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在大学物理课堂教学中发挥好演示实验的作用

2019-10-20陈冬冬

科学导报·科学工程与电力 2019年11期
关键词:演示实验积极作用创新

【摘 要】理论性强,枯燥难以理解,是大部分学生在学习大学物理时会遇到的难题,这也往往会打击学生对大学物理学习的积极性。在教学过程中需要借助随堂演示实验来提高他们对大学物理的学习热情,帮助他们更好地建立物理概念和理解物理规律。本文就演示实验在大学物理课堂教学中的积极作用展开谈论,并提出了几点关于利用好演示实验积极作用的几点建议。

【关键词】演示实验;积极作用;创新

Abstract:Being theoretical and unintelligible is a difficult problem that most students encounter when they study college physics, which will often dampen their enthusiasm for college physics learning. In the process of teaching, we need to use demonstration experiments in class to improve their enthusiasm for college physics learning and help them better establish physical concepts and understand the laws of physics. This paper discusses the positive role of demonstration experiment in college physics classroom teaching, and puts forward some suggestions on how to make good use of the positive role of demonstration experiment.

Keywords:Demonstration experiment;Positive role;Innovate.

物理是一門以实验为基础的学科。许多物理规律都是人们在观察、分析实验现象过程中提出来的,每个物理概念的形成也都离不开相应的物理实验。人们对物理实验进行观察和分析,能够更好、更有效率地掌握物理概念和规律。而物理随堂演示实验是达到高校课堂的有效辅助手段。因此,在物理课堂教学中,教师应重视利用演示实验创建良好的物理情景,建立物理模型。但是,面对抽象思维能力逐步加强的大学生,演示实验在课堂教学中的作用常常被教师所轻视或者忽视。学生对纯理论的物理学习提不起兴趣,也就达不到高效物理课堂的目的,在部分物理知识的学习中容易出现“事倍功半”的现象。下面结合实际课堂,谈谈大学物理课堂教学中怎样发挥好演示实验的作用

一、演示实验在大学物理教学中的作用

最初,教育工作者在理论教学中,为了更好的解释一些物理现象和原理,引入一些比较简单的物理演示实验来辅助教学。例如,在讲解扩散现象的时候,引入“滴墨水”实验;在讲解声音的产生的时候利用直尺振动发声实验;在讲解自由落体运动时,引入牛顿管实验等。演示实验在大学物理课堂教学中的独特作用是无法完全被替代的。它能使学生在学习物理的过程中有一个良好的环境,其观察、分析和实践能力得到提升,对物理学习的兴趣也能得到提高。演示实验也能简化和可视化复杂的物理规律,更好地帮助学生建立物理概念和理解物理规律。

二、国内高校大学物理演示实验的现状与存在的问题

随着我国高等教育事业的发展,物理演示实验得到了一定的重视,但是,依旧存在以下问题。比如:

(一)重学生实验,轻演示实验。

大部分高校都有大学物理实验这一课程,因此,许多教师在教学中就偏理论而轻实验了,以为只要将理论知识解释透彻就可以了,而忽略了在教学设计中用演示实验来辅助教学这一策略。

(二)部分教育工作者会用动画来替代演示实验。

随着教学工具越来越信息化,物理演示实验有向动画演示的趋势。借助动画来演示一些难以操作、现象不是很明显的实验可以达到事半功倍的效果,但若一味地借助动画来演示实验,不仅会让学生觉得物理现象是死板的、枯燥的,失去对物理学习的兴趣,也会使演示实验原本的教学效果大打折扣。

(三)许多刚走上讲台的年轻教师,由于教学任务繁重,科研压力巨大,常常轻视甚至忽视课堂演示实验。

现在评职称的门槛越来越高,大批年轻的教育工作者走向岗位,他们迫于职称、课题的压力,加上本身教学经验有限,在教学上的设计就会懈怠许多,也会忽视演示实验在教学环节中的重要作用。

(四)缺乏演示实验设备。

由于对演示实验的不重视,学校演示实验的设备也就配备不全,这就更加使得教育工作者忽视演示实验的重要性。目前为止,大部分高校都没有完整的配套演示实验,这一定程度上会导致许多教育工作者不能明确演示实验的在课堂教学中的地位,也就不能够发挥其在教学中的积极作用。

(五)现有的实验设备过于陈旧。

许多实验设备比较陈旧,导致实验效果不好,达不到提高教学效果的目的。实验效果不好不仅不能体现出演示实验的积极作用,也一定程度上打消学生对物理现象的热情,发挥不了演示实验最大的优势。

(六)大学物理课堂的理论课时有限。

大学物理理论知识本身就繁杂、抽象和难理解,大学物理作为公共基础课,课时有限,这让许多教育工作者不得不加快教学进度,为了完成教学任务偏理论知识的讲解,从而忽视了课堂演示实验。

三、如何发挥演示实验在课堂中的作用

(一)学生的主导地位在物理演示实验的设计中要有所体现。

教师演示、学生观察的演示实验,不能完全发挥演示实验的作用。在演示实验中,创设情境,设定疑问,引导学生预测实验结果,让学生参与进来,成为课堂的主人,不仅能提高学生的学习兴趣,更能激发他们对问题的探索、思考,也更好地掌握物理知识、理解物理概念。比如,在重力知识讲解的过程中,可向学生展示一张纸,和一本书的下落情况,学生理所当然能预测到事书本先落地,并且也知道其中的原理;接着,让书和纸贴在一起下落,让学生去预测实验结果,此时,大部分学生会潜意识预测书本先下落的结果,与两者同时下落的实验结果形成强烈反差,引起学生的思考和讨论,学生在短暂的谈论和思考之后也能得出结论。这一小小的演示实验,能引起学生的讨论和思考,更有利于学生理解和记忆重力的相关知识。让学生成为一堂课的主动参与者,而不是被动参与者,成为课堂的主人,突出其主体地位。体现学生为主,教师为辅的教学理念。

(二)适当增强演示实验的趣味性。

学生的主体性能不能充分体现,学生能不能主动参与到课堂教学中去,以及学生在物理课堂中的积极性能不能得到提高,很大程度上都取决于教师有没有创设有效又有趣的物理情景。而一个学生学习攻破知识难点最有利的武器就是兴趣,对知识的兴趣能给学生的学习提供强大动力。适当增强演示实验的趣味性,吸引学生对物理现象的观察、思考和分析。比如,在讲解质点系的动能定理的时候,可给学生展示两个完全相同的光滑圆盘,其中一个力作用在一个圆盘的边缘位置,一个力作用在另一个圆盘的中心位置,两个圆盘在这两个力的作用下超前运动,向学生提问:哪个圆盘运动的快?在学生做出预测之后展示实验结果。学生对刚体的转动了解并不是很清晰,预测的结果会有很大差别,形成视觉上的冲突,激发学生的思考和谈论,增强学生对物理学习兴趣的同时,也使课堂教学效率得到了提高。再比如,锥体上滚实验、饮水鸟实验、魚洗实验、电磁炮实验等,都可以增加课堂演示实验的趣味性,加深学生对物质世界基本规律的认识的同时,使其感悟科学技术的应用和魅力。

(三)演示实验的实验设备可生活化一些。

“教师为主导,学生为主体”一直是我国教育教学中所提倡的教学模式,要达到这一目的就必须借助多样化的教学模式,以及 “从生活走向物理,从物理走向社会” 的教学理念。物理总是来源于生活,而又回归到生活中的。生活化的物理实验,能让学生,物理并不难,物理就在身边。比如,在角动量的学习中,提供生活中常见的可360度自由旋转的转椅,让学生坐在上面,转动起来,转动过程中,让学生伸开双手双脚和收拢双手双脚,学生可以很直观的观察到转椅随着手脚的伸缩变慢变快。角动量守恒定律在这明显的实验现象中得到了很好的诠释。实验中用到生活照中常见的转椅,不仅能帮助学生理解角动量定律,更能让学生觉得物理并不遥远,物理就在身边。向学生演示直升机在空中飞行时,螺旋桨的功能。通过演示条件螺旋桨的的转向和转速,调整模拟直升机的旋转和平稳状态。让学生体会物理知识的同时,也感受到科技给人类带来的进步,使学生明白科学技术就在身边,加强关注社会、科学的意识。

(四)提高演示实验的教学效果。

有些物理实验现象不是很明显或者不易肉眼观察,有些实验仪器也比较微小,不便于后面的学生观察。因此,在教学过程中因尽量避免这一情况的发生,比如,可以借助多媒体来完成演示实验的展示,提前录好,通过多媒体课件投放到屏幕上,放大实验现象,让学生便于观察、思考和分析。或者,也可自己制作更大的实验替代器材,将实验现象更好地展现出来。比如,在给学生讲解相互作用力的知识的时候,可借助一个“一块钱”小实验来加深学生对重心和摩擦力的理解。先让学生将一枚一块钱的硬币直接放在一张直立小卡片的边缘,学生肯定多次都放不上去(重心不容易寻找)。接着,教师演示将卡片折叠成一个角度,硬币一下就放置平稳了。学生此时肯定觉得好笑,因为学生都知道三个支撑点肯定能平稳放置硬币。接着,教师将折叠的卡片慢慢展开回到原来的成一条直线的状态,学生将观察到,在卡片展开的过程中,硬币始终平稳放置在卡片边缘。在教师演示的同时,可用PPT播放提前录制好的近镜头视频(如图1、图2)。让学生一边模仿教师操作实验,一边观察视频中的实验现象。这不仅能让学生亲自感受实验的效果,也能让学生更清晰的看到实验现象。

(五)利用自制教具引导学生创新

“瓶瓶罐罐当仪器, 拼拼凑凑做实验”,所有学科都是从生活中演化而来的,物理更是从生活中来。可以启发学生利用生活中的一些“废弃”物品去制作一些简单的器材,比如,利用去底的矿泉水瓶制成一个简单的“吸尘器”,让学生体验伯努利原理的同时,也能激发自己创作的灵感。利用塑料纸杯和吹风机模拟飞机起飞的工作原理(如图3),生活中简单的物理现象,蕴含的物理知识也相对简单,这些简单的物理知识和物理现象能够激发学生的创作灵感,培养他们对现象的观察、对问题的思考和分析能力。让他们感受物理知识的博大和实用。也能增加他们对物理学习的兴趣,更有激情去探索更深奥的物理知识。

四、结束语

指导学生掌握有效的学习方法,培养其学习能力是提高教学质量的重点。为此,在大学物理课堂教学中应当围绕问题设置,借助演示实验,从转变学生的学习方式出发,突破学生认知的障碍,从方法上引导学生参与科学探究的猜想、设计、评估,既获取新知识又提高学习能力。

基金项目:课题编号:GTZJ-2017-43(江西应用技术职业学院)《将演示实验引入职教本科大学物理课堂的教学模式研究》

参考文献:

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作者简介:

陈冬冬,生于1991年3月,女,江西应用技术职业学院社会管理学院,助教,硕士研究生。研究方向:学科教学·物理。联系电话:18046861815.

(作者单位:江西应用技术职业学院)

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