閻曉慶
摘要:物理演示實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)不僅可以深化理論概念,而且可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維,鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力和觀察能力,綜合而全面的提高物理教學(xué)的效率。具有一定規(guī)模的演示實(shí)驗(yàn)室不僅能給學(xué)生提供了一個(gè)實(shí)用、有效的將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐的場(chǎng)所,而且可以讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到了物理世界與現(xiàn)實(shí)世界的內(nèi)在聯(lián)系,為我們培養(yǎng)出適應(yīng)社會(huì)需求的應(yīng)用型人才打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞:演示實(shí)驗(yàn);演示實(shí)驗(yàn)室建設(shè);創(chuàng)新能力
物理學(xué)是建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的一門(mén)科學(xué),所有的物理概念和物理規(guī)律都是在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上抽象和總結(jié)出來(lái)的。如何培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、創(chuàng)造能力和實(shí)踐能力,讓學(xué)生真正感受到物理世界、激發(fā)學(xué)習(xí)積極性、提高教學(xué)質(zhì)量,最有效的辦法莫過(guò)于教學(xué)內(nèi)容與物理實(shí)驗(yàn)的結(jié)合[1]。演示實(shí)驗(yàn)就是連接物理理論教學(xué)與物理實(shí)踐教學(xué)的橋梁,通過(guò)演示實(shí)驗(yàn),可以把理論學(xué)習(xí)中晦澀難懂的抽象概念形象化,可以把無(wú)法想象的理論模型直觀化,把枯燥乏味的教學(xué)過(guò)程生動(dòng)化。
一、演示實(shí)驗(yàn)對(duì)物理教學(xué)具有積極的促進(jìn)作用
在大學(xué)物理理論教學(xué)中,物理內(nèi)容的理解和物理定律的證明過(guò)程及應(yīng)用基本上都是公式推導(dǎo),涉及到很多矢量計(jì)算和微積分的知識(shí),內(nèi)容深?yuàn)W難懂,學(xué)生如果一味被用“填鴨式”的方法教授則只會(huì)對(duì)物理課程的學(xué)習(xí)越來(lái)越?jīng)]有興趣,甚至感到煩躁和厭倦。
為了提高物理課程的教學(xué)質(zhì)量,增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣,近些年各大高校和物理學(xué)者不斷進(jìn)行交流討論和嘗試,得出了一些有效的途徑和方法。其中,被大家一致認(rèn)可的方法就是在理論教學(xué)中引入實(shí)驗(yàn)教學(xué),畢竟物理學(xué)本身就是一門(mén)實(shí)驗(yàn)的科學(xué),摒棄實(shí)驗(yàn)一味強(qiáng)調(diào)理論,將失去物理學(xué)的真諦。隨著教育體制的不斷改革,實(shí)驗(yàn)教學(xué)已經(jīng)在物理教學(xué)中扮演者非常重要的角色并且發(fā)展的較為成熟,但目前的多數(shù)實(shí)驗(yàn)都是驗(yàn)證物理概念和規(guī)律的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn),雖然有效的化解了物理規(guī)律抽象難懂的問(wèn)題,但這些實(shí)驗(yàn)都與現(xiàn)實(shí)聯(lián)系的不夠密切,與現(xiàn)在迅速發(fā)展的高新技術(shù)和信息化有些脫節(jié)。演示實(shí)驗(yàn)的引入和學(xué)習(xí)恰到好處的解決了這個(gè)難題,新時(shí)代的大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)是聯(lián)系書(shū)本理論知識(shí)與學(xué)生科研創(chuàng)新的紐帶,是融合物理理論與新興科技的產(chǎn)物[2]。充滿(mǎn)各自奇妙體驗(yàn)的演示實(shí)驗(yàn)室將提供給學(xué)生一個(gè)聲、光、電共同作用的神奇世界,帶給學(xué)生新奇和震撼的感受,能夠創(chuàng)造濃厚的物理氛圍,啟發(fā)學(xué)生思維,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)創(chuàng)造能力[3]。
二、演示實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的必要性和現(xiàn)狀
大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)對(duì)教學(xué)的促進(jìn)作用顯而易見(jiàn),各大高校也通過(guò)各自途徑和方法大力推進(jìn)演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)。目前多數(shù)高校主要采取的是課堂演示和集中演示。這種方式最大的優(yōu)點(diǎn)就是將實(shí)驗(yàn)融入課堂,演示設(shè)備輕便簡(jiǎn)單,演示現(xiàn)象直觀易懂,但最大的缺點(diǎn)就是學(xué)生的參與度很低,無(wú)法發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性,多數(shù)學(xué)生都只是旁觀者,看熱鬧,實(shí)驗(yàn)過(guò)后全然不知。而且出現(xiàn)在大學(xué)物理課堂教學(xué)中的演示實(shí)驗(yàn)由于其內(nèi)容和可操作條件的限制只能是一些簡(jiǎn)單易觀察的實(shí)驗(yàn),對(duì)于很多與現(xiàn)實(shí)生活聯(lián)系密切的應(yīng)用性演示實(shí)驗(yàn)由于儀器設(shè)備的龐大無(wú)法搬到課堂或者操作條件的限制而無(wú)法演示。雖然很多大型實(shí)物裝置的演示也可以用實(shí)況錄像、演示動(dòng)畫(huà)、虛擬實(shí)驗(yàn)等其它方式來(lái)替代[4],但演示實(shí)驗(yàn)所具有的真實(shí)感和實(shí)在感是任何多媒體手段都無(wú)法替代的。因此,為了充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,演示實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)勢(shì)在必行。
目前,國(guó)內(nèi)只有少數(shù)重點(diǎn)高校重視物理演示實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)發(fā)展,大部分高校的演示實(shí)驗(yàn)資源都十分稀少,演示實(shí)驗(yàn)室在國(guó)內(nèi)的地位發(fā)展整體處于初級(jí)階段。[6],不過(guò)隨著國(guó)家大力投入教育事業(yè)建設(shè),很多高校也已經(jīng)逐漸意識(shí)到演示實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的重要性和必要性,投入大量的資金和人力建設(shè)演示實(shí)驗(yàn)室。
三、演示實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的幾點(diǎn)思考
物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)雖然能以其獨(dú)特的教學(xué)方法貫徹于物理教學(xué)中而深受學(xué)生們的歡迎,但要想使其能真正發(fā)揮教學(xué)功能,對(duì)演示實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)與科學(xué)管理是一個(gè)不容忽視的關(guān)鍵問(wèn)題[5]。在這里如何建設(shè)演示實(shí)驗(yàn)室,筆者提出自己幾點(diǎn)淺陋的想法。
(一)建設(shè)專(zhuān)門(mén)的演示實(shí)驗(yàn)室
這是演示實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的重點(diǎn)內(nèi)容,需要投入大量的資金和人力去市場(chǎng)調(diào)研,結(jié)合本校實(shí)際情況,從力、熱、光、電、近代物理等各個(gè)領(lǐng)域中選擇選擇典型、新穎、應(yīng)用性強(qiáng)并且內(nèi)容全面,豐富多彩的演示項(xiàng)目打造專(zhuān)門(mén)的演示實(shí)驗(yàn)室。這個(gè)實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)以開(kāi)放、自主、親自體驗(yàn)為主,老師只需要把簡(jiǎn)單的原理和注意事項(xiàng)給學(xué)生介紹清楚即可,這樣充分發(fā)揮了學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主觀能動(dòng)性,極大的增加了學(xué)生學(xué)習(xí)、思考和探索的興趣。
(二)建設(shè)走廊文化,烘托實(shí)驗(yàn)氛圍
演示實(shí)驗(yàn)有著其自身的特色,直觀性和趣味性都非常的濃厚,可以選擇具有代表性的實(shí)驗(yàn)陳列在櫥窗里供學(xué)生觀看,將一些與現(xiàn)代科技接軌的演示實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目做成宣傳牌懸掛于實(shí)驗(yàn)室走廊中,烘托實(shí)驗(yàn)氛圍,豐富學(xué)生的人文知識(shí)。
(三)建設(shè)教學(xué)和管理團(tuán)隊(duì)
演示實(shí)驗(yàn)由于項(xiàng)目種類(lèi)多,設(shè)計(jì)巧妙,貼近現(xiàn)實(shí),應(yīng)用性強(qiáng)的特點(diǎn)在教學(xué)中對(duì)教師的要求特別的嚴(yán)格,需要挑選專(zhuān)業(yè)技術(shù)能力強(qiáng),知識(shí)淵博,動(dòng)手能力強(qiáng)等綜合能力突出的老師擔(dān)任演示實(shí)驗(yàn)的講解工作。在管理方面,由于演示實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目“有趣”“好玩兒”肯定會(huì)吸引很多學(xué)生去探索和體驗(yàn),甚至有些學(xué)生對(duì)于喜歡的項(xiàng)目忍不住會(huì)多操作幾次,如果不嚴(yán)格按照操作規(guī)程很容易造成儀器損壞,影響實(shí)驗(yàn)的正常開(kāi)展,因此實(shí)驗(yàn)室的管理維護(hù)需要制定嚴(yán)格完善的規(guī)章制度。
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