浅议基于演示实验的物理课堂教学

浅议基于演示实验的物理课堂教学

1.引言
　　
　　物理学本质上是一门实验科学。《大学物理》是理工科院校的一门核心的公共基础课程,其作用在于让学生学习必要的物理知识,为后续专业基础乃至专业课程的学习打好基础,同时通过本课程的教学可以培养学生分析问题、解决问题的能力和创新能力。物理演示实验在物理教学中起着学生进行科学思维训练,培养学生观察能力,实验能力和创造能力的重要作用。在实际的物理教学中,将物理演示实验有机融入大学物理课堂教学,倡导学生通过体验学习过程掌握学习方法,学会观察现象、收集信息、提出问题,提高分析处理、归纳创新等综合能力。基于物理演示实验的课堂教学,有助于学生学会如何把被动接受学习变主动学习。
　　
　　2.课堂教学结合演示验证性实验,学会观察方法,培养科学思维能力
　　
　　物理知识来源于丰富的自然和生活,在课堂内外,学生必须学会从对生活和实验现象的观察中获取信息。课堂上讲授物理定律、物理规律时,采取由现象提出问题,通过分析问题引出“新”的概念,然后通过讨论得出解决问题的方法和途径,最后是理论联系实际,即应用“新”的理论知识解决问题。为激发学生的学习兴趣,把物理定律的验证性演示实验和教学内容有机融合在一起,课堂教学收到了良好的教学效果。首选的演示内容,要考虑利用极其常见的演示现象,在这些演示中教师要注意挖掘、启发潜在的教育因素,让学生觉得身边就蕴涵着大量的物理知识,使他们意识到观察生活现象的趣味性和重要性,掌握通过大量观察获取知识的方法。
　　
　　3. “以学生为中心”的演示实验,让学生领会、运用科学实验方法研究物理问题
　　
　　掌握实验方法是物理学从经验走向科学的重要标志和转折点。 在物理学习中,实验既是学习内容,也是重要的学习方法。在中学阶段,由于应试教育的原因,学生就开始接触的演示实验,多数学生是按照教师要求的步骤完成,学生处于被动地位。所以大学物理演示教学中,应以学生为中心,让学生参与设计并亲自动手做实验,让学生充分了解实验的内容,加深理解物理概念和规律,巩固知识,培养实事求是的科学态度和科学实验方法。通过实验,让学生掌握这种科学的定性半定量的实验方法。例如,学生在掌握理论知识和实验原理的基础上,教师可利用演示做引导,让学生做一个探究性的演示实验,允许学生用不同的器材、不同的实验步骤进行实验,实验前创设实验问题,实验过程中学生需要在各种因素中进行取舍,对所得信息进行筛选,最后,再让学生回顾、评价整个实验过程,并用实验结论来分析、解决疑问,在整个实验过程中,让学生做到“有问题思考,有问题提出,有问题解决”。这样的演示教学实际上蕴涵了对学生进行实验方法的教育,起到了以演示实验激发学生探究的热情和动机。
　　
　　4.通过演示实验激发学生的学习兴趣、增强学习动机
　　
　　从心理学的角度讲,兴趣和动机是激发学生学习的最大动力。在中学阶段,学生对物理事物和现象本身的新、奇、美感到有趣,容易通过简单现象激发他们的直接兴趣;大学阶段,他们对物理现象的兴趣并满足于表面的有趣,更需要从物理世界中体会到理论知识的应用,这样才能激发他们努力学习物理的志向。因此,大学物理演示教学必须研究、探索与学生心理发展规律相适应的因素,使学生形成内在的、稳定的学习兴趣和动机。在大学物理课堂教学中,存在着课堂听课效率不高的现象,出现这些现象的一个主要原因是学生没有形成强烈的学习动机。利用外部因素激发学生学习兴趣、提高其动机水平非常重要,方法手段也很多,演示实验便是其中最为直观方便的一种。通过多媒体动画演示或动手演示实验后,学生就会对实验中产生的现象、问题有了探索、研究的动机,接下来就会产生分析问题和解决的问题的强烈愿望。这样学生的求知愿望、动机水平、主动性就得到了真正的加强。同时,这也要求教师在演示实验教学中,根据学生的兴趣水平不断地改进演示的内容和方式,向纵深方向引导深化,使学生形成一种长期稳定的间接兴趣。例如角动量守恒演示实验,学生就很容易理解陀螺为什么能够稳定旋转的原因。另外,一些前沿的、高端的技术,例如全息照相、激光器的应用、光栅等若能进入演示课堂,学生就会从较高起点进入大学物理演示实验,一步一步走向科学的殿堂。这些与实际紧密相连的演示项目,会使学生从实验中认识到物理知识在生产生活中的作用,自然就会对物理学习产生内在的兴趣与动机。
　5.结合演示实验,加强工程模型的建立,有助于学生理论联系实际
　　
　　演示实验是建立物理概念和规律,理解和掌握物理知识的重要手段。演示实验重现物理现象,使得抽象的物理概念更加具体、形象,可以帮助学生进一步理解概念。物理学中,一些物理概念比较抽象、物理过程比较复杂等,这些教学内容只靠教师在有限的理论课堂上讲解,并不一定能使学生真正理解、消化、吸收。比如,对于转动惯量这个概念,由于质量比较直观、可以测量,而转动惯量的定义就比较抽象、且需实验测定,所以部分学生觉得很难形成深刻印象。但在演示室,学生坐在茹可夫斯基转椅上,在手握和不握哑铃两种状态下,只要通过伸开双臂和收拢双臂,便可直观感受角速度的变化,不仅使学生观察到了物体角动量守恒现象,而且加深了对转动惯量概念的理解,从而突破了理论课的教学难点。同时,教师要适时地结合教学难点把矛盾转化为一个悬念问题,这时,学生的思维最活跃,能引起他们的共鸣。例如,在上面的演示实验基础上,老师若紧接着提出:舞蹈演员在舞台上动作如何?演员由张臂旋转变为抱臂旋转的旋转速度有何变化?一个看似平淡的演示实验却能启发学生积极思考,把所学知识与实际生活联系在一起,促进学生认知结构的建立和转化,以期达到对学过的知识理解巩固,调动学生所有的感知功能,最大限度的提高物理教学效果及学习效率。另一方面,根据实际情况,为了使学生更好的应用所学物理知识去解决实际问题,我们创建了多方位的课外作业:减少常规作业,而对力学、电磁学、气体动力学理论、热力学、光学等各章节,都以实际工程背景为模型,研究和总结了一系列工程习题作为学生的作业。这些与工程模型相关的习题,有效地弥补了不适合在课堂演示的应用性演示实验的不足,极大地拓宽了学生的知识面,让学生了解物理知识在各个工程领域的实际应用。

　　
　　6.培养学生的质疑精神,促进师生关系和谐发展
　　
　　和谐的师生关系是良好课堂教学效果的基础,它对学生的发展起到重要作用。所以,在教学中,不能忽视学生的主体能动性,也不能过分放任学生个性发展而忽视教师的组织引导. 演示实验在促进师生关系发展方面,既能够关注学生的主体性,又能体现教师的组织引导作用,做到:以教师为主导,以学生为主体.学习物理知识的过程本身就是不断学习,不断探索,不断创新的过程,因此,在物理教学中组织学生进行发明创造的思维训练,对待问题要有质疑的态度,鼓励学生大胆地从多角度、多方位去猜想、去发现问题,促进学生的知识的迁移。
　　
　　7.结束语
　　
　　演示实验对于物理课堂教学有着重要的辅助作用,为了能够充分发挥其潜在的教育教学功能,教师还需要从建设、管理和教学等多方面对物理演示实验进行深入的探讨,把演示实验与大学物理教学紧密结合起来。
　　
　　参考文献:
　　[1] 陈熙谋. 物理演示实验[J]. 高等教育出版社. 1981,141-142
　　[2] 陈友强. 实验室科学(增刊).2008年10月, 18-19
　　[3] 康颖. 大学物理 [M].北京:科学出版社,2006
　　
　　作者简介:陈振岗(1980- ),男,河北吴桥县,泊头职业学院,主要从事基础教学及科研工作。

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