孙瑞瑞 郭广磊

摘 要 物理学是一门以观察和实验为基础的科学，物理实验在物理教学中起着举足轻重的作用。大学物理是针对理工科专业（非物理专业）学生开设的一门物理课程。本文从大学物理教学过程中遇到的各种问题出发，结合探索与演示实验在实际教学中的应用，对利用探索与演示实验促进大学物理教学进行了初步探讨和分析。

关键词 大学物理教學 探讨和分析 促进作用 探索与演示实验

中图分类号：G642文献标识码：A

0引言

物理学是一门以实验为基础的学科。在物理学漫长的发展历程中，新的物理现象的发现、物理规律和物理定律的验证都要以实验为依据的。物理实验是进行物理研究的一种基本方法，也是物理教学过程中的重要内容和有效手段。物理学也是一门比较抽象的学科，单单靠课堂的理论讲解不足以让学生对理论得到充分的了解。探索与演示实验给大家提供了一个更近距离接近物理原理的机会。探索与演示实验具有典型性、趣味性、启发性等优点，可以将抽象的物理知识通过具体的物理实验直观地、形象地呈现出来，引导学生分析和观察实验现象，激发学生的学习兴趣，有效地将物理理论知识和实践结合起来，更好地促进大学物理课堂教学。

1传统大学物理教学中存在的问题

大学物理课程是为理工科专业（非物理专业）学生开设的一门公共基础课。传统的大学物理教学方法是指教师按照教学大纲要求，讲授其中的全部内容。通常情况下，教师在讲课的过程中都尽可能地将每个概念和定律所涉及的内容都讲给学生，并且在课堂上尽可能生动地讲授自己准备的内容。学校不同，教学的效果和遇到的问题也不同。根据我在本校大学物理教学过程中，发现主要存在以下几个问题：

（1）在上课过程中，我常常发现自己在课堂上已经讲的很清楚的概念和题目，只要题目稍微发生变化，学生就表现出来不知所措。即使我在课堂上已经讲过的问题，让学生重新做的话，也会存在很多问题。出现这类问题的主要原因是对物理规律理解不深刻，不透彻。

（2）在教学方法上，是注入式、满堂灌，只研究教师如何“教”，不重视学生如何“学”，往往这种教学方法，会使得课堂非常的枯燥无味，学生没有兴趣听，教师也觉得非常累，教学效果也不好;

（3）在教学形式上，只有课堂一个渠道，教学形式单一化、模式化，忽略因材施教和借助课堂外的其它渠道;

（4）在师生关系上，重视教师的主导作用，忽略学生的能动作用，主要是以教师为主，学生为辅的教学模式。老师一味地传授知识，学生一味地被动接受。这种教学模式的教学效果非常差，学生会丧失对知识的求知欲，老师也会觉得上课没有干劲。

2探索与演示实验对课堂教学的促进作用

（1）探索与演示实验可以培养学生的学习兴趣。兴趣是最好的老师。心理学研究发现：学生在充满兴趣的状态下学习时，注意力往往会更加容易集中，观察和记忆力更强，想象力更丰富，精神会更加饱满地投入到学习中去，此时会表现出更强的积极性和创造性。

（2）探索与演示实验可以将老师要讲的内容以客观现实的形式展现在学生面前。将大学物理课程中大部分非常抽象的概念和规律生动有趣地展示给学生，这是仅仅靠课堂教学和多媒体演示难以达到的。通过探索与演示实验，可以让学生逐渐地从被动接受转变为主动学习;从单纯的概念和原理转变为具体实践;课堂上，老师可以边讲解，边进行实物演示，让学生在学习的过程中使得抽象的概念变得更加具体化。

（3）通过探索与演示实验教学，实现教与学的互动，充分发挥学生的主观能动作用。逐步改变传统的演示实验，就是教师演示，学生只看不参与。真正有效的课堂演示实验，应该让所有的学生积极参与到实验中去，让学生自己动手，教师在旁边进行指导，培养学生的实际操作能力。通过实际的操作，提高了学生的动手实践能力，也可以加深学生对物理概念和规律的理解，提高教学效果。

（4）通过观看探索与演示实验走廊科技展板，可以让同学们置身于物理知识及应用的海洋中，让他们不再感觉到物理的枯燥无味，而是感受到物理的博大精深，而且和我们的日常生活息息相关。通过场景，潜移默化，激发学生的学习动机，树立正确的学习观念和工作观念。

3探索与演示实验的应用举例

我校探索与演示实验室目前大约有100多个演示实验项目，涵盖力学、热学、光学及电磁学各类演示项目，其中有许多像法拉第笼、静电高压、偏振光立体电影等大型的演示仪器。根据教学方法的不同，可以将探索与演示实验分为两大类：演示实验走廊和探索与演示实验室。在教学过程中，探索与演示实验室和演示实验走廊积极面向全院师生免费开放。演示实验走廊主要展示一些物理实验室及演示实验中具有典型意义的，且与生活紧密相关的一些实验现象，通过视频或者图片的形式展现给学生，如：花样滑冰，神州飞船、红绿立体图等。通过演示可以把物理现象清晰地展示给学生，引导学生对丰富多彩的物理现象进行观察和探索，帮助学生理解物理概念和规律，提高学习兴趣，激发学生的探索热情，培养学生的创新意识。在教学过程中，将知识讲解、现象演示和知识探索有机结合起来，从多方面促进学生思考学习。下面以大型法拉第笼为例说明如何利用探索与演示实验促进课堂教学。

在大型法拉第笼实验中，实验教师先向同学们讲解法拉第笼的实验原理，然后讲解实验过程中的注意事项，最后让同学亲自参与实验。大型法拉第笼演示仪器如图1所示。

（1）法拉第笼的实验原理为：法拉第笼是由金属或者良导体组成的笼子，包括笼体、高压电源、电压演示器和控制部分。当导体达到静电平衡时，整个导体连同表面形成一个等势体。处于静电平衡的导体壳，如果内部没有电荷，那么感应电荷将只分布在导体壳的外表面。实验过程中，当高压电源通过限流电阻将10万伏直流高压输送给放电杆，高压放电杆靠近金属笼，放电杆距离笼体10cm，出现放电火花。因法拉第笼处于良好的接地状态，根据静电平衡条件，笼体连同表面是一个等势体。当人进入笼体后关闭笼门，操作员接通电源，用发电杆进行发电演示。这时即使笼内人员将手紧贴着笼壁，使放电杆向手指放电，笼内人员不仅不会触电，还能感觉到电子风的清凉感觉。这是因为此时整个笼体连同人体是一个等势体，没有强电流通过身体，不会有触电感觉。

（2）实验过程中的注意事项：笼内实验者可用手触摸法拉第笼的放电部位，但要将手平方，不要用力按，更不要用指尖按;关闭高压电源后，务必用高壓杆与法拉第笼充分放电后打开笼门。

（3）让同学们亲自参与演示实验，观看实验现象：选择同学们中5-7人进入法拉第笼，关好笼门，合上控制面板上的电源开关，按住升压按钮使之升压，大约升到30到40千伏停止升压，观察者在看到放电电弧的同时，可以听到强烈的放电声;当操作者手持高压杆接近笼壁，可以看到高压杆的前端与笼壁发生剧烈放电，弧长可达到15-20cm;笼内实验者可以用手轻轻触摸法拉第笼内侧的放电部位，除有微热感外，实验者安然无恙;按“降压按钮”，使电压降到零，然后断开电源;用高压杆接触法拉第笼，使之充分放电，再让实验者走出法拉第笼，实验结束。

演示实验结束后，可以让同学们相互讨论，发表一下自己的感受。通过这个演示实验，可以将物理理论知识和实验很好地结合起来。不仅可以激发同学们的学习热情，也可以让同学们更好地理解理论知识。最后，再根据这个实验联系一下实际生活中的鲜活例子。例如：高压作业工人。高压作业工人的防护服就是用金属材料制成的防护服，接触高压线时形成等电位，人体内没有电流通过，起到保护作用。

4结语

在大学物理教学中，探索与演示实验可以把抽象的知识以直观形象的方式展示给学生，有助于学生分析和观察实验现象。把理论知识和实际应用结合起来，激发学生的好奇心、创新意识，对促进课堂教学将起到很大促进作用。

基金项目：“河南省自然科学基金项目”（172102210404，16A140012）。

作者简介：孙瑞瑞（1984-），女，河南许昌人，洛阳理工学院讲师。

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