大学物理演示实验的教学思考
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作者: 李淑红 欧建文
摘 要： 演示实验是大学物理课堂教学的重要辅助手段，对于学生理解物理概念和物理定律，培养学生的思考能力和创新能力具有非常重要的作用。作者多年从事理论教学工作，在此谈谈大学物理演示实验教学的几点思考。
关键词： 大学物理教学 演示实验教学 发展方法
物理学是一门以实验为基础的学科，无论是物理规律的发现，还是理论的验证，都离不开实验。物理教学中的演示实验对于促进学生理解物理概念、掌握物理规律起着十分重要的作用，它的特点是紧密配合教学，原理清晰，形象直观，易于操作，携带方便。另外演示实验一直是课堂中学生感兴趣的部分，对于激发学生的学习兴趣起不可忽视的作用。我从事物理教学多年，在此从理论教学者角度出发，谈谈对物理演示实验教学的几点思考，以对实验教学有所帮助。
一、实验教学存在的问题
目前大部分高校大学物理教学和基础物理实验教学是分开的，理论教师只负责理论教学，实验教师只负责实验教学，有时候教学进度不一致，例如有些实验课教学超前于理论教学，学生只能按实验要求和老师的讲解完成实验。在这个实验过程中，学生仅是完成实验数据记录，没有理论准备和实验思考的过程，这不符合教学目的。由于课时压缩、实验条件的制约，大学物理教学偏重理论教学的讲解，忽视了实验教学，而对于难以理解的物理过程和物理图像，实验教学要比理论教学的效果更好。
当前设置的基础实验内容多为验证性实验，缺乏富有启发性的演示实验，随着教学改革的不断深入，演示实验越来越受到人们重视。
二、演示实验和基础实验互为补充，为理论教学提供服务
我们应该本着强化基础实验，发展演示实验的教学理念，两者同步发展，各有侧重，互为补充，共同为提高大学物理教学质量服务。
加强基础实验不仅能训练学生的动手操作能力，而且能加深物理概念或定律建立过程的理解。对于在物理学发展史上非常重要的实验，我们应予以重视，这类实验操作的过程也是了解实验发展的历程，可以培养学生良好的科学素养。在实验过程中，应当让学生体会到，这些实验现在看来非常简单，但它的发展历程几经曲折，是前人集体智慧的结晶，而只有那些善于继承又勇于创新的科学家才能抓住机遇，做出突破性的贡献。
演示实验直观明了，不仅能活跃课堂气氛，而且能激发学生的学习兴趣和爱好，提高学生的观察能力和思维能力。对于大学物理教学中学生难以理解的部分，若是采用演示实验，将会达到良好的教学效果。譬如，力学部分物体转动定律学生不易理解，而之前的力学部分是学生熟悉的质点平动问题，这时候插入演示实验，对比平动和转动问题，让学生参与实验演示，形象体会二者之间的异同，学生更容易接受。再如热学部分，热学规律是统计规律，涉及的概念较抽象，课程中如演示加耳顿板实验，可以形象地说明热力学规律是对大量偶然事件整体作用的统计结果。
让学生在观察和动手操作中总结规律，将会达到事半功倍的效果。学生作为教学和实验操作的主体，在动手的过程中，不仅能掌握知识点，而且能学会观察和思考，这样既能增强教学效果，又能培养学生的观察能力、思考能力。
三、物理实验教学的发展方向
1.加强实验室建设
工欲善其事，必先利其器。校方首先应加强实验室硬件条件的建设，购置必要的实验仪器，以利于实验的顺利展开；其次，不断提升实验教师的专业素质，提高实验室软实力。实验室不是仅仅安排几个实验教师就可以的，为了使实验开设具有延续性，我们应该不断提高实验教师的专业素质，向深度和广度发展。
2.演示实验与课堂讲授相结合
演示实验具有直观形象的特点，可以化抽象为具体，化枯燥为生动，使得物理教学中难以理解的抽象概念和定律借助演示实验获得形象生动的图像，通过观察、分析和总结掌握物理规律，又可以活跃课堂气氛，促进学生思考。
教师可以根据课堂内容，制作一些简单的、易操作的演示仪器或利用实验室现有的实验仪器，开展基于课堂的演示实验，让学生参与演示操作，给学生留出观察和思考的时间。如电磁学的教学中，奥斯特实验和电磁感应实验均可以随堂演示。这样既可以调动学生的学习积极性，又可以促使学生仔细观察，相互讨论交流，总结规律，与教师的单纯叙述相比，效果要好得多。
3.充分发挥多媒体在教学中的作用
现代教育教学手段不断丰富，各种教学方法、教学手段互补，是现代教学的发展趋势。对于物理过程复杂且难以随堂演示的实验，可以利用丰富的教学资源展现出来，包括自制视频、演示动画、电视插播片等，既可以弥补随堂演示实验的不足，又可以活跃课堂气氛。如对驻波的形成及特性分析，单缝夫琅和费衍射中子波概念的引入，等等。还可以结合仿真，给出物理各参数之间的关系，如矩孔的衍射实验，改变矩孔的宽度，其仿真结果效果会更好。
4.积极建设研究性开放实验室
我校物理实验教学组专门开设了一间研究性开放实验室，里面包括基础物理中四大力学（力学、热学、电磁学和光学）的内容。包括一些购置的仪器，学生和教师制作的简单仪器，某些仪器的零配件和残件。实验室由专门的教师负责日常维护，学生只需通过申请便可自行操作或使用实验室的仪器，研究自己感兴趣的课题。也可以在教师的指导下，利用开放实验室，对教师申请项目的子课题进行独立研究。
我校开展了“大学生课外学术科技作品竞赛”、“创新性实验计划”、“挑战杯”等课外科技活动中，来自不同学院的参赛学生利用研究性开放实验室进行科学研究，取得了喜人的成果。
四、结语
演示实验具有直观形象的特点，可以化抽象为具体，化枯燥为生动，使得物理教学中难以理解的抽象概念和定律借助演示实验，获得形象生动的图像，观察、分析和总结掌握物理规律可以活跃课堂气氛，促进学生思考。
在大学物理教学中加强演示实验是教学改革的必然趋势，是增强教学效果的重要手段。借助全国第十届大学物理演示实验会议2011年暑假在我校召开的这个机会，我校加强了演示实验的建设和开展，鼓励更多的老师和学生参与演示仪器的制作和演示实验的开展。
参考文献：
［1］郭奕玲，沈慧君.物理学史［M］.清华大学出版社，2005.
［2］路峻岭，陈信义.强化演示实验，开展大学物理研究型教学［J］.大学物理，2008，10，（5）：44-45.
［3］张三慧.大学物理［M］.清华大学出版社，2000.
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