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試論工科大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索論文
論文摘要：工科大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是一門基礎(chǔ)課程，其中大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)的建立和發(fā)展在培養(yǎng)工科學(xué)生認(rèn)知能力、實(shí)踐動(dòng)手能力有著非常重要的作用。著重探索了大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)在工科物理教學(xué)中的特點(diǎn)和注意事項(xiàng)，以及針對工科大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方法探索。
論文關(guān)鍵詞：大學(xué)物理；演示實(shí)驗(yàn)；教學(xué)探索
由于工科對學(xué)生動(dòng)手能力要求的特殊性，對大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)提出了更高的要求。通過大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新性思維。
大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)是物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一個(gè)非常重要環(huán)節(jié)，其中包含力熱光電等70多個(gè)大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，這些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與自然界中存在的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，以及人類的生活環(huán)境是息息相關(guān)的。許多項(xiàng)目是利用物理學(xué)基本原理結(jié)合創(chuàng)造性思維設(shè)計(jì)制作出來的，集知識性和趣味性于一體，既有古老的經(jīng)典演示實(shí)驗(yàn)，如高壓靜電、海市蜃樓等，又有融合多種現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的演示探索實(shí)驗(yàn)，如3D影視、超導(dǎo)磁懸浮等，能適應(yīng)不同專業(yè)的學(xué)生對物理實(shí)驗(yàn)的不同要求。所開設(shè)的內(nèi)容都是經(jīng)過精心組織設(shè)計(jì)的，由小到大、由易到難，都能在本實(shí)驗(yàn)中激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，培養(yǎng)創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，適應(yīng)新時(shí)代對人才發(fā)展的更高需求。
一、工科開設(shè)大學(xué)物理演示的重要性
物理實(shí)驗(yàn)是科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，同時(shí)也體現(xiàn)了大多數(shù)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的共性，在實(shí)驗(yàn)思想、實(shí)驗(yàn)方法以及實(shí)驗(yàn)手段等方面是各學(xué)科科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)。但是，對于不同專業(yè)、不同學(xué)科層次的學(xué)生不能一概而論，應(yīng)掌握其自身特點(diǎn)，分別明確教學(xué)目標(biāo)和任務(wù)。對于工科類學(xué)生，應(yīng)側(cè)重實(shí)驗(yàn)方法手段的探索，增強(qiáng)其應(yīng)對實(shí)際問題的能力，積極培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識；對于理科類學(xué)生，應(yīng)側(cè)重實(shí)驗(yàn)理論方面的推導(dǎo)，逐漸培養(yǎng)其科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度，同時(shí)也能增加他們的理論聯(lián)系實(shí)際的能力；對于文科類及其他學(xué)科的學(xué)生，應(yīng)側(cè)重實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的感官認(rèn)識，通過親身感受豐富多彩的演示實(shí)驗(yàn)，促進(jìn)唯物主義世界觀的形成，增強(qiáng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，培養(yǎng)務(wù)實(shí)、不浮躁的精神。
針對工科學(xué)生開設(shè)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，一共兩個(gè)學(xué)期，每個(gè)學(xué)期8個(gè)實(shí)驗(yàn)，都非常經(jīng)典、針對性很強(qiáng)，而且又是與大學(xué)物理課同步進(jìn)行，使學(xué)生受益匪淺。實(shí)驗(yàn)教學(xué)更有利于學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)。如何把創(chuàng)新教育滲透到物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，最大程度上發(fā)揮物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用，很大程度上取決于工科物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)和安排，以及實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的選擇，即取決于工科物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式。其中演示實(shí)驗(yàn)在工科物理教學(xué)中的地位是十分重要的，因?yàn)榇髮W(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)有著其他輔助教學(xué)手段不可替代的作用。首先一點(diǎn)就是直觀性，通過演示實(shí)驗(yàn)，有利于幫助學(xué)生直觀、形象地理解物理現(xiàn)象的變化規(guī)律，形成正確的物理概念，清晰地揭示物理規(guī)律，啟發(fā)學(xué)生思維，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣和求知欲望。其次，大學(xué)物理是一門自然科學(xué)，也就是與我們的生活息息相關(guān)的一門學(xué)科，而大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)恰恰能夠把物理學(xué)中經(jīng)典的理論知識通過趣味性的演示實(shí)驗(yàn)展示給大家，做完演示實(shí)驗(yàn)后，能夠使大腦非常積極地建立物理概念，領(lǐng)會(huì)物理思想，增加對物理世界的求知欲，探索精神。對工科學(xué)生開設(shè)物理實(shí)驗(yàn)，拓展物理學(xué)的科學(xué)普及功能，讓工科學(xué)生學(xué)習(xí)一些與現(xiàn)代生活密切相關(guān)的物理學(xué)基本知識，感受大學(xué)物理學(xué)課本所講授的理論知識的體現(xiàn)和延伸。了解物理學(xué)與社會(huì)發(fā)展的動(dòng)態(tài)和密切關(guān)系，有利于更有效地提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)，在物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)起到潛移默化的作用。
二、開展工科大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方法
1.認(rèn)真選擇所要演示的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
演示實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的項(xiàng)目大概有70多項(xiàng)，那么在一次實(shí)驗(yàn)課達(dá)到非常好的教學(xué)效果，有精心選擇一些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為重點(diǎn)演示講解的，還有一些是一般講解的，剩下的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目是由學(xué)生自己通過摸索、實(shí)踐達(dá)到目的的。教師一定要時(shí)刻清楚自己所要表達(dá)的主題是什么，以一種什么樣的講解方式和演示方法是非常重要。不能在有限的時(shí)間內(nèi)范范介紹，弄得學(xué)生眼花繚亂，使學(xué)生抓不住重點(diǎn)，達(dá)不到鞏固或者建立正確物理圖像的目的。選擇一些典型的經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)詳細(xì)講解，而且能夠引起絕大多數(shù)同學(xué)興趣的實(shí)驗(yàn)，充分調(diào)動(dòng)他們的好奇心，通過教師提問式的引導(dǎo)，學(xué)生能夠更加清楚其中隱藏的物理概念，而且學(xué)生的思維得到了鍛煉，對于他們認(rèn)識世界、改造世界具有不可估量的益處，換句話說就是他們創(chuàng)新性思維的發(fā)展起到非常重要的作用。
2.讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體，提高學(xué)生的參與意識
興趣是最好的老師，作為一名演示實(shí)驗(yàn)的老師要充分利用學(xué)生對物理現(xiàn)象的好奇心、神秘感，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究動(dòng)機(jī)，充分調(diào)動(dòng)他們的參與性，使學(xué)生能夠用心思考，這是增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的演示實(shí)驗(yàn)都是教師操作、學(xué)生觀察，學(xué)生是被動(dòng)式學(xué)習(xí)，不利于學(xué)生思維的發(fā)展。讓學(xué)生來做演示實(shí)驗(yàn)，使他們有了表演和參與的機(jī)會(huì)，學(xué)生可以自主選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，也有了發(fā)揮自己潛能的條件。學(xué)生的積極性被調(diào)動(dòng)起來，教學(xué)的目的自然就達(dá)到了，而且事半功倍。
3.物理實(shí)驗(yàn)中有大量設(shè)計(jì)思想豐富的實(shí)驗(yàn)，在教師的引導(dǎo)中讓學(xué)生去體會(huì)創(chuàng)新的思想，培育創(chuàng)新意識與潛能
讓學(xué)生看到物理現(xiàn)象的同時(shí)，要合理地安排和引導(dǎo)學(xué)生，使他們對這個(gè)現(xiàn)象有一個(gè)合理的想象空間，讓他們通過更多的思考，逐漸真正地理解和掌握其中的道理。當(dāng)代的大學(xué)生應(yīng)成為具備堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)理論、較強(qiáng)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?chuàng)新精神的高素質(zhì)人才。在演示實(shí)驗(yàn)中教師應(yīng)該適當(dāng)?shù)靥峁┮恍┫嚓P(guān)科研領(lǐng)域的前沿問題，讓他們感受到科技的發(fā)展與他們是密切相關(guān)的，這樣能夠使他們跟上時(shí)代的脈搏。在教學(xué)過程中發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，讓他們在物理實(shí)驗(yàn)中從現(xiàn)象到本質(zhì)的認(rèn)知過程中進(jìn)行深入的體會(huì)，逐漸培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。
4.改革傳統(tǒng)的物理報(bào)告形式，建立多元實(shí)驗(yàn)考核方法
大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)不同于傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法，所以在寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告的時(shí)候，就需要另辟蹊徑，也就是不能按照原來的思維方式去寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。為了更好地發(fā)揮演示實(shí)驗(yàn)的益處，要求學(xué)生寫一個(gè)科普的小論文，這樣進(jìn)一步增加了他們的實(shí)驗(yàn)積極性，把他們的主動(dòng)性建立起來，對于他們在學(xué)術(shù)上的進(jìn)一步發(fā)展打下基礎(chǔ)。學(xué)生選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，著重介紹實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)操作步驟、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，重點(diǎn)要闡述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的形成原理，這是在課堂上要完成的。課后學(xué)生再寫一個(gè)科普小論文，充分發(fā)揮他們的想象力，使課堂上學(xué)到的知識在課后能夠更加系統(tǒng)化、全面化。不斷為學(xué)生創(chuàng)造平等、寬松的課堂教學(xué)氛圍，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力和創(chuàng)新意識。
三、實(shí)驗(yàn)教師的科學(xué)素質(zhì)培養(yǎng)
實(shí)驗(yàn)教師是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主導(dǎo)者，是衡量教學(xué)質(zhì)量好壞的關(guān)鍵。為適應(yīng)培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的需要，提高教師的業(yè)務(wù)水平是當(dāng)務(wù)之急。實(shí)驗(yàn)任課教師必須親自參加科學(xué)研究活動(dòng)，只有親自體驗(yàn)，才有可能在實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中找到最適合的教學(xué)方式，正確地引導(dǎo)學(xué)生對一個(gè)問題由淺入深的認(rèn)識，啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行探索性研究，對可能的影響因素做深入研究，而且通過參加教科研活動(dòng)和到其他高校去學(xué)習(xí)等手段，不斷吸收新知識，研究新問題，將現(xiàn)在最新的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想引入到實(shí)際教學(xué)過程中去。因此建立一支責(zé)任心強(qiáng)、業(yè)務(wù)水平高的物理實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員隊(duì)伍是非常關(guān)鍵和重要的。
四、總結(jié)
總之，工科學(xué)校開設(shè)大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)課是適應(yīng)培養(yǎng)跨世紀(jì)人才和素質(zhì)教育的要求，也是適應(yīng)現(xiàn)代化物理教學(xué)發(fā)展的要求。大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)在人才的創(chuàng)新能力和科學(xué)素質(zhì)培養(yǎng)中占有重要的地位，以后對大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改革，使之不斷完善以適應(yīng)更高的要求，不斷地提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。大學(xué)生已經(jīng)具備了較高的抽象思維能力，受過普通教育訓(xùn)練，具有一些社會(huì)經(jīng)驗(yàn)和獨(dú)立思考的能力，能夠向更高的思維層次上發(fā)展。在物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中，學(xué)生是主體，是大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)最終的體現(xiàn)者。作為一名合格的大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)的老師，必須認(rèn)真研究學(xué)生學(xué)習(xí)物理的認(rèn)知規(guī)律，分析和考查學(xué)生已經(jīng)具備物理的一些基本知識，使學(xué)生的認(rèn)知和教學(xué)更好地結(jié)合起來，這樣才能使大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)達(dá)到最終的教學(xué)目的。
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