孫瑞瑞 郭廣磊

摘 要 物理學是一門以觀察和實驗為基礎(chǔ)的科學，物理實驗在物理教學中起著舉足輕重的作用。大學物理是針對理工科專業(yè)（非物理專業(yè)）學生開設(shè)的一門物理課程。本文從大學物理教學過程中遇到的各種問題出發(fā)，結(jié)合探索與演示實驗在實際教學中的應用，對利用探索與演示實驗促進大學物理教學進行了初步探討和分析。

關(guān)鍵詞 大學物理教學 探討和分析 促進作用 探索與演示實驗

中圖分類號：G642文獻標識碼：A

0引言

物理學是一門以實驗為基礎(chǔ)的學科。在物理學漫長的發(fā)展歷程中，新的物理現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)、物理規(guī)律和物理定律的驗證都要以實驗為依據(jù)的。物理實驗是進行物理研究的一種基本方法，也是物理教學過程中的重要內(nèi)容和有效手段。物理學也是一門比較抽象的學科，單單靠課堂的理論講解不足以讓學生對理論得到充分的了解。探索與演示實驗給大家提供了一個更近距離接近物理原理的機會。探索與演示實驗具有典型性、趣味性、啟發(fā)性等優(yōu)點，可以將抽象的物理知識通過具體的物理實驗直觀地、形象地呈現(xiàn)出來，引導學生分析和觀察實驗現(xiàn)象，激發(fā)學生的學習興趣，有效地將物理理論知識和實踐結(jié)合起來，更好地促進大學物理課堂教學。

1傳統(tǒng)大學物理教學中存在的問題

大學物理課程是為理工科專業(yè)（非物理專業(yè)）學生開設(shè)的一門公共基礎(chǔ)課。傳統(tǒng)的大學物理教學方法是指教師按照教學大綱要求，講授其中的全部內(nèi)容。通常情況下，教師在講課的過程中都盡可能地將每個概念和定律所涉及的內(nèi)容都講給學生，并且在課堂上盡可能生動地講授自己準備的內(nèi)容。學校不同，教學的效果和遇到的問題也不同。根據(jù)我在本校大學物理教學過程中，發(fā)現(xiàn)主要存在以下幾個問題：

（1）在上課過程中，我常常發(fā)現(xiàn)自己在課堂上已經(jīng)講的很清楚的概念和題目，只要題目稍微發(fā)生變化，學生就表現(xiàn)出來不知所措。即使我在課堂上已經(jīng)講過的問題，讓學生重新做的話，也會存在很多問題。出現(xiàn)這類問題的主要原因是對物理規(guī)律理解不深刻，不透徹。

（2）在教學方法上，是注入式、滿堂灌，只研究教師如何“教”，不重視學生如何“學”，往往這種教學方法，會使得課堂非常的枯燥無味，學生沒有興趣聽，教師也覺得非常累，教學效果也不好;

（3）在教學形式上，只有課堂一個渠道，教學形式單一化、模式化，忽略因材施教和借助課堂外的其它渠道;

（4）在師生關(guān)系上，重視教師的主導作用，忽略學生的能動作用，主要是以教師為主，學生為輔的教學模式。老師一味地傳授知識，學生一味地被動接受。這種教學模式的教學效果非常差，學生會喪失對知識的求知欲，老師也會覺得上課沒有干勁。

2探索與演示實驗對課堂教學的促進作用

（1）探索與演示實驗可以培養(yǎng)學生的學習興趣。興趣是最好的老師。心理學研究發(fā)現(xiàn)：學生在充滿興趣的狀態(tài)下學習時，注意力往往會更加容易集中，觀察和記憶力更強，想象力更豐富，精神會更加飽滿地投入到學習中去，此時會表現(xiàn)出更強的積極性和創(chuàng)造性。

（2）探索與演示實驗可以將老師要講的內(nèi)容以客觀現(xiàn)實的形式展現(xiàn)在學生面前。將大學物理課程中大部分非常抽象的概念和規(guī)律生動有趣地展示給學生，這是僅僅靠課堂教學和多媒體演示難以達到的。通過探索與演示實驗，可以讓學生逐漸地從被動接受轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W習;從單純的概念和原理轉(zhuǎn)變?yōu)榫唧w實踐;課堂上，老師可以邊講解，邊進行實物演示，讓學生在學習的過程中使得抽象的概念變得更加具體化。

（3）通過探索與演示實驗教學，實現(xiàn)教與學的互動，充分發(fā)揮學生的主觀能動作用。逐步改變傳統(tǒng)的演示實驗，就是教師演示，學生只看不參與。真正有效的課堂演示實驗，應該讓所有的學生積極參與到實驗中去，讓學生自己動手，教師在旁邊進行指導，培養(yǎng)學生的實際操作能力。通過實際的操作，提高了學生的動手實踐能力，也可以加深學生對物理概念和規(guī)律的理解，提高教學效果。

（4）通過觀看探索與演示實驗走廊科技展板，可以讓同學們置身于物理知識及應用的海洋中，讓他們不再感覺到物理的枯燥無味，而是感受到物理的博大精深，而且和我們的日常生活息息相關(guān)。通過場景，潛移默化，激發(fā)學生的學習動機，樹立正確的學習觀念和工作觀念。

3探索與演示實驗的應用舉例

我校探索與演示實驗室目前大約有100多個演示實驗項目，涵蓋力學、熱學、光學及電磁學各類演示項目，其中有許多像法拉第籠、靜電高壓、偏振光立體電影等大型的演示儀器。根據(jù)教學方法的不同，可以將探索與演示實驗分為兩大類：演示實驗走廊和探索與演示實驗室。在教學過程中，探索與演示實驗室和演示實驗走廊積極面向全院師生免費開放。演示實驗走廊主要展示一些物理實驗室及演示實驗中具有典型意義的，且與生活緊密相關(guān)的一些實驗現(xiàn)象，通過視頻或者圖片的形式展現(xiàn)給學生，如：花樣滑冰，神州飛船、紅綠立體圖等。通過演示可以把物理現(xiàn)象清晰地展示給學生，引導學生對豐富多彩的物理現(xiàn)象進行觀察和探索，幫助學生理解物理概念和規(guī)律，提高學習興趣，激發(fā)學生的探索熱情，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識。在教學過程中，將知識講解、現(xiàn)象演示和知識探索有機結(jié)合起來，從多方面促進學生思考學習。下面以大型法拉第籠為例說明如何利用探索與演示實驗促進課堂教學。

在大型法拉第籠實驗中，實驗教師先向同學們講解法拉第籠的實驗原理，然后講解實驗過程中的注意事項，最后讓同學親自參與實驗。大型法拉第籠演示儀器如圖1所示。

（1）法拉第籠的實驗原理為：法拉第籠是由金屬或者良導體組成的籠子，包括籠體、高壓電源、電壓演示器和控制部分。當導體達到靜電平衡時，整個導體連同表面形成一個等勢體。處于靜電平衡的導體殼，如果內(nèi)部沒有電荷，那么感應電荷將只分布在導體殼的外表面。實驗過程中，當高壓電源通過限流電阻將10萬伏直流高壓輸送給放電桿，高壓放電桿靠近金屬籠，放電桿距離籠體10cm，出現(xiàn)放電火花。因法拉第籠處于良好的接地狀態(tài)，根據(jù)靜電平衡條件，籠體連同表面是一個等勢體。當人進入籠體后關(guān)閉籠門，操作員接通電源，用發(fā)電桿進行發(fā)電演示。這時即使籠內(nèi)人員將手緊貼著籠壁，使放電桿向手指放電，籠內(nèi)人員不僅不會觸電，還能感覺到電子風的清涼感覺。這是因為此時整個籠體連同人體是一個等勢體，沒有強電流通過身體，不會有觸電感覺。

（2）實驗過程中的注意事項：籠內(nèi)實驗者可用手觸摸法拉第籠的放電部位，但要將手平方，不要用力按，更不要用指尖按;關(guān)閉高壓電源后，務必用高壓桿與法拉第籠充分放電后打開籠門。

（3）讓同學們親自參與演示實驗，觀看實驗現(xiàn)象：選擇同學們中5-7人進入法拉第籠，關(guān)好籠門，合上控制面板上的電源開關(guān)，按住升壓按鈕使之升壓，大約升到30到40千伏停止升壓，觀察者在看到放電電弧的同時，可以聽到強烈的放電聲;當操作者手持高壓桿接近籠壁，可以看到高壓桿的前端與籠壁發(fā)生劇烈放電，弧長可達到15-20cm;籠內(nèi)實驗者可以用手輕輕觸摸法拉第籠內(nèi)側(cè)的放電部位，除有微熱感外，實驗者安然無恙;按“降壓按鈕”，使電壓降到零，然后斷開電源;用高壓桿接觸法拉第籠，使之充分放電，再讓實驗者走出法拉第籠，實驗結(jié)束。

演示實驗結(jié)束后，可以讓同學們相互討論，發(fā)表一下自己的感受。通過這個演示實驗，可以將物理理論知識和實驗很好地結(jié)合起來。不僅可以激發(fā)同學們的學習熱情，也可以讓同學們更好地理解理論知識。最后，再根據(jù)這個實驗聯(lián)系一下實際生活中的鮮活例子。例如：高壓作業(yè)工人。高壓作業(yè)工人的防護服就是用金屬材料制成的防護服，接觸高壓線時形成等電位，人體內(nèi)沒有電流通過，起到保護作用。

4結(jié)語

在大學物理教學中，探索與演示實驗可以把抽象的知識以直觀形象的方式展示給學生，有助于學生分析和觀察實驗現(xiàn)象。把理論知識和實際應用結(jié)合起來，激發(fā)學生的好奇心、創(chuàng)新意識，對促進課堂教學將起到很大促進作用。

基金項目：“河南省自然科學基金項目”（172102210404，16A140012）。

作者簡介：孫瑞瑞（1984-），女，河南許昌人，洛陽理工學院講師。

參考文獻

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