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試論工科大學(xué)物理演示實(shí)驗教學(xué)探索論文
論文摘要：工科大學(xué)物理實(shí)驗是一門(mén)基礎課程，其中大學(xué)物理演示實(shí)驗的建立和發(fā)展在培養工科學(xué)生認知能力、實(shí)踐動(dòng)手能力有著(zhù)非常重要的作用。著(zhù)重探索了大學(xué)物理演示實(shí)驗在工科物理教學(xué)中的特點(diǎn)和注意事項，以及針對工科大學(xué)物理演示實(shí)驗的教學(xué)方法探索。
論文關(guān)鍵詞：大學(xué)物理；演示實(shí)驗；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)驗的教學(xué)提出了更高的要求。通過(guò)大學(xué)物理實(shí)驗的學(xué)習，培養學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng )新性思維。
大學(xué)物理演示實(shí)驗是物理實(shí)驗教學(xué)的一個(gè)非常重要環(huán)節，其中包含力熱光電等70多個(gè)大學(xué)物理演示實(shí)驗項目，這些實(shí)驗項目與自然界中存在的實(shí)驗現象，以及人類(lèi)的生活環(huán)境是息息相關(guān)的。許多項目是利用物理學(xué)基本原理結合創(chuàng )造性思維設計制作出來(lái)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，如高壓靜電、海市蜃樓等，又有融合多種現代科學(xué)技術(shù)的演示探索實(shí)驗，如3D影視、超導磁懸浮等，能適應不同專(zhuān)業(yè)的學(xué)生對物理實(shí)驗的不同要求。所開(kāi)設的內容都是經(jīng)過(guò)精心組織設計的，由小到大、由易到難，都能在本實(shí)驗中激發(fā)學(xué)生學(xué)習物理的興趣，培養創(chuàng )新意識和創(chuàng )新能力，適應新時(shí)代對人才發(fā)展的更高需求。
一、工科開(kāi)設大學(xué)物理演示的重要性
物理實(shí)驗是科學(xué)實(shí)驗的基礎，同時(shí)也體現了大多數科學(xué)實(shí)驗的共性，在實(shí)驗思想、實(shí)驗方法以及實(shí)驗手段等方面是各學(xué)科科學(xué)實(shí)驗的基礎。但是，對于不同專(zhuān)業(yè)、不同學(xué)科層次的學(xué)生不能一概而論，應掌握其自身特點(diǎn)，分別明確教學(xué)目標和任務(wù)。對于工科類(lèi)學(xué)生，應側重實(shí)驗方法手段的探索，增強其應對實(shí)際問(wèn)題的能力，積極培養他們的創(chuàng )新意識；對于理科類(lèi)學(xué)生，應側重實(shí)驗理論方面的推導，逐漸培養其科學(xué)嚴謹的學(xué)習態(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(lèi)及其他學(xué)科的學(xué)生，應側重實(shí)驗現象的感官認識，通過(guò)親身感受豐富多彩的演示實(shí)驗，促進(jìn)唯物主義世界觀(guān)的形成，增強科學(xué)實(shí)驗的基礎，培養務(wù)實(shí)、不浮躁的精神。
針對工科學(xué)生開(kāi)設的大學(xué)物理實(shí)驗，一共兩個(gè)學(xué)期，每個(gè)學(xué)期8個(gè)實(shí)驗，都非常經(jīng)典、針對性很強，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)驗教學(xué)更有利于學(xué)生創(chuàng )新能力和實(shí)驗能力的培養。如何把創(chuàng )新教育滲透到物理實(shí)驗教學(xué)中，最大程度上發(fā)揮物理實(shí)驗教學(xué)的作用，很大程度上取決于工科物理實(shí)驗教學(xué)內容的設計和安排，以及實(shí)驗教學(xué)方法的選擇，即取決于工科物理實(shí)驗的教學(xué)模式。其中演示實(shí)驗在工科物理教學(xué)中的地位是十分重要的，因為大學(xué)物理演示實(shí)驗有著(zhù)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(guān)性，通過(guò)演示實(shí)驗，有利于幫助學(xué)生直觀(guān)、形象地理解物理現象的變化規律，形成正確的物理概念，清晰地揭示物理規律，啟發(fā)學(xué)生思維，激發(fā)學(xué)生學(xué)習科學(xué)的興趣和求知欲望。其次，大學(xué)物理是一門(mén)自然科學(xué)，也就是與我們的生活息息相關(guān)的一門(mén)學(xué)科，而大學(xué)物理演示實(shí)驗恰恰能夠把物理學(xué)中經(jīng)典的理論知識通過(guò)趣味性的演示實(shí)驗展示給大家，做完演示實(shí)驗后，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(kāi)設物理實(shí)驗，拓展物理學(xué)的科學(xué)普及功能，讓工科學(xué)生學(xué)習一些與現代生活密切相關(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)驗教學(xué)起到潛移默化的作用。
二、開(kāi)展工科大學(xué)物理實(shí)驗的教學(xué)方法
1.認真選擇所要演示的實(shí)驗項目
演示實(shí)驗室內的項目大概有70多項，那么在一次實(shí)驗課達到非常好的教學(xué)效果，有精心選擇一些實(shí)驗項目為重點(diǎn)演示講解的，還有一些是一般講解的，剩下的實(shí)驗項目是由學(xué)生自己通過(guò)摸索、實(shí)踐達到目的的。教師一定要時(shí)刻清楚自己所要表達的主題是什么，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)間內范范介紹，弄得學(xué)生眼花繚亂，使學(xué)生抓不住重點(diǎn)，達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)驗詳細講解，而且能夠引起絕大多數同學(xué)興趣的實(shí)驗，充分調動(dòng)他們的好奇心，通過(guò)教師提問(wèn)式的引導，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，對于他們認識世界、改造世界具有不可估量的益處，換句話(huà)說(shuō)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)驗的老師要充分利用學(xué)生對物理現象的好奇心、神秘感，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣和探究動(dòng)機，充分調動(dòng)他們的參與性，使學(xué)生能夠用心思考，這是增強學(xué)生實(shí)踐能力的關(guān)鍵環(huán)節。傳統的演示實(shí)驗都是教師操作、學(xué)生觀(guān)察，學(xué)生是被動(dòng)式學(xué)習，不利于學(xué)生思維的發(fā)展。讓學(xué)生來(lái)做演示實(shí)驗，使他們有了表演和參與的機會(huì )，學(xué)生可以自主選擇實(shí)驗項目，也有了發(fā)揮自己潛能的條件。學(xué)生的積極性被調動(dòng)起來(lái)，教學(xué)的目的自然就達到了，而且事半功倍。
3.物理實(shí)驗中有大量設計思想豐富的實(shí)驗，在教師的引導中讓學(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)生看到物理現象的同時(shí)，要合理地安排和引導學(xué)生，使他們對這個(gè)現象有一個(gè)合理的想象空間，讓他們通過(guò)更多的思考，逐漸真正地理解和掌握其中的道理。當代的大學(xué)生應成為具備堅實(shí)的基礎理論、較強的科學(xué)實(shí)驗能力和創(chuàng )新精神的高素質(zhì)人才。在演示實(shí)驗中教師應該適當地提供一些相關(guān)科研領(lǐng)域的前沿問(wèn)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(guò)程中發(fā)揮學(xué)生的主觀(guān)能動(dòng)性，讓他們在物理實(shí)驗中從現象到本質(zhì)的認知過(guò)程中進(jìn)行深入的體會(huì )，逐漸培養學(xué)生發(fā)現問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。
4.改革傳統的物理報告形式，建立多元實(shí)驗考核方法
大學(xué)物理演示實(shí)驗不同于傳統的實(shí)驗方法，所以在寫(xiě)實(shí)驗報告的時(shí)候，就需要另辟蹊徑，也就是不能按照原來(lái)的思維方式去寫(xiě)實(shí)驗報告。為了更好地發(fā)揮演示實(shí)驗的益處，要求學(xué)生寫(xiě)一個(gè)科普的小論文，這樣進(jìn)一步增加了他們的實(shí)驗積極性，把他們的主動(dòng)性建立起來(lái)，對于他們在學(xué)術(shù)上的進(jìn)一步發(fā)展打下基礎。學(xué)生選擇實(shí)驗項目，著(zhù)重介紹實(shí)驗裝置、實(shí)驗操作步驟、實(shí)驗現象，重點(diǎn)要闡述實(shí)驗現象的形成原理，這是在課堂上要完成的。課后學(xué)生再寫(xiě)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，培養學(xué)生的獨立思考能力和創(chuàng )新意識。
三、實(shí)驗教師的科學(xué)素質(zhì)培養
實(shí)驗教師是實(shí)驗教學(xué)的主導者，是衡量教學(xué)質(zhì)量好壞的關(guān)鍵。為適應培養創(chuàng )新型人才的需要，提高教師的業(yè)務(wù)水平是當務(wù)之急。實(shí)驗任課教師必須親自參加科學(xué)研究活動(dòng)，只有親自體驗，才有可能在實(shí)驗教學(xué)活動(dòng)中找到最適合的教學(xué)方式，正確地引導學(xué)生對一個(gè)問(wèn)題由淺入深的認識，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(guò)參加教科研活動(dòng)和到其他高校去學(xué)習等手段，不斷吸收新知識，研究新問(wèn)題，將現在最新的實(shí)驗設計思想引入到實(shí)際教學(xué)過(guò)程中去。因此建立一支責任心強、業(yè)務(wù)水平高的物理實(shí)驗技術(shù)人員隊伍是非常關(guān)鍵和重要的。
四、總結
總之，工科學(xué)校開(kāi)設大學(xué)物理演示實(shí)驗課是適應培養跨世紀人才和素質(zhì)教育的要求，也是適應現代化物理教學(xué)發(fā)展的要求。大學(xué)物理演示實(shí)驗在人才的創(chuàng )新能力和科學(xué)素質(zhì)培養中占有重要的地位，以后對大學(xué)物理演示實(shí)驗進(jìn)行改革，使之不斷完善以適應更高的要求，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(guò)普通教育訓練，具有一些社會(huì )經(jīng)驗和獨立思考的能力，能夠向更高的思維層次上發(fā)展。在物理實(shí)驗的教學(xué)中，學(xué)生是主體，是大學(xué)物理演示實(shí)驗教學(xué)最終的體現者。作為一名合格的大學(xué)物理演示實(shí)驗的老師，必須認真研究學(xué)生學(xué)習物理的認知規律，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)生的認知和教學(xué)更好地結合起來(lái)，這樣才能使大學(xué)物理演示實(shí)驗達到最終的教學(xué)目的。
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