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摘要：

大學(xué)物理課程是工科高校的基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容，大學(xué)物理演示實驗是大學(xué)物理教學(xué)的重要組成部分。本文闡述了高校大學(xué)物理教學(xué)現(xiàn)狀，通過分析作者所在高校演示實驗的教學(xué)情況，探索演示實驗的新教學(xué)模式，充分發(fā)揮其對大學(xué)物理教學(xué)的輔助作用，優(yōu)化大學(xué)物理教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：

物理演示實驗；大學(xué)物理教學(xué)；輔助作用

引言

物理學(xué)是自然學(xué)科的帶頭學(xué)科，是當代技術(shù)發(fā)展的最重要基礎(chǔ)，其發(fā)展過程中形成的基本概念、基本理論、基本方法、基本實驗手段都已經(jīng)成為其他自然科學(xué)重要概念的基礎(chǔ)和研究的手段［1］。

1.大學(xué)物理教學(xué)現(xiàn)狀

目前，我國高等院校都已開設(shè)大學(xué)物理課程作為工科各專業(yè)重要的必修基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容。大學(xué)物理是學(xué)習(xí)各自然學(xué)科的基石，涵蓋了力、熱、光、電等多學(xué)科的核心內(nèi)容。其教學(xué)內(nèi)容量大，涉及學(xué)科領(lǐng)域較廣，教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)任務(wù)繁重。按照工科大學(xué)物理教學(xué)基本要求，大學(xué)物理的講授學(xué)時為126學(xué)時，但據(jù)了解，我國高校往往達不到這一標準。筆者學(xué)校為工科類高等院校，大學(xué)物理的講授學(xué)時為96學(xué)時，相較要求的標準少了30學(xué)時，共約占要求標準的72.6%。即便目前的學(xué)時量已經(jīng)很少，但仍面臨被縮減的命運。如何利用有限的課時講授好大學(xué)物理課程，保證教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)的效果已經(jīng)成為擺在我們面前的一個嚴峻問題。目前，大學(xué)物理的教學(xué)內(nèi)容以經(jīng)典理論、經(jīng)典的定理、定律為主。近代物理和前沿科技內(nèi)容較少，學(xué)生對近代物理部分內(nèi)容掌握得不好。例如量子力學(xué)抽象的概念、相對論內(nèi)容等，學(xué)生以往沒有接觸過這類內(nèi)容，勢必會不容易理解，如果能用簡單直觀的方式對近代物理抽象的定理定義進行合理解釋，則定能收取得事半功倍的效果。目前國內(nèi)外都已針對大學(xué)物理課程開設(shè)了大學(xué)物理演示實驗，該類實驗的設(shè)計簡單，演示現(xiàn)象明顯，演示原理、概念易于被學(xué)生感知、理解，因而能達到既縮短課時，又優(yōu)化教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果的目的。

2.大學(xué)物理演示實驗教學(xué)考核情況調(diào)查

筆者對自己所在高校進行了1個學(xué)期的大學(xué)物理演示實驗跟蹤調(diào)查，本校大學(xué)物理演示實驗以集中授課形式開展，每班每學(xué)期有2個學(xué)時課程，以學(xué)生觀看教師演示為主。演示實驗采用的考核方式為：學(xué)生在課后撰寫一篇自己感興趣的實驗題目的小論文。筆者通過學(xué)生撰寫論文的情況研究分析演示實驗在大學(xué)物理教學(xué)中所起到的積極輔助作用。對本學(xué)期一個組態(tài)包括4個自然班共173名學(xué)生的演示實驗課程小論文書寫情況進行研究統(tǒng)計分析，通過統(tǒng)計撰寫各論文題目的數(shù)目了解學(xué)生所感興趣的內(nèi)容和領(lǐng)域。排名第一位為3D電影，共48人，占總?cè)藬?shù)的27%；第二位為錐體上滾，共37人，占21%；第三位為黑洞、時空彎曲，共26人，占總?cè)藬?shù)的15%；剩下的依次排序為魚洗、普氏擺等。通過對上述演示實驗論文題目的統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對前沿科技、高新科技，更貼近現(xiàn)實生活的產(chǎn)業(yè)科技比較感興趣，例如3D電影，黑洞，時空彎曲等。對物理學(xué)科和多學(xué)科交叉領(lǐng)域具有濃厚興趣。筆者還對學(xué)生撰寫論文內(nèi)容進行了研究分析。分析顯示，學(xué)生在撰寫演示實驗論文時，會自覺查閱相關(guān)的中英文前沿科研文獻，掌握論文的書寫格式，提高自我科學(xué)認知能力，提升自我科研能力和科研水平。例如，學(xué)生撰寫3D影像技術(shù)論文時，針對3D技術(shù)這一物理前沿名詞進行深入挖掘，給出3D技術(shù)的起源、發(fā)展史及發(fā)展歷程，討論裸眼3D這個新科技概念，提出實現(xiàn)3D技術(shù)的各項優(yōu)缺點，討論該技術(shù)在現(xiàn)實生活中的實際應(yīng)用，即3D電影的商機，同時指出這一新科技存在的弊端：如容易引起疲勞、眼睛緊張、頭痛等，提出呼吁在追求科技創(chuàng)新和商業(yè)利益最大化的今天，應(yīng)更關(guān)注生命本身的科學(xué)價值觀。在論文中，學(xué)生顯露自己心聲，渴望走進真正的物理，渴望大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容不再是一個個物理名詞、物理抽象符號、一系列數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)，渴望看到物理學(xué)的理論知識更多地應(yīng)用于實踐中。總之，大學(xué)物理演示實驗具有把復(fù)雜的物理理論用簡單的演示實驗詮釋出來的獨特優(yōu)勢。演示實驗?zāi)軐W(xué)生以往的記憶性知識和生活所感所見相結(jié)合，從而有效縮短學(xué)生理解抽象理論的時間，達到縮短課時、提高教學(xué)質(zhì)量的目的，更好地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，給學(xué)生更多學(xué)習(xí)的動力。我們要不斷完善大學(xué)物理演示教學(xué)，使之與理論課程相配合，不斷探索演示實驗教學(xué)新模式，充分發(fā)揮其輔助作用。

3.演示實驗新教學(xué)模式的探索創(chuàng)新

（1）講授理論課程中，加入與其相關(guān)的演示性實驗。例如講授導(dǎo)體靜電屏蔽的尖端放電內(nèi)容時，可以把尖端放電組合儀器拿到課堂上進行演示，讓學(xué)生通過感官實際理解尖端放電效應(yīng)，了解尖端放電效應(yīng)在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用（避雷針、靜電除塵等）。找出學(xué)生感興趣的點，更好地激發(fā)其好奇心與求知欲。

（2）將演示實驗課程制作成慕課微小視頻，在課堂上播放，或者上傳到教務(wù)處網(wǎng)站上，或者分享到與學(xué)生共建的網(wǎng)絡(luò)平臺上，還可將與演示實驗相關(guān)的文獻、視頻上傳，以方便學(xué)生查閱和下載，從而能夠讓學(xué)生在較短時間內(nèi)更深入地理解抽象的物理科學(xué)理論。

（3）開放實驗教學(xué)，營造自由開放的研究氛圍，建立容忍失敗的創(chuàng)新文化。將演示實驗室定時開放，讓有興趣的學(xué)生有充分的時間觀察研究在實驗課上沒有操作過的實驗，為學(xué)生營造自由的創(chuàng)新研究環(huán)境。

（4）加強演示實驗網(wǎng)絡(luò)空間的建設(shè)，使網(wǎng)絡(luò)空間成為學(xué)生獲取知識的有效途徑，現(xiàn)代大學(xué)生本身對電子產(chǎn)品和互聯(lián)網(wǎng)利用率較高，對其有濃厚興趣，可以利用學(xué)生的這一特征建設(shè)演示實驗網(wǎng)絡(luò)空間，實現(xiàn)網(wǎng)上預(yù)約實驗室，可在校園網(wǎng)絡(luò)平臺上實現(xiàn)預(yù)約［2］。還可利用手機下載客戶端預(yù)約軟件APP，或建立演示實驗微信公眾號完成演示實驗室的預(yù)約，以達到節(jié)約時間、提高效率、節(jié)省人員開資的目的。

（5）提倡多元演示實驗考核辦法。演示實驗的課后考核多以書寫實驗報告、論文形式為主。書寫實驗報告有利于學(xué)生掌握實驗原理、實驗過程撰寫小論文，能夠提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題積極查閱文獻，掌握撰寫論文格式等能力。然而，我們不提倡采用單一的考核方式，而是采用書寫和操作相結(jié)合的多元實驗考核方式，從而達到更好的教學(xué)效果。

4.結(jié)語

物理學(xué)本身就是一門實驗科學(xué)，所有自然學(xué)科都離不開實驗基礎(chǔ)，實驗是科學(xué)理論的基礎(chǔ)和檢驗標準，是修正理論錯誤的依據(jù)，是發(fā)現(xiàn)新理論的起點［3］。因此，我們要把演示實驗課程與大學(xué)物理理論課程有機結(jié)合起來，充分發(fā)揮演示實驗對物理課程的補充和輔助作用，秉承理論教學(xué)與實踐教學(xué)并重的教學(xué)理念，在授課中融入演示實驗，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)演示實驗教學(xué)模式，引入開放式實驗教學(xué)，創(chuàng)建演示實驗網(wǎng)絡(luò)平臺，提倡多元實驗考核辦法［4］。演示實驗具有現(xiàn)象直觀、操作簡單的特點，相信充分利用好演示實驗一定能優(yōu)化大學(xué)物理教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果，拓寬學(xué)生的視野，培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)素養(yǎng)，創(chuàng)新思維，以及對新時代科技前沿的敏銳觸角。

作者：郭曉嬌 單位：沈陽化工大學(xué)數(shù)理系

參考文獻：

［1］鄭文珍.工科大學(xué)物理教學(xué)與改革幾個兩難問題的分析與討論［J］.物理通報，2015（4）.

［2］金桂，黃小益.姚敏，等.在大學(xué)物理演示實驗教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力［J］.物理通報，2014（5）.

［3］張豐強，余仲秋.漫談物理學(xué)中的科學(xué)精神［M］.河南：河南人民出版社，2010.

［4］李賢麗，秦顯榮，牟海維，等.大學(xué)物理演示實驗教學(xué)模式的改革與實踐［J］.科教導(dǎo)刊，2013（4）.