【摘 要】總結(jié)了大學(xué)物理教學(xué)中加強(qiáng)演示實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐體會,演示實(shí)驗(yàn)?zāi)軓浹a(bǔ)理論教學(xué)的不足,是提高教學(xué)質(zhì)量的有效方法。
【關(guān)鍵詞】物理教學(xué);隨堂演示實(shí)驗(yàn);教學(xué)實(shí)踐
大學(xué)物理是我校工科類學(xué)生必修的一門基礎(chǔ)課,理論教學(xué)模式仍然是講授為主,即教師描繪物理現(xiàn)象,理論分析,演繹推導(dǎo),得出結(jié)論。對于比較抽象的概念和規(guī)律的解釋,教師感到困難費(fèi)勁,學(xué)生聽起來也是糊涂不解,課堂氣氛沉悶,二者課堂上都覺得疲勞,難以達(dá)到良好的教學(xué)效果。物理知識理論是建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的,物理的理論教學(xué)活動中加入演示實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié),更利于學(xué)生的學(xué)習(xí),有助于教學(xué)質(zhì)量的提高。然而對隨堂演示實(shí)驗(yàn)的看法,很多教師認(rèn)為是中學(xué)物理教學(xué)中應(yīng)有的,而大學(xué)物理教學(xué)應(yīng)注重理論推導(dǎo)、形象邏輯思維培養(yǎng),況且課時(shí)少,沒必要也沒時(shí)間做隨堂演示實(shí)驗(yàn)。
通過網(wǎng)絡(luò)我們有機(jī)會觀賞到一些國外名校公開課,例如麻省理工的物理課,發(fā)現(xiàn)幾乎每節(jié)課教師都要做幾個(gè)演示實(shí)驗(yàn),演示內(nèi)容之豐富,給人留下深刻的印象。正值本校的大學(xué)物理教學(xué)改革之際,我們做了許多改變,其中包括在課堂上加入演示實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐,取得了明顯的教學(xué)效果。隨堂演示實(shí)驗(yàn)可以化抽象為具體、化深?yuàn)W為簡單,使模糊的東西變得清晰、枯燥的內(nèi)容變得生動,刺激學(xué)生的感官,吸引注意力,提高了物理理論教學(xué)效率。以下是關(guān)于演示實(shí)驗(yàn)實(shí)踐的簡單總結(jié)。
一、形象生動的演示實(shí)驗(yàn),使模糊的東西變得清晰
演示實(shí)驗(yàn)說明不確定度的重要性。學(xué)生對“不確定度”概念是模糊、不習(xí)慣的,認(rèn)為是可有可無的,隨堂用實(shí)物來演示炮彈的真實(shí)運(yùn)動情形,可改變學(xué)生一些觀念,加深對概念的理解。問題:與水平夾角α=45,以初速度v=7m/s射出炮彈,炮彈會落在何處?學(xué)生根據(jù)拋體運(yùn)動規(guī)律的射程公式,很快得出x=5m,所以給出炮彈落在5m處的答案。
然后開始做演示實(shí)驗(yàn),結(jié)果是:第一次落在4.9米處,第二次落在5.2米處,實(shí)際發(fā)射的炮彈并沒有正好落在5m地方。難道是物理理論錯(cuò)了?顯然不是的。正確的解釋是因?yàn)槌跛俣群桶l(fā)射角度有2%的偏差,導(dǎo)致射程有4%的誤差,即與5m處有±0.2m的偏差,所以正確的理論預(yù)計(jì)應(yīng)x=(5.0±0.2)m。顯然,在從理論公式出發(fā)對結(jié)果做預(yù)測時(shí),不考慮不確定成分是不行的。演示實(shí)驗(yàn)很簡單但非常深刻,學(xué)生明白了不確定度部分是非常重要的,缺少不確定度的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是沒有意義的。
二、形象生動的演示實(shí)驗(yàn)使深?yuàn)W的概念變?yōu)楹唵?/p>
法拉第電磁感應(yīng)定律是從一匝線圈的磁通量的變化率來引入的,對一匝線圈的磁通量的變化的理解比較容易,但如果N匝線圈產(chǎn)生的電動勢是一匝線圈產(chǎn)生的電動勢的N倍,用磁通量的概念解釋真的難以理解,可以通過課堂演示來證明。將柔軟閉合回路(線圈)繞在螺線管外面,形成一圈,接通或斷開螺線管電流瞬間,觀察電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)幅度。然后將柔軟導(dǎo)線環(huán)繞螺線管三圈,將會看到電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)幅度增大到3倍,說明N匝線圈產(chǎn)生的電動勢是單匝線圈產(chǎn)生電動勢的N倍。
也可用演示實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證理論推導(dǎo)結(jié)果。由靜電場高斯定理可推導(dǎo)出均勻帶電球殼內(nèi)部的電場強(qiáng)度E=0,結(jié)果不可思議,對這樣的結(jié)果學(xué)生不易想象,記住更不容易。期末考試總有同樣的填空題,以前給出正確答案的學(xué)生不到一半。此后,隨堂做了這個(gè)演示實(shí)驗(yàn)后(帶電小球伸進(jìn)球殼的空腔內(nèi)),學(xué)生親眼見到帶電體沒有受到靜電力作用,證明球殼內(nèi)沒有電場,對此記憶很深刻,期末考試還是同一個(gè)填空題,答對率占75%,由此可見演示實(shí)驗(yàn)的重要作用。
三、隨堂演示實(shí)驗(yàn)可以化抽象為具體
質(zhì)點(diǎn)簡諧振動與勻速圓周運(yùn)動的關(guān)系比較抽象。但是利用演示實(shí)驗(yàn)?zāi)苡H眼看到勻速圓周運(yùn)動的質(zhì)點(diǎn)在直徑上的投影運(yùn)動就是簡諧運(yùn)動。利用輕質(zhì)彈簧振子,電機(jī)帶動一小球旋轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)動角速度大小等于振子的固有角頻率大小,會看到勻速運(yùn)動小球在振子振動方向的投影運(yùn)動與彈簧振子的振動幾乎是一致的。簡諧運(yùn)動中的相位概念不直觀,較難理解,而角位置直觀易懂,演示將二者聯(lián)系起來,有助于學(xué)生對相位概念的正確認(rèn)識和理解。同時(shí)明白了物理中為什么角頻率和角速度兩個(gè)完全不同的概念要用同一個(gè)符號來表示的道理。
楊氏雙縫的隨堂演示,使學(xué)生對雙縫間距和觀察屏間的距離有感性認(rèn)識,對干涉條紋的樣式,條紋位置與出現(xiàn)的區(qū)域,條紋間距的影響,光程變化與條紋變化的關(guān)系等通過演示一目了然。
另外,我們還采用多媒體教學(xué)手段,以及實(shí)驗(yàn)錄像播放等手段,為學(xué)生創(chuàng)造了多種教學(xué)手段并存的氛圍來吸引學(xué)生的注意力,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,提高課堂效率。
教學(xué)實(shí)踐表明,物理難學(xué)是因?yàn)楦拍畛橄螅y以想象造成的。演示實(shí)驗(yàn)可以彌補(bǔ)理論教學(xué)上的不足,及時(shí)地將教師在課堂上所講授的內(nèi)容,通過演示實(shí)驗(yàn)直觀、形象地呈現(xiàn)出來,能收到事半功倍的教學(xué)效果。在物理教學(xué)中增加隨堂演示實(shí)驗(yàn),使學(xué)生盡可能地直接觀察、經(jīng)歷體驗(yàn)物理過程,對于促進(jìn)學(xué)生理解物理概念、掌握物理規(guī)律有著十分重要的作用。同時(shí)能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣,培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、分析問題與解決問題能力。
【參考文獻(xiàn)】
[1]趙杰.提高物理教學(xué)效率的犯法與實(shí)踐[J].廣西教育. 2011(1c):84-85
[2]蘭明乾.演示實(shí)驗(yàn)在大學(xué)物理教學(xué)中的應(yīng)用[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù),2008.6(4):102-104
[3]辛智學(xué).如何在物理教學(xué)中做好演示實(shí)驗(yàn)[J].通化師范學(xué)院學(xué)報(bào),2004.125(8):80-81