劉 慧 喬月鳳

(信陽師范學(xué)院物理電子工程學(xué)院 河南 信陽 464000)

1 引言

物理學(xué)是揭示物質(zhì)世界最基本的結(jié)構(gòu)、最普遍的相互作用及最一般的運動規(guī)律的科學(xué)．物理概念的建立，物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)無不建立在對自然現(xiàn)象的觀察思考及實驗現(xiàn)象研究的背景上．物理概念、物理規(guī)律抽象難懂，如何在大學(xué)物理教學(xué)中幫助學(xué)生更好地建立物理概念、規(guī)律及物理模型，一直是教育工作者們關(guān)心的話題．大學(xué)物理演示實驗是聯(lián)系理論與實踐的紐帶．實驗現(xiàn)象可以給學(xué)生帶來很強的感官刺激，將物理現(xiàn)象具體化，將抽象的理論形象化，從而幫助學(xué)生直觀地觀察物理現(xiàn)象，促進學(xué)生理解抽象的物理概念，掌握物理規(guī)律，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣．大學(xué)物理演示實驗是大學(xué)物理教學(xué)中重要且不可缺少的環(huán)節(jié)，對培養(yǎng)觀察能力、思維能力和創(chuàng)新能力有著不可估量的作用．

2 國內(nèi)外高校大學(xué)物理演示實驗教學(xué)現(xiàn)狀

演示實驗的教學(xué)目的主要在于給學(xué)生學(xué)習(xí)物理創(chuàng)設(shè)一個良好的物理情境，激發(fā)學(xué)生的物理情感，使學(xué)生能主動地獲取物理知識和發(fā)展能力，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深學(xué)生對知識的理解和記憶，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識解決實際問題的能力[1]．

在國外，各知名高校都十分重視物理演示實驗在教學(xué)和培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力方面的作用．他們的演示實驗設(shè)施完善，內(nèi)容豐富．在課堂教學(xué)中，教師大量運用精心準(zhǔn)備的演示實驗，把理論講授與演示實驗教學(xué)很好地融為一體．這些內(nèi)容豐富的演示實驗無疑可以很好地幫助學(xué)生觀察現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)方法，總結(jié)規(guī)律．既提高了學(xué)生學(xué)習(xí)大學(xué)物理的興趣，又達到了啟發(fā)思維，培養(yǎng)能力與素質(zhì)的目的[2]．

在國內(nèi)，除少數(shù)重點高校外，大部分高校演示實驗在大學(xué)物理教學(xué)過程中的運用仍然十分薄弱，整體處于初級階段[3]．造成這一現(xiàn)象的原因有多方面：其一，教育資源有限．多數(shù)學(xué)校對演示實驗室的建設(shè)經(jīng)費投入不足，一些高校的實驗室演示儀器設(shè)備老化，項目陳舊，不能滿足教學(xué)要求．還有相當(dāng)一部分學(xué)校還沒有建立演示實驗室；其二，重視程度不夠．一方面，由于大學(xué)物理學(xué)時有限，課堂不可能有更多的演示教學(xué)時間．另一方面，很多教師對大學(xué)物理演示實驗教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生的能力素質(zhì)方面起的重要作用認(rèn)識不足，沒有組織有效的課堂演示實驗，造成理論教學(xué)與實驗教學(xué)脫節(jié)[4]．其三，缺乏專職的演示實驗技術(shù)人員．由于缺乏專職的實驗技術(shù)人員，同時又迫于教學(xué)學(xué)時緊張，教學(xué)任務(wù)繁重，一些教師沒有足夠精力準(zhǔn)備演示實驗．他們害怕演示實驗效果不佳，參與課程改革的積極性不高，多數(shù)教師不選擇課堂演示實驗[5]．

3 大學(xué)物理演示實驗教學(xué)模式探討

探索和研究符合我國國情的大學(xué)物理課程實施方案，建立一種物理演示實驗教學(xué)新模式，是現(xiàn)階段高校大學(xué)物理教學(xué)中亟待解決的問題．國內(nèi)許多高校進行了有益的嘗試．目前，在大學(xué)物理教學(xué)過程中，物理演示實驗教學(xué)方式呈現(xiàn)多元化的特征，主要有以下幾種模式.

3.1 課堂演示模式

演示實驗與理論教學(xué)內(nèi)容同步，課堂上采用教師演示或?qū)嶒灲處熀蛯W(xué)生操作相結(jié)合，把特定的物理現(xiàn)象、物理過程展現(xiàn)在學(xué)生面前．恰當(dāng)使用隨堂演示，可以活躍氣氛，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，開拓學(xué)生的知識面，使教學(xué)收到事半功倍的效果．

3.2 開放實驗室模式

實驗室有專門的實驗技術(shù)人員演示和指導(dǎo)．根據(jù)實際教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生以班組或自由選課的形式進入實驗室學(xué)習(xí)，并自己動手操作儀器設(shè)備，觀察實驗現(xiàn)象，記錄實驗結(jié)果，撰寫實驗心得體會或報告[6]．或者把演示實驗作為公選課或者必修課，公布實驗室開放時間，由學(xué)生自主選擇合適的時間進入實驗室．學(xué)生還可以根據(jù)興趣自由選擇演示實驗項目．

3.3 走廊演示實驗?zāi)Ｊ?/h3>

采用傳統(tǒng)的櫥窗或演示走廊的形式，學(xué)生能夠利用課間零碎的時間隨時做實驗．還可以在演示走廊配備電視或投影設(shè)備，播放演示實驗視頻或物理知識在科技發(fā)展或生產(chǎn)生活中的應(yīng)用的專題科普節(jié)目[7]．

3.4 組建科技創(chuàng)新團隊模式

結(jié)合科技創(chuàng)新項目，建立大學(xué)生科技創(chuàng)新平臺、科研基地．動員學(xué)生積極參與演示實驗儀器的設(shè)計和制作，鍛煉學(xué)生的動手能力，培養(yǎng)他們的科技創(chuàng)新精神．

3.5 利用多媒體及校園網(wǎng)等現(xiàn)代化教學(xué)手段模式

教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容合理選擇教學(xué)媒體，如多媒體或者網(wǎng)絡(luò)等有效輔助物理教學(xué)[8]．建立仿真實驗教學(xué)平臺，利用多媒體模擬在課堂上無法用實物演示的宏觀或微觀物理現(xiàn)象，能夠突破教學(xué)難點，提高教學(xué)效率[9]．利用校園網(wǎng)或因特網(wǎng)上的豐富學(xué)習(xí)資源，學(xué)生可根據(jù)學(xué)習(xí)進度和需要在網(wǎng)絡(luò)上搜索模擬演示資源來幫助學(xué)習(xí)[10]．利用網(wǎng)絡(luò)平臺，建立演示實驗的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式，是演示實驗教學(xué)的重要輔助手段．現(xiàn)代化教學(xué)演示手段能夠彌補實物演示受時空限制、受設(shè)備和資金限制及無法演示某些微觀或宏觀現(xiàn)象和過程的不足．

4 我校大學(xué)物理演示實驗教學(xué)開展情況

我校歷來重視實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，物理實驗教學(xué)中心為河南省實驗教學(xué)示范中心．我校大學(xué)物理演示實驗室建設(shè)是學(xué)校深化實驗教學(xué)改革的積極嘗試．

一方面，我校目前已經(jīng)投入了大量財力、人力和物力來改善演示實驗教學(xué)的條件．教育部要求：“大學(xué)物理教學(xué)中，物理演示實驗數(shù)量不少于40個”[11]．我校正在籌建的大學(xué)物理演示實驗室建筑面積100 m2，固定資產(chǎn)及設(shè)備投入近30萬元，開設(shè)有40 余個演示實驗項目，內(nèi)容涉及力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、近代物理等各個領(lǐng)域．根據(jù)大學(xué)物理課程要求，中心還將逐年增加演示實驗項目．

另一方面，針對大學(xué)物理演示實驗的教學(xué)方法、教學(xué)手段和教學(xué)內(nèi)容等積極開展研究，并將逐步完善演示實驗室常規(guī)教學(xué)及規(guī)范化、制度化管理．

具體地有如下幾個方面.

(1)在現(xiàn)有條件下，我們利用和改造已有的儀器設(shè)備，使之適宜于大學(xué)物理課程的隨堂實驗演示．同時，增加現(xiàn)代化的隨堂演示實驗儀器，以提高課堂教學(xué)效率；

(2)加快大學(xué)物理演示實驗室建設(shè)，全面開放演示實驗室．我們根據(jù)不同層次教學(xué)及學(xué)生的個性發(fā)展需求，采取集中演示、學(xué)生自主演示等多元化演示方式，讓學(xué)生自主選擇實驗的內(nèi)容、時間，盡可能地合理利用實驗資源，實現(xiàn)演示實驗室真正意義上的全面開放；

(3)整合中心的優(yōu)勢資源，采取多種方式開展演示實驗教學(xué)．我校物理實驗教學(xué)中心網(wǎng)站已經(jīng)建立了大學(xué)物理仿真實驗平臺，多媒體課件，教學(xué)視頻等網(wǎng)絡(luò)多媒體資源，彌補了硬件設(shè)備不足，且有利于學(xué)生進行自主開發(fā)學(xué)習(xí)；

(4)建立大學(xué)物理實驗創(chuàng)新實踐基地，在實驗指導(dǎo)教師和專職技術(shù)人員的指導(dǎo)下，我中心正在積極制定優(yōu)惠政策，吸引優(yōu)秀學(xué)生深入基地開展科技創(chuàng)新活動，鼓勵他們參與演示實驗儀器設(shè)備的設(shè)計、制作及改進；

(5)完善演示實驗室教學(xué)管理制度，制定了演示實驗室開放規(guī)章與守則，演示實驗指導(dǎo)教師守則和學(xué)生守則以及實驗操作規(guī)程等；

(6)加大演示實驗室專職技術(shù)人員和管理人員的培養(yǎng)力度．派遣人員到國內(nèi)知名高校學(xué)習(xí)交流，學(xué)習(xí)他們成熟的演示實驗室管理及教學(xué)經(jīng)驗等．

全面深入開展大學(xué)物理演示實驗教學(xué)的改革與研究是我們今后階段的重點工作．我校演示實驗室建設(shè)仍處于探索階段，我們將學(xué)習(xí)和借鑒兄弟院校的成功教學(xué)經(jīng)驗，結(jié)合我校具體情況，積極探索大學(xué)物理演示實驗教學(xué)新模式，新思路，最大限度地發(fā)揮演示實驗教學(xué)在大學(xué)物理課程教學(xué)中的作用，切實提高教學(xué)水平，努力提高人才培養(yǎng)質(zhì)量．

參考文獻

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3 劉國松．演示實驗在大學(xué)物理課程實施中的研究：[學(xué)位論文]．長春：吉林大學(xué)，2006

4 謝光亮．董有爾，陳寶亮．全開放式物理演示探索實驗教學(xué)的思考與實踐．高等理科教育，2012(3)：97～100

5 李業(yè)鳳．大學(xué)物理演示實驗教學(xué)方法的探索．實驗科學(xué)與技術(shù)，2008，6(6)，104～105

6 劉旺東，周并舉，李文斌，劉云新，趙明卓．省級示范實驗室建設(shè)中物理演示實驗建設(shè)的研究．當(dāng)代教育理論與實踐，2012，4(3)：111～112

7 李英姿，陳強，任呈瑞，顧其華．關(guān)于物理演示走廊的一些思考和實踐．大學(xué)物理，2011，20(4)：25～26

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9 王亞芳，周惟公，蔣云，董愛國．仿真實驗在實驗物理教學(xué)中的廣泛應(yīng)用．物理與工程，2012，12(2)：26～28

10 李強．大學(xué)物理演示實驗網(wǎng)絡(luò)探究學(xué)習(xí)系統(tǒng)的設(shè)計：[學(xué)位論文]．長沙：湖南大學(xué)，2006

11 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)委員會．非物理類理工科大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求．物理與工程，2006，16(5)：1～8