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充分發(fā)揮演示實(shí)驗(yàn)在大學(xué)物理教學(xué)中的作用論文
摘要：文章闡述了演示實(shí)驗(yàn)在大學(xué)物理教學(xué)中的地位和作用，對現(xiàn)狀作了簡要分析，并舉了幾個(gè)實(shí)例。
關(guān)鍵詞：演示實(shí)驗(yàn)；物理教學(xué)；地位和作用；典型實(shí)例
物理學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，研究物理學(xué)的根本方法是觀察和實(shí)驗(yàn)。在中學(xué)物理教學(xué)中，教師非常重視演示實(shí)驗(yàn)，演示實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)效果往往是一節(jié)課能否提高課堂效率的關(guān)鍵。在大學(xué)物理教學(xué)中，一方面教師比較注重嚴(yán)密的理論推導(dǎo)，往往忽視了演示實(shí)驗(yàn)；另一方面大學(xué)通常是大班教學(xué)，教師由于擔(dān)心演示實(shí)驗(yàn)的可見度與觀察效果，寧愿選擇豐富多彩的動(dòng)畫來展示各種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，而很少做傳統(tǒng)的課堂演示實(shí)驗(yàn)。俗話說：百聞不如一見，演示實(shí)驗(yàn)的作用是任何其它方式不能取代的。在此，我倡導(dǎo)各位從事大學(xué)基礎(chǔ)物理教學(xué)的教師帶著實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)課堂，展示演示實(shí)驗(yàn)的魅力，充分發(fā)揮演示實(shí)驗(yàn)在大學(xué)物理教學(xué)中的作用。
一、演示實(shí)驗(yàn)的地位和作用
物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)是指以具有一定可見度，可呈現(xiàn)在學(xué)生面前的物理實(shí)驗(yàn)的主要內(nèi)容。以定性與半定量實(shí)驗(yàn)方式為主，側(cè)重培養(yǎng)和提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力和科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ渲邪ǎ?/p>
(一)通過形象生動(dòng)的演示實(shí)驗(yàn)，消除學(xué)生在學(xué)習(xí)物理學(xué)中因抽象、枯燥而產(chǎn)生的畏難、厭煩的心理。激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理學(xué)的興趣。
(二)通過形象生動(dòng)的演示實(shí)驗(yàn)、以期達(dá)到對學(xué)過的知識(shí)加強(qiáng)理解鞏固、對未學(xué)的知識(shí)先奠定一個(gè)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。理論聯(lián)系實(shí)際，調(diào)動(dòng)學(xué)生所有的感知功能，最大限度的提高物理教學(xué)效果及學(xué)習(xí)效率。
(三)物理演示教學(xué)過程，學(xué)生處于一種探索、發(fā)現(xiàn)的學(xué)習(xí)過程。好奇、興奮，能激發(fā)思維，可充分培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力。
二、現(xiàn)狀分析
全國各高校對物理演示實(shí)驗(yàn)的建設(shè)都十分重視，投入了大量的資金進(jìn)行物理演示實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)。清華大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)等著名高校都建有全國一流的物理演示實(shí)驗(yàn)室，其儀器品種、數(shù)量、規(guī)格齊全。2005年，我校在資金緊缺的情況下，投資20多萬建立大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)室，可以做力、熱、電、光的多種演示實(shí)驗(yàn)，平時(shí)對學(xué)生開放，但來做實(shí)驗(yàn)的學(xué)生很少。我校大學(xué)物理課程全部采用多媒體形式上課，教師制作、網(wǎng)上下載了幾乎所有大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)的動(dòng)畫，帶著實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)課堂的教師不多。造成大量資源浪費(fèi)。精彩的動(dòng)畫確實(shí)很能說明問題，但是簡單明了的實(shí)驗(yàn)更具說服力，更能吸引學(xué)生，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力。
三、典型實(shí)例
筆者經(jīng)多年的教學(xué)實(shí)踐，深深地體會(huì)到課堂演示實(shí)驗(yàn)不僅能加深學(xué)生對物理概念和規(guī)律的理解，更能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的熱情和興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力。越是簡單明了的實(shí)驗(yàn)，越能引起學(xué)生震撼，越能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。演示實(shí)驗(yàn)的效果是任何精彩的動(dòng)畫所不能取代的。即使實(shí)驗(yàn)條件不夠，教師也可因陋就簡，隨地取材，完成一些經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)。下面舉幾個(gè)典型實(shí)例。
實(shí)驗(yàn)一：演示電磁感應(yīng)現(xiàn)象
實(shí)驗(yàn)器材：約1米長的金屬管和塑料管各一根(要求等長)(可用兩種不同材質(zhì)的水管替代)，小磁體和塑料球各一個(gè)。
實(shí)驗(yàn)過程：①讓小磁體分別在金屬管和塑料管中從管口開始無初速度下落。
提醒學(xué)生觀察在不同管中下落所用的時(shí)間。
②讓塑料球分別在金屬管和塑料管中從管口開始無初速度下落。
提醒學(xué)生觀察在不同管中下落所用的時(shí)間。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果：①小磁體在金屬管中比在塑料管中下落的慢。
②塑料球在金屬管中和在塑料管中下落的同樣快。
學(xué)生討論：①為什么小磁體在金屬管中下落比在塑料管中下落的慢?
小磁體運(yùn)動(dòng)過程中穿過回路的磁通量發(fā)生了變化，金屬管為導(dǎo)體，回路中產(chǎn)生了感應(yīng)電流，感應(yīng)磁場阻礙了小磁體的運(yùn)動(dòng)。而塑料管不導(dǎo)電。回路中有感應(yīng)電動(dòng)勢而沒有產(chǎn)生感應(yīng)電流。
②為什么塑料球在金屬管中和在塑料管中下落的同樣快?
塑料球下落的過程中，由于沒有磁通量的變化，不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢和感應(yīng)電流，塑料球兩種情況下都作自由落體運(yùn)動(dòng)。
通過這樣一個(gè)就地取材而完成的簡單實(shí)驗(yàn)，學(xué)生對產(chǎn)生感應(yīng)電流的兩個(gè)條件—導(dǎo)體構(gòu)成回路及穿過回路的磁通量發(fā)生變化留下了深刻的印象，并對楞次定律也有了感受。
實(shí)驗(yàn)2：驗(yàn)證角動(dòng)量守恒定律
實(shí)驗(yàn)器材：能繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)的輪椅一把，啞鈴一對。
實(shí)驗(yàn)過程：先讓學(xué)生甲坐在輪椅上，手握啞鈴置胸前，再讓學(xué)生乙轉(zhuǎn)動(dòng)輪椅，使其獲得一定的角速度，學(xué)生甲伸開手臂和收攏手臂，讓全班同學(xué)觀察其角速度的變化。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果：伸開手臂角速度變小(轉(zhuǎn)速小)；收攏手臂角速度變大(轉(zhuǎn)速快)。
學(xué)生討論：①學(xué)生甲伸開手臂和收攏手臂，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量發(fā)生了怎樣的變化?為什么?
剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的大小不僅和剛體的總質(zhì)量有關(guān)而且和質(zhì)量相對于轉(zhuǎn)軸的分布有關(guān)。伸開手臂轉(zhuǎn)動(dòng)慣量增大，收攏手臂轉(zhuǎn)動(dòng)慣量減小。
②伸開手臂輪椅的角速度變小，收攏手臂輪椅的角速度變大說明了什么?
定性說明了角動(dòng)量守恒。
通過這樣一個(gè)簡單而有趣的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生對物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與哪些因素有關(guān)獲得了感性認(rèn)識(shí)，對角動(dòng)量守恒獲得了定性認(rèn)識(shí)。
以上實(shí)驗(yàn)加深對物理概念和定律的理解，更重要的是使得學(xué)生情緒高漲，課堂氣氛非常活躍，感覺物理其實(shí)就在我們身邊，極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣和積極性。
四、結(jié)束語
本文列舉了在教學(xué)過程中兩個(gè)典型的實(shí)驗(yàn)，只要教師做有心人，還可以做大量其他的演示實(shí)驗(yàn)。本文想起個(gè)拋磚引玉的作用，愿與各位從事普通物理教學(xué)的同仁共同探討、充分利用演示實(shí)驗(yàn)的作用，多給學(xué)生一些感性認(rèn)識(shí)，多提供探討物理問題的情景和機(jī)會(huì)，把學(xué)生從煩瑣的數(shù)學(xué)推導(dǎo)中解脫出來，注意物理思想的學(xué)習(xí)和探討，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性，提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)新能力。
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