大學物理演示實驗的DIY應(yīng)用與實踐

馮中營

(太原工業(yè)學院，山西太原 030008)

物理學不僅是一門基礎(chǔ)理論科學，而且也是一門實驗科學。物理學中概念的確立以及定律和原理的產(chǎn)生和發(fā)展，都是以大量的實驗事實為依據(jù)，并不斷受到實驗實踐檢驗的。大學物理實驗一般分為為工科學生開設(shè)的基礎(chǔ)物理實驗、為物理專業(yè)學生開設(shè)的專業(yè)物理實驗及物理演示實驗三類。物理演示實驗一般屬于基礎(chǔ)實驗范疇，但因其獨特的作用與特點，在物理實驗教學中具有非常重要的意義。本文大學物理演示實驗的DIY指實驗儀器的DIY及實驗過程的DIY。

1 我校大學物理實驗現(xiàn)狀

我校為以工為主，涵蓋工、理、經(jīng)、管、文、法、藝七大學科門類，多學科相互支撐、協(xié)調(diào)發(fā)展的應(yīng)用型本科學校。故我校大學物理實驗主要是面向工科學生開設(shè)的基礎(chǔ)實驗，涵蓋力學、熱學、光學、電磁學、近代物理等方面的實驗內(nèi)容。近幾年開始建設(shè)大學物理演示實驗室并開展實驗項目。

結(jié)合大學基礎(chǔ)物理實驗教學改革，提出了大學基礎(chǔ)物理實驗DIY學習方法。DIY是英文do it yourself的縮寫，本意指自己動手做，簡言之，就是“親歷親為”。將這個概念應(yīng)用到大學物理實驗教學中，目的是使學生在實驗過程中提高自我學習的能力。激發(fā)興趣，激活思維，樹立信心，自我反思是DIY學習方法的核心思想［1］?，F(xiàn)在將DIY方法應(yīng)用到大學物理演示實驗。

2 大學物理演示實驗的作用與特點

2.1 大學物理演示實驗的現(xiàn)狀

之前大學物理演示實驗一直未得到重視，國內(nèi)高校中演示實驗的內(nèi)容及項目一般都較少，只要個別院校的大學物理演示實驗內(nèi)容豐富，成規(guī)模并且為一個獨立的實驗體系。演示實驗并沒有像傳統(tǒng)分組操作實驗?zāi)菢颖恢匾?，演示實驗一直處于幾乎被忽略的邊緣。我校之前幾乎沒有任何物理演示實驗，隨著物理教學及物理實驗教學的發(fā)展，發(fā)現(xiàn)演示實驗必須被重視，大學物理演示實驗在整個的物理實驗教學乃至物理教學中都有著十分重要的地位與作用。越來越多的高校也在加大力度建設(shè)大學物理演示實驗室。

2.2 大學物理演示實驗的作用

(1)演示實驗?zāi)茉鰪娎碚撝v授的說服力。演示實驗可以生動形象的展示物理現(xiàn)象與規(guī)律，使本來枯燥無味的物理學變得生動形象，提高學生的學習興趣［2］。

(2)演示實驗?zāi)芗ぐl(fā)學生的求知欲。演示實驗可以使抽象的概念等變得簡單易懂，引起學生的注意力，激發(fā)求知欲。

(3)演示實驗可以培養(yǎng)學生的觀察力和綜合歸納物理規(guī)律的能力。上物理課前讓學生觀察一個演示實驗，引入當堂課，讓其說出能夠發(fā)現(xiàn)的問題及規(guī)律性，有利于學生能力的培養(yǎng)及物理知識的講解學習。

(4)物理教學中的演示實驗更能體現(xiàn)物理學是一門實驗科學的特點。傳統(tǒng)的物理教學就是理論推導(dǎo)計算，物理學慢慢失去了其實驗性與生活性，通過演示實驗可以讓學生發(fā)現(xiàn)物理學就在身邊，學習物理學能夠解釋許多生活中的現(xiàn)象，避免工科學生感覺學習物理無用，從而產(chǎn)生厭學的心理。

(5)高科技含量較高、與生產(chǎn)生活密切相連的演示實驗對引導(dǎo)學生走向科學前沿具有積極的意義。演示實驗可以演示許多最新的高科技的問題，使得高科技融入生活。

3 大學物理演示實驗DIY制作

物理演示實驗儀器一般都是購買的成套的產(chǎn)品，國內(nèi)也有些高校自己制作部分物理演示儀器。從自制物理演示實驗裝置的教改試驗中發(fā)現(xiàn)，探究性學習和學生的主體地位是表里關(guān)系，只有探究性學習才能實現(xiàn)學生的主體地位。進行探究性學習的關(guān)鍵，是要有學生認為值得探究的真正的難題。難題是探究的對象，它能激發(fā)學習動機。教師在教學中的主導(dǎo)作用，在于幫助和引導(dǎo)學生發(fā)現(xiàn)難題。難題因人而異，因此學生真正的難題不是由外界設(shè)定的任務(wù)，而是在學習的過程中由學生自己的興趣引導(dǎo)確定的工作目標。自制物理演示實驗裝置給學生提供了一個選擇自己的難題的機會［3］。在物理課及實驗課上均可以提前布置DIY物理演示儀器題目，做為期末考核的一部分，學生可以根據(jù)自己的愛好及專業(yè)特長選擇制作不同種類的大學物理演示儀器。

我校物理實驗室也在號召鼓勵學生通過大學生科技創(chuàng)新項目等制作物理演示儀器，通過物理演示儀器即可以鍛煉學生的能力，又可以促進學生的學習，同時可以補充實驗室的演示儀器，而當其他同學觀看到自己身邊的同學制作的演示儀器時又可以激發(fā)其上進心，從來促進對學生的人才培養(yǎng)。

4 大學物理演示實驗DIY的實踐與探索

4.1 大學物理課堂演示

大學物理課堂演示就是把與物理理論課課教學內(nèi)容相關(guān)的演示儀器帶進教室，或者提前讓學生DIY相關(guān)內(nèi)容的物理演示實驗儀器設(shè)備或者裝置，講到某內(nèi)容時即由教師或者學生演示與之相關(guān)的實驗，幫助學生對該內(nèi)容的理解和記憶。這樣的演示最直觀，效果也是最好的。但較大的演示儀器搬動起來不是很方便，這限制了課堂演示的實行。

4.2 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(fù)雜的物理過程，一些與物理相關(guān)的多媒體資料也可用于物理實驗演示?？梢园盐锢硌菔緦嶒灥倪^程通過錄像錄下來，帶到教室演示。還可以把我校沒有但其他高校有的演示實驗的視頻通過多媒體演示，達到資源共享，在資金及實驗條件不樂觀的條件下開展物理演示實驗。

4.3 物理演示實驗室演示

在進行物理實驗教學時，專門安排2-4學時的物理演示實驗內(nèi)容，組織學生進入專門的大學物理演示實驗室進行實驗演示。在實驗室內(nèi)學生通過集中觀察演示儀器并親自DIY操縱，加深其對物理學所學內(nèi)容的掌握，促進物理學的教學。

4.4 樓道走廊掛畫演示

樓道走廊掛畫演示是利用樓道走廊的宣傳掛畫進行物理實驗演示的一種方式，在樓道內(nèi)布置物理演示實驗相關(guān)掛畫，既可以促進整個實驗中心的實驗室文化建設(shè)，又可以讓學生在課下時間學習到有益的物理知識［4-5］。

4.5 網(wǎng)絡(luò)演示

在網(wǎng)絡(luò)如此發(fā)達現(xiàn)代教育中，多媒體網(wǎng)站是非常好的演示物理實驗的途徑?？梢园盐锢硌菔鞠嚓P(guān)的演示實驗視頻、圖像等資料上傳到網(wǎng)站，供學生利用電腦或者手機觀看演示實驗內(nèi)容。學生也可以把其DIY的演示實驗儀器的演示拍成視頻上傳到網(wǎng)站供其他同學學習。即使學生不上物理課或者實驗課甚至在畢業(yè)之后，也可以根據(jù)個人興趣來參與物理演示實驗的制作分享與網(wǎng)上討論探討。

5 總 結(jié)

大學物理演示實驗在物理課堂教學及物理實驗教學中具有獨特的地位與作用，通過大學物理演示儀器DIY及大學物理演示實驗DIY，使得學生能夠更好的掌握大學物理的所學內(nèi)容，提高學生的實驗動手能力，大學物理演示實驗在對學生進行應(yīng)用型人才的培養(yǎng)過程中起著潛移默化的作用。

［1］趙婷婷，馮中營，王愛國.大學物理實驗中DIY學習方法的應(yīng)用與實踐［J］.大學物理實驗，2012，25(6):104-105.

［2］蘭命乾.大學物理演示實驗教學研究［J］.陜西師范大學學報:自然科學版，2007，35:190-192.

［3］郭力，石少波.演示實驗制作促進動手動腦的大學物理探索式學習的改革嘗試［J］.大學物理，2010，29(3):50-52.

［4］玉鈺.大學物理演示實驗在應(yīng)用型本科院校的實踐探索［J］.科技致富向?qū)В?012，36:29.

［5］仉志余，馮中營.大學物理實驗［M］.3版.北京:機械工業(yè)出版社，2013.