大學物理教學中充分發(fā)揮演示實驗作用*

肖 沛

(江蘇科技大學張家港校區(qū) 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(yè)的必修基礎課之一，一來可以提供專業(yè)課程學習必要的基礎知識，其次對培養(yǎng)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(yǎng)學生的觀察、實踐和思考能力．利用課堂實驗來創(chuàng)造良好的物理環(huán)境，把教學內(nèi)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(diào)動學生的學習興趣．傳統(tǒng)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(huán)節(jié)．通過演示實驗和教學內(nèi)容的有機結合充分發(fā)揮演示實驗的作用．

經(jīng)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(chuàng)建物理環(huán)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(chuàng)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(diào)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(guī)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(fā)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(xiàn)象．偏光眼鏡的鏡片就是偏振片，激光筆發(fā)出的偏振光通過轉動鏡片，會在墻上呈現(xiàn)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(nèi)容的導入，同時也激起了學生學習的興趣．

2 培養(yǎng)學生觀察 分析及實踐能力

要解決問題，首先發(fā)現(xiàn)問題，所以培養(yǎng)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(fā)現(xiàn)．演示實驗能夠形象展示物理現(xiàn)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(xiàn)象和過程．同時創(chuàng)造條件，使學生參與到演示實驗的展示、制作、維護、改進等創(chuàng)新實踐活動中，充分發(fā)揮學生的主觀能動性．觀察、分析和實踐能力的培養(yǎng)既提高了學生的整個邏輯和創(chuàng)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(fā)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(jīng)對一些物理現(xiàn)象有了初步的認識和理解，但有一些“想當然”的物理現(xiàn)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(shù)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(fā)學生的興趣，激起學生的探究欲望，使學生主動探索內(nèi)在的物理因素，培養(yǎng)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(fā)現(xiàn)、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(yǎng)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(lián)系

大學物理是一門基礎學科，該課程的學習除了培養(yǎng)學生各項能力外，還為專業(yè)學習建立起基礎知識的儲備．大學物理的內(nèi)容不能僅限于教材，一定要結合近現(xiàn)代科學和工程技術的發(fā)展．比如，美國大學的物理教育近現(xiàn)代知識能夠占據(jù)4成以上[4]，美國科學技術的先進與其優(yōu)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(fā)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(fā)學生的求知欲．如，激光器中偏振光的產(chǎn)生，日光燈的鎮(zhèn)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(yè)的特點結合，讓學生感到物理與專業(yè)的緊密聯(lián)系．實踐證明，經(jīng)過以上原則設計的演示實驗在培養(yǎng)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(fā)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(jīng)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(xiàn)．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(yǎng)創(chuàng)新能力 樹立良好的科學態(tài)度

大學物理教學中，培養(yǎng)學生的觀察、分析、總結和創(chuàng)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(yǎng)．形象有趣的演示實驗能夠引導學生去觀察物理現(xiàn)象、去分析物理過程、去總結物理規(guī)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(chuàng)新．在大學物理教學中充分發(fā)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(guī)程，對實驗中出現(xiàn)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(yǎng)起良好的科學態(tài)度和作風．良好的科學態(tài)度一旦形成，就會對一個人的事業(yè)和生活產(chǎn)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(fā)揮演示實驗作用的教學模式能夠提高學生的理論聯(lián)系實際能力、創(chuàng)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(tài)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(fā)揮演示實驗的作用等問題，都在促進教師業(yè)務水平的不斷提高．因此，在大學物理教學中充分發(fā)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