大學物理演示實驗室建設探討

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大學物理演示實驗室建設探討

一、物理演示實驗室的建設

(一)教學內容建設

我校根據自身條件和需要建成了自己的演示實驗室,目前演示實驗室能開設70多項演示實驗項目,內容涉及力、熱、光、電磁、近代和綜合。實驗內容重視與物理理論知識點相結合,實驗原理主要為中學物理知識,部分涉及大學物理知識。主要有:1.剛體力學系列實驗,如可夫斯基凳、角動量合成轉臺等。2.振動與波系列實驗,如彈簧縱駐波、水駐波、聲懸浮等。3.流體力學系列實驗,如聽話小球、伯努利懸浮球等。4.經典系列實驗,如高壓放電、避雷針、怒發沖冠、法拉第籠等。5.電磁系列實驗,如跳環、洛倫茲力等。6.幾何光學系列實驗,如光學隱形、雙面鏡成像、窺視無窮等。7.波動光學系列實驗:光柵立體畫、光柵反射畫、白光全息圖等。

(二)教材和大綱建設

根據我校學生的實際情況,針對物理專業和非物理專業制定了教學大綱。根據演示實驗室現有的儀器編寫講義一部。對每個實驗分別按實驗目的、實驗原理、操作方法、注意事項幾個部分進行介紹。在論述上盡量避免繁雜的物理公式,力求深入淺出,多使用實物照片及其結構簡圖對物理演示實驗項目進行說明,使學生看得懂,會操作,以達到物理演示通識教育的目的。課程的目的和任務是通過直觀有趣的物理現象加深學生對物理理論的理解和掌握,使學生能將所學知識應用于實際當中,自己能制作出演示實驗小儀器。

(三)教學方法建設

采用探究模式和現象分析模式相結合的教學方式,讓學生成為演示實驗教學中的主角,充分調動學生的主觀能動性,采用多種演示形式。

1.導學系統演示。導學系統是廠家開發的演示視頻軟件,將演示的實驗項目分為“力和熱”、“振動和波”、“電磁學”、“光學”、“近代與綜合”及“物理百科”六個欄目。其演示內容包括目前實驗室尚不具備條件演示的實驗,學生可以提前通過導學系統觀看實驗,培養自學能力。

2.學生演示。對于個別簡單實驗,要求學生在預習的基礎上,自己演示實驗現象,分析實驗原理,并與現實生活結合,拓展其應用。教師進行補充,并有針對性地提出問題,為學生創造一個思考、探索的空間。

3.教師演示。對于操作比較復雜或危險系數較大的實驗,如磁懸浮、洛倫茲力演示、高壓電等,則需要在教師的講解和監督下完成。對于物理專業和非物理專業學生,教師在教學過程中應注意授課的深度和廣度的不同。對于物理專業學生,要盡量與大學物理知識和現代科技相結合,引導學生發表自己的看法、感想,并合理設置疑問,讓學生課下查閱資料,尋找答案,撰寫實驗報告。對于非物理專業學生,尤其是文科學生,主要引導其認真細致地觀察實驗現象,能夠應用所學物理知識解釋實驗現象,并聯系實際,闡述這一現象或原理在實際生活中的應用。

(四)考核方式建設

1.平時成績(10%)。主要考查學生的考勤及回答問題、動手操作情況。

2.實驗報告成績(50%)。針對課堂上演示的實驗項目,課后學生針對自己感興趣的實驗查閱資料,書寫實驗報告,自己設計實驗報告封皮,報告格式不限。但實驗報告中應包括實驗現象、實驗原理、知識拓展或實驗心得等。

3.期末成績(40%)。完成一篇小論文或動手制作演示儀器。

二、物理演示實驗室的開放

(一)對物理專業學生開放

傳統的“粉筆、黑板”講授模式使學生缺乏感性認識,對知識理解不透徹,學習積極性不高。演示實驗室按照大學物理課程知識點的分布,安排了一定數量的演示實驗,相信能夠激發學生的探索熱情和學習主動性。結合現代科技引入了3D影像系統、超導磁懸浮、激光琴、反射光柵立體畫、反射光柵變換畫、透射光柵立體畫等,讓學生了解物理知識與現代科技之間的密切聯系。在演示實驗過程中提出一些問題,讓學生自行查找資料,進行解釋或假設,針對大家的答案展開討論,去偽存真。這樣既留給學生足夠的思考空間,又可以讓學生各抒己見,由被動學習變為主動探究。

(二)對非物理專業學生開設物理演示實驗公選課

其他專業的學生也需要了解自然科學知識,拓寬知識面,提高科學素養。因此,可以根據學生的愛好開設物理演示公選課。教學方式主要以教師演示為主,邊講解,邊設疑,引發學生思考,對生活中涉及到的該演示實驗原理的諸多現象加以舉例、拓展,使學生了解現象背后的本質,從而使物理理論變得具體生動,真正做到從實踐中來、到實踐中去。

(三)對參加繼續教育和實驗培訓的中學物理教師開放

我校每到暑期都會開設繼續教育班,教育局還會定期安排周邊縣市中學物理教師來我校進行實驗課程培訓,屆時演示實驗將作為一門課程進行開放。

(四)面向周邊中小學開放

物理演示實驗室可利用周末或寒暑假適當面向周邊中小學開放,從而提高演示實驗室的開放率,更好地發揮其示范和輻射作用,將教育社會化,且能擴大演示實驗室的影響,為其走上可持續發展之路奠定基礎。

作者:劉什敏 單位:伊犁師范學院物理科學與技術學院

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