí)驗(yàn)室的發(fā)展參差不齊，演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)也難以得到很好的落實(shí)[5]。如何結(jié)合人才培養(yǎng)，開展有效教育的物理演示實(shí)驗(yàn)室就成了實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的熱點(diǎn)議題。

1 新形勢下我校物理演示實(shí)驗(yàn)室概述

在原有的學(xué)生制作實(shí)驗(yàn)室的基礎(chǔ)上，通過引進(jìn)清華大學(xué)的一批演示實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，建立起了集輔助教學(xué)和科技創(chuàng)新功能于一體的綜合性演示實(shí)驗(yàn)室，也是江西省首個擁有物理演示實(shí)驗(yàn)室的高校。通過四年的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，可開出100多個演示實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，其中自制演示實(shí)驗(yàn)11個。內(nèi)容涵蓋了力、熱、電、光、現(xiàn)代科學(xué)等多領(lǐng)域，既展示了物理學(xué)的一般規(guī)律和形象，又涵蓋了現(xiàn)代科技的許多領(lǐng)域。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目上注重實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與物理課程中知識點(diǎn)的緊密結(jié)合，有針對性地對難、重點(diǎn)安排了一定的演示實(shí)驗(yàn)。演示實(shí)驗(yàn)的材料除實(shí)物器材外，有虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)4個，片段演示視頻50個，物理圖片庫1個，已發(fā)展成為學(xué)生科技創(chuàng)新活動的主要基地。

2 多功能物理演示實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)實(shí)踐

2.1 走入課堂，建設(shè)以輔助教學(xué)功能為主的物理演示實(shí)驗(yàn)室

在大學(xué)物理教學(xué)中，尤其是針對一些難重點(diǎn)知識，我們加強(qiáng)了演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)，如角速度矢量合成演示儀有助于學(xué)生直觀理解角速度矢量，要求每位學(xué)生參觀演示實(shí)驗(yàn)室，親自動手做演示實(shí)驗(yàn)，上交的小論文作為平時(shí)成績的考核依據(jù)之一，聘請了高年級物理專業(yè)學(xué)生擔(dān)任演示實(shí)驗(yàn)室講解員，同時(shí)為解決演示儀器攜帶不便的困難，制作了演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)視頻。

2.2 建設(shè)具有科普教育功能的物理演示實(shí)驗(yàn)室

通過開設(shè)一些趣味性的演示實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，如逆風(fēng)行舟、錐體上滾和電風(fēng)吹火等，學(xué)生親自嘗試后產(chǎn)生了強(qiáng)烈的求知欲；還有些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目如磁懸浮地球儀、光纖花束、記憶合金和氣體放電等讓學(xué)生親身體驗(yàn)到現(xiàn)代科技所帶來的神奇。同時(shí)實(shí)驗(yàn)室走廊兩側(cè)配有“物理與科技”掛圖，構(gòu)造起立體感官式的教育平臺。物理演示實(shí)驗(yàn)室自建成以來面向社會開放，對周邊學(xué)校起到了示范和輻射作用，許多中學(xué)生慕名前來參觀，在提高實(shí)驗(yàn)室利用率的同時(shí)也有效開展科普教育。

2.3 建設(shè)具有科技創(chuàng)新功能的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐平臺

我校開辦有物理教育師范專業(yè)，培養(yǎng)這些學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動手和制作能力有助于地方教育教學(xué)的發(fā)展。為此，我們一直堅(jiān)持“瓶瓶罐罐做實(shí)驗(yàn)，簡簡單單做演示”的指導(dǎo)思想，鼓勵老師帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)儀器制作、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新，設(shè)立了實(shí)驗(yàn)制作室，為優(yōu)秀學(xué)生提供良好的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新制作環(huán)境。該實(shí)驗(yàn)制作室全天24小時(shí)向?qū)W生開放，通過項(xiàng)目帶動的辦法，幾年來研發(fā)了“自動關(guān)水閥、滴水起電器、光電時(shí)間捕捉器、恒流法自制儀器、氣體傳感器性能測定儀器”等新型儀器、“斜槽軌道、光的反射折射和全反射演示儀、電磁感應(yīng)現(xiàn)象投影儀、溫差發(fā)電模型”等演示儀器和“仿真電學(xué)實(shí)驗(yàn)室、仿真大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室、攝影虛擬實(shí)驗(yàn)室”等虛擬實(shí)驗(yàn)室，在全國青少年科技創(chuàng)新、挑戰(zhàn)杯課外科技作品大賽等全國性大賽和省內(nèi)、校內(nèi)的各種競賽中都取得了優(yōu)異成績。

3 結(jié) 論

根據(jù)國外大學(xué)演示實(shí)驗(yàn)室的情況[6]和這幾年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，我們深深認(rèn)識到：一、加強(qiáng)物理演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)輔助性，有利于大學(xué)物理教學(xué)質(zhì)量的提高；二、要使演示實(shí)驗(yàn)室能自成一體、長期發(fā)展，就必須結(jié)合科技創(chuàng)新，強(qiáng)調(diào)自主研發(fā)，建設(shè)有自身特色的物理演示實(shí)驗(yàn)室顯得尤為重要。通過以上分析，希望能給一些院校的物理演示實(shí)驗(yàn)室建設(shè)提供借鑒意義。

[1]姜成果.物理教學(xué)中演示實(shí)驗(yàn)的作用[J].大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，2006（3）.

[2]姜洪喜，任常愚.運(yùn)用多媒體技術(shù)優(yōu)化物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)[J].大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，2011（1）：86－88.

[3]教育部高等學(xué)校非物理類專業(yè)物理基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會.非物理類理工學(xué)科大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求[J].物理與工程，2006，16（5）：1－8.

[4]王元均.演示實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中的地位和作用[J].大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，2007（2）：66－68.

[5]張晉平，吳飛斌.磁懸浮演示實(shí)驗(yàn)儀[J].大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，2011（2）.

[6]汪文明等.中美大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)比較[J].高等函授學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2005，18（4）：9.