电激励电磁感应与磁悬浮实验报告中,积分参数对钢球回到平衡位置有什么影响?


演示实验教学范文篇1
一、从生活中挖掘演示实验素材
在演示实验的改进与创新中,教师可以从实验素材的丰富上着手,尝试从生活中挖掘一些有效的实验素材.很多高中物理实验都是对于一些生活现象、生活规律等的发掘与探究,是对于生活中的一些问题的分析与思考,就使从生活中挖掘演示实验素材有着较大的展开空间.教师要熟悉实验教学的内容与目标,在深入分析实验教学内容的基础上挖掘生活中一些相关的素材,并且透过对于这些生活现象以及生活素材的观察与利用来培养学生的实验技能,引导学生从中感受一些物理规律.这样的教学过程,不仅更加生动直观,而且让学生感受到物理实验的探究乐趣,从而使物理演示实验教学效率得到提升.在生活中,有很多废弃材料都能够成为物理实验的原材料.例如,喝完的易拉罐,能够被应用在“静电平衡导体内部的电荷”实验中.在这个演示实验中,所需要的原材料是“法拉第圆筒”,一般学校没有这种原材料,需要教师自己改进.教师可以将易拉罐外部的油漆刮下来,将易拉罐倒立着粘贴到验电器上面,组成简易的法拉第圆筒.这样的实验教学虽然没有真正的“法拉第圆筒”效果明显,但是效果仍然很好.这样对于生活素材进行有效利用,能够让演示实验变得更加生活化与趣味化.教师要鼓励学生在生活中挖掘一些可利用的实验素材,加深学生对于物理知识的理解,促进学生实验探究能力的培养.
二、提升演示实验的可见性
不少高中物理学实验都是对于微观物质及其运动规律的一种探究.对于这类演示实验而言,加强实验过程的可见性就显得非常重要.这是教师在演示实验教学的改进中需要着重考虑的一点.随着各种教学辅助工具使用的越来越普遍,不少微观实验都能在教学设备的辅助下变得清晰直观,从而让演示实验的效果更加明显.教师在这些微观实验教学中要善于采用教学辅助工具,并且要对于实验过程以及实验教学的流程有科学合理的设计,让实验教学的每一个环节得到有效推进,也让学生在演示实验中有更多收获.例如,“布朗运动”是典型的微型实验.如果教师单纯地进行讲解和分析,学生不可能在脑海中勾勒出布朗运动的实验步骤和现象.对于这一演示实验,教师可以利用多媒体进行教学.教师在多媒体中利用“花粉”进行实验,并将实验过程中所呈现的画面放大,利用flash等相关视频制作软件,进行实验步骤的制作,并且在每一个图片中配上文字说明,能够有效地让微型实验从抽象变得具体.教师在演示实验教学中灵活利用教学辅助工具,不仅可以让微型实验的呈现更加清晰直观,也有助于学生对于其中的实验规律的观察与捕捉,从而达到演示实验的预期教学效果.
三、培养学生的问题分析能力
演示实验教学范文篇2
一、以学生为本的策略
演示实验的最终目的,是要通过学生观察、思考,加强物理概念、规律的理解,认识物理过程,学会科学方法.因而不论采用怎样的教学方式与形式,都必须实事求是,因材施教.
1、配合讲解,层层深入
进行实验演示时,教师应根据教学内容的需要和学生心理状况,给演示配以适当的启发引导,并在能使学生接受的条件下层层深入.例如:在演示“机械波的形成”,讲解波向外传出振动形式这一特性时,要引导学生观察每一个质点的起振形式有何共同之处,否则大部分学生仅仅能看见波峰与波谷这个振动形式向外传播这一单方面的结论.
2、直观简明,形象生动
实验教学对于学生来说应力求形象生动.这不仅能吸引学生观察,而且也便于学生直觉思维.如在“超重和失重”的教学中,可采用如图1装置:等臂杠杆右侧固定小型电动机B、缠绕在电动机转轴上的细线系着的物块C.杠杆左侧固定着平衡物A.开始物块C不动时,杠杆平衡;当物块C在电动机牵引下向上加速运动时,杠杆右侧会明显向下倾斜,出现超重现象;反之便为失重现象.现象直观明了,学生记忆深刻.
3、适当设疑与激发兴趣
演示时,还应该利用中学生的好奇心,激发学生的兴趣,培养学生思维的探求性.如:学习“伏安法测电阻”,学生在初中就学过了原理,做过了实验,面对两种电路,在他们原有的认知中是等价的.为了能把学习引向深入,可以采用大型示教电表,分别用两种电路去测量同一只大电阻的阻值,悬殊的测量结果,造成一种强烈刺激,学生的思维迅速地被激发.
二、与教学要求相适应的策略
即使是同样的实验装置、器材,在不同的教学阶段,需有不同的实验教学层次与之适应.
1、与知识深度相适应
例如演示“光的折射现象”时,在初中,只要演示说明“折射角随入射角的增大而增大”这一现象.而在高中物理为引入折射率n的概念,则在演示得到一系列的入射角i与折射角r的实验数据后,通过层层分析探究,最终目的是让学生在参与实验探求中,对折射率这一描述介质光学属性的物理量加深理解.
2、与要说明的问题的侧重点相适应
演示实验教学范文篇3
[关键词]初中物理;演示实验;有效性
物理教学离不开物理实验,物理实验对培养学生学习物理的兴趣,提高观察能力、实验能力,学习探究方法和理解物理知识都有十分重要的作用。中学物理教学是以实验为基础的,实验教学可以激发学生学习物理的兴趣,激发学生的求知愿望,也是发展学生能力和使学生得到科学方法训练的重要途径,还有助于培养学生良好的道德素养和科学作风。实验教学是物理教学的重要组成部分,而演示实验就是一种最有效、直观的实验教学方法。演示实验是教师在课堂上将物理现象重现在学生面前,并引导学生观察思考,从而达到一定教学目的的实验教学方式。演示实验不仅能为学生学习物理创造良好愉快的学习环境,激发学生的学习动机,还能引导学生掌握观察方法,培养学生的实验能力,教师在演示实验中的示范也能培养学生严谨求实的科学态度以及良好的实验习惯。
1明确演示实验目的
很多老师以为演示实验只是在课堂上做给学生看。实际上,在课堂教学的不同环节,演示实验是有不同的目的,不同的要求的。有的课堂演示实验是为了激发学生的好奇心,唤起学生对课堂的学习兴趣。如压强演示实验时,把几个气球绑在一起,然后放上一块木板,让学生踩在上面,很多学生以为气球将会破裂,但是实验结果却与他们的想象相反,这样就能够使学生产生强烈的好奇心,激起学生的探究欲望。有的课堂演示实验是为了让学生形成概念和规律,提供感性的认识,促进学生对知识的理解,如在学习浮力的产生原因时,取一只塑料可乐瓶,其瓶口直径稍小于乒乓球的直径,剪掉瓶底,将瓶口向下,把一个乒乓球放进里面,然后用手堵住瓶口,往瓶内注水,学生观察到乒乓球被水压在瓶底而不上浮,只有少量的水沿着瓶口流出,若用手心将瓶口堵住,会发现乒乓球浮起来了。这样不需要经过复杂的推理论证,就让学生了解清楚浮力产生的原因。因此要不要演示,怎样演示,都必须先从具体的物理教学的目的出发。
2做好充分的准备工作
有个别教师由于不重视实验前的准备工作,导致演示没有达到预期的效果,从而在课堂上手忙脚乱,浪费了宝贵的教学时间,甚至为了完成教学任务而强行让学生接受既定结论,导致教学效果很不理想,还会造成学生感到失望,对教师的讲解不信任和失去兴趣,进而怀疑教师的业务能力的后果。为此,教师在课前首先要准备好演示实验所需的仪器,并且按照实际程序预先反复操作,熟悉仪器的使用性能,了解实验的准确程度,估计实验的时间,以及实验中可能发生的情况及应对措施,即使出现异常情况,也不至于手忙脚乱,敷衍学生。
3提高演示实验的可视度
演示实验是一人演示,众人观察,所以教师要想方设法增大演示实验的可视度,尽可能使每个学生都能清楚而准确地观察到演示的现象。为使演示现象明显,演示仪器力求简单明了、尺寸够大,过程的变化要明显,还可以将实验全过程放大,放映给学生观看,使一些细小的操作也能够全部得到系统的展示,精心考虑演示装置的放置,使学生能看到演示的过程。比如在“声音的传声与传播”实验中,为了让学生都能观察到发声体在振动,我们就把发声的音叉插入水中,或者用泡沫小球靠近音叉,从而将发声体的振动现象放大,使每个学生都能观察到实验现象。再比如光的传播实验中,光束不明显,甚至看不到,可以用在空中点香、在水中加牛奶等方法来显示激光束。
4演示实验操作要规范
教师在演示中的一举一动,对学生的影响是潜移默化的,会被学生作为独立操作、实践的依据和榜样,所以教师在演示实验时一定要做到操作规范,严格按照教材上的要求规范进行,争取在为学生进行演示实验时以身作则,为学生树立榜样。比如在学习天平的使用时,取砝码、移动游码都要用镊子而不能用手直接拿;测量仪器在使用时都要注意量程和分度值;连接电路时,要断开开关,滑动变阻器要滑到阻值最大处;实验中不要用手随便抚摸、擦拭光学元件的表面等。此外,教师在进行演示实验操作的过程中,要以严谨的作风对待科学,哪怕是再基础的科学都要明确自己的态度。做到操作规范、注重实验细节、正确对待实验中可能出现的失误、偏差。这样做,不仅是实验成功的前提,而且有利于培养学生科学、严谨的实验态度,对促进物理课堂教学效率的提高也有一定的帮助。
5演示实验教学时要重视学生的参与
演示实验不是教师的独角戏,要有师生之间的互动。首先,要注意对学生的观察指导,在演示之前,一定要让学生明确做这个实验的目的,以及接下来的实验怎么进行,并且对所用到的仪器应当有所交代。要严格要求学生认真专注地观察,不要放过任何一个环节,否则就会有头无尾,要真正做到有的放矢。例如,教师在演示导体对电流的阻碍作用实验中,如果学生只观察到灯泡亮度变化而没有注意观察滑动变阻器的滑动过程,那他们根本就不知道是怎么回事,也无法体验到乐趣与奥妙。其次,在实验过程中,教师应该注重问题情景的创设,留给学生一定的思考空间,引导学生观察实验,还可以进行小组合作讨论交流,这样学生就会充满强烈的求知欲望,以满怀跃跃欲试的心态认真面对,从而达到高效的演示。最后,尽管演示实验是以教师为主,但也可以让学生上来读一下数,拉一下小车,让学生参与到实验中来,也是比较有效的互动环节。一方面,学生对自己的同学会更感兴趣,从而更注意观察同学的每一步操作;另一方面,它也有利于发现学生实验操作上的错误,便于教师在课堂上及时矫正。
6结束语
初中物理是一门实验性极强的自然学科,而提高中学物理演示实验教学有效性的途径与方法有很多种。只要教师能在新课程理念指导下,加强实验准备工作、发挥教师的主导作用和学生主体作用,充分调动学生的实验参与积极性,通过实验现象启迪学生的思维,注重培养学生的实验能力、探究习惯、科学精神以及科学思维,使学生在轻松愉悦的环境中乐学,就能提高实验教学的有效性,使学生不仅得到知识的提升,也获得能力的提升,真正实现新课程标准中的教学目标。
参考文献:
[1]杨孝武.初中物理实验教学初探[J].中学物理(初中版),2016,34(6):36-37.
[2]赵亚琴.初中物理实验教学研究[J].中学生数理化(教与学),2017(10):26.
[3]刘玉锐.初中物理演示实验教学策略[J].中学生数理化(教与学),2017(11):23.
演示实验教学范文篇4
一、为什么要改革物理演示实验教学
物理实验教学,从18世纪德国、法国建立了学校的演示实验室,教师经常用昂贵的仪器演示生动的现象,从此便开始了世界上的物理实验教学,成为物理教学中重要的教学手段和有效的教学形式。
近年来高考物理试卷对实验的考查,不仅从学生实验发展到演示实验,而且已从简单的背诵实验知识转向考查对实验的思想、原理、方法的理解上,重在考查学生的实验能力和综合分析能力。例如,1993年是用干涉法检查平面的实验,1994年是简谐振动图象的演示实验,1995年是光电效应演示实验,1996年是运用静电计研究平行行板电容器电容量的决定因素,1998年有关光电效应的演示实验和LC振荡电路的演示实验。但是实验题的得分率都不高,反映了目前在中学物理教学中,实验教学是一个薄弱的环节。许多物理教师都不同地只重视理论的讲授和解题能力的培养,而忽视了对学生动手能力的培养。不少学校教学经费不足,仪器设备陈旧简陋,地方陕小拥挤,严重制约了实验教学的正常开展,对于大纲规定的实验,不仅开出率低,而且演示实验的作用和地位还在低水平下徘徊,使学生实验动手能力普遍较低。近几年我国中学生实验素质较差。又如1990~1995年期间,国家教委仪器研究所对一万余名学生进行实验能力测试,结果是我国中小学生实验动手能力几乎都不及格。说明了我国中小学生实验动手能力普遍较差。因此,为了培养学生的实验技能、观察能力、思维能力和科学的思维方法,提高他们发现问题、分析问题和解决问题的能力,进一步提高学生学习物理的兴趣和爱好,调动他们的学习积极性,发挥非智力因素的能动作用,引导他们从小爱科学、学科学,激发他们树立敢于攀登科学高峰的雄心壮志,缩小与世界先进国家实验教学的差距,我们应进一步改善实验条件,改革演示实验教学,直观形象地为学生提供感性认识。
二、怎样改革物理演示实验教学
1、重视演示实验教学,加强能力培养。
目前,学生普遍感到物理“难学”,其原因之一就是物理教学中缺乏实验。而一些经济发达的国家,他们非常重视物理实验教学和研究问题的方法,如日本初中物理的课时数只有75课时,但安排的学生实验却有20个,演示实验有130个,并且绝大多数都是研究性实验,基本形成以实验为中心的课堂体系。可见,他们的学生在实验方面得到训练和能力培养比我国的学生多得多,他们学生的实验心理素质比我国中学生强。因此,在当前我国中学教育由应试教育向素质教育转变过程中,我们对物理实验教学,必须引起高度的重视,为了研究好这些课题,教师必须研究教材中哪些地方学生感到抽象、容易混淆、接受困难,并结合教学实际,研究解决的方法,努力开发一些直观的演示,同时在教学中引进近代物理学的某些思想方法和现代科学的新成就,例如:用激发演示光的干涉和衍射,用发光二极管演示电磁感应中机械能与电能的相互转化等。在实验教学中,可在规定的实验中,适当增加相关演示项目,使教学内容更加丰富,使学生的眼界更加开阔。例如“分子间作用力”的演示,可在两只乒乓球间夹上一段弹簧,球的外侧套上橡皮筋,平衡时,引力等于斥力;增大球距时,引力大于斥力;缩小球距时,引力小于斥力。这样不仅培养学生对物理的学习兴趣,更多地拓宽学生视野丰富他们的想象,而且能有效地提高了学生的观察能力、分析问题和解决问题的能力。
2、在演示实验中增加学生的参与。
演示实验是教师利用课堂时间为学生演示,在操作的同时又引导学生对实验进行观察、思考和分析的一种物理实验教学方式。传统的课堂教学,演示实验通常教师演示,学生看,但是很多实验学生根本看不清,特别是后边的学生。不同程度的限制和阻碍了学生智能和潜能的发展,直接影响学生实验心理素质的提高。因此,在演示实验中,应积极引导学生观察、猜想、分析、归纳总结,甚至在实验操作上让学生积极参与,让学生充分了解实验的内容,多次重复,加深印象,巩固记忆。例如:在“楞次定律”一节的教学中,笔者变原来的课堂演示实验为边做边讲实验,每两位学生发一套实验器材(干电池、电流表、原线圈、条形磁铁、导线),实验中让学生首先观察电流方向与电流表指针偏转方向的关系,再观察原线圈的电流方向与磁铁运动方向的关系,把直观的材料作为培养学生知觉、观察力的材料,引导学生仔细、准确地进行观察,然后引导学生讨论、研究、对比、总结出感生电流所引起的磁场方向与磁铁运动方向的关系,最后训练学生用科学的语言描述,并解释所观察到的现象,从而顺理成章地写出楞次定律。可见,演示实验在教师指导下让学生参与,不仅有显示学生实验技能的机会,又能得到科学方法的训练及能力的培养,加深理解和掌握物理概念和规律,同时可领略物理学的思想,培养科学态度和科学方法。、变验证性实验为探索性实验。
中学物理课堂演示实验可分为验证性实验和探索性实验,而大部分是验证性实验。验证性实验是对知识的正确与否加以验证,巩固和加深对基本规律和基本原理的认识。但是,对学生在学习物理的科学方法和科学态度方面不能得到锻炼,也不利于培养学生主动探索物理规律的能力,而探索性实验对培养学生思维能力、创造能力、自学能力、观察实验能力及解决实际问题的能力有独到的作用。正如爱因斯坦所说:“对真理的探索比占有更加宝贵”。
因此,在教学中可把一些验证性的实验变为探索性的实验。在实验教学中,要尽量再现实验的设计过程,多让学生想想:“为什么要这样做?”“换种方法行不行?”以此渗透物理思想,启迪学生思路。例如在“牛顿第二定律”一节的教学中,笔者将这个验证性实验变为探索性实验。其研究方法:①边学边做实验:首先让学生按照自己设计好的实验方案做实验,使学生从实验中初步认识物体的加速度a与物体的质量m及它所受外力F有关。然后,笔者再演示课本上的实验,规范操作,这样,不仅使学生掌握科学的实验方法,而且让学生观察实验过程,注意发现研究对象引起变化的原因和条件以及在实验中出现的现象,使学生对a和F、m的关系获得感知。②探索知识:指导学生对问题进行具体研究,处理实验数据、列表、画出a-F、a-1/m的图象。③归纳总结:师生共同分析、归纳、总结出牛顿第二定律。这样,让学生用实验探索和理论探研两种方法自我进行推证,在推证过程中学生就自然而然地对核定的研究对象、成立条件、使用范围、注意事项搞得一清二楚。让学生由学知识变为主动探索自然规律,对知识学得更扎实更牢固,同时使学生受到科学方法的熏陶。
4、合理运用多媒体,优化演示实验教学。
利用常用仪器、教具进行演示是一种最基本的手段,而利用多媒体教学,是教学现代化的重要标志,是教学改革的重要组成部分。因为多媒体教学是指在教学过程中运用系统科学的观察和方法,组织多媒体信息,形成合理的教学结构,以实现教学优化,使学生真正体会到物理学科的学习方法,提高学生观察及分析问题的能力。如应用多媒体展示课堂实验无法演示的宏观的、微观的、极快的、极慢的物理过程,从而突破时间以及空间的束缚,进行逼真的模拟,灵活地放大或缩小物理场景,将物理过程生动形象地展现于学生眼前,使学生认识加强,理解透彻。例如,对于“LC电磁振荡电路”的振荡过程分析,笔者应用电子计算机的动画功能,展现了随着电容充放电的进行,LC回路中的电场能和磁场能之间的周期性变化,振荡电路的大小和方向变化的全过程,安全逼真,激发学生学习兴趣,使学生在学习过程中保持精力高度集中,思维高度活跃,求知欲高度旺盛的状态。对于可见度小,不易观察,且只能水平演示、观察的内容,例如水波的干涉、衍射现象,用发波水槽借助投影仪演示,既起放大作用,又使其有动感,使学生看到清晰的干涉条纹,对学生脑子里形成正确概念有极大的帮助。但是还有部分同学对波的叠加原理难以理解,又缺乏想象力,为此笔者又用计算机模拟制作了一条直线上两传播方向相反的两列波的叠加,可十分形象直观地表现波的叠加,学生也容易理解,并取得了良好的效果。
演示实验教学范文篇5
一、注意实验活动的教学目的性
演示实验活动是课堂教学活动的内容之一,它的设计和实施当然要符合整体课堂教学目的的设置。因此,教师在选择实验课题、实验内容、实验材料的时候,要紧紧抓住课堂教学目的,围绕课堂教学的重点和难点知识进行实验的设计和实施。通过演示实验教学的优势,教师可以更轻松地帮助学生突破难点知识,使得整堂课的教学重点突出,结构分明,有利于学生更好地掌握课堂教学内容。例如,在讲到光合作用这部分内容时,就会涉及很多演示实验,但根据教学目标的不同,演示实验的内容和目的也不尽相同,有的演示实验是为了说明在光合作用的过程中,二氧化碳的参与情况,有的演示实验是为了证明光合作用的过程中会产生氧气,还有的演示实验是为了说明光合作用需要阳光,等等。除此以外,根据不同的实验目的,实验材料的选择也会有所差异,有时需要整个植物植株,有时仅需要一片叶子,还有的时候需要的是植物提取液。总之,根据教学目的不同,演示实验的内容和方法也会有所差异,教师在设计实施演示实验教学时,一定要保证演示实验活动符合既定的教学目的。
二、注意实验操作的严谨性
生物学科作为一门自然学科,它所涉及的每个实验活动都是一个极其严谨的科学活动过程,对于实验活动的操作者来说,严谨性是保证实验活动顺利完成、实验目标顺利实现的首要原则。对于教师来说,在演示实验过程中,传授给学生严谨规范的实验操作方法也是演示实验教学的重要目的,因此教师在进行实验操作的时候,每个实验环节都要做到严谨规范,这样在保证实验结果准确,实现实验目标的同时,能让学生逐渐养成严谨规范的科学素养。
三、注意实验操作的简洁性
演示实验的目的就是把复杂的问题简单化,再加上课堂教学时间有限,因此课堂上的演示实验操作越简洁越好,只要在保证实验效果的前提下,实验操作越简单越好,这样占用的课堂时间较少,学生容易掌握,也就越有利于提高课堂教学效率。教师在设计演示实验之前,要尽量摒弃那些复杂的实验仪器、繁复的实验操作方式,设计一些实验方案精巧,操作起来简单方面的实验活动,这样,在有限的时间内,学生才有可能熟练地掌握整个实验过程和方法,进而强化演示实验教学效果。
四、注意实验活动的趣味性
在生物课堂上开展实验活动,除了能把实验作为分析讲解生物理论知识的手段来用以外,吸引学生的注意力,培养学生的学习兴趣也是演示实验活动的重要任务。为了完成这些任务,教师在课堂上要尽量选择那些现象明显、趣味性较强的实验。这种能够吸引学生眼球的实验可以在激发学生兴趣的同时更好地完成演示实验活动的任务。例如,笔者在讲到“呼吸作用”的时候,就在课堂上给学生做了这样一个有趣的演示实验:将两支点燃的蜡烛分别放在装有萌发种子和煮熟种子的玻璃瓶中,然后让学生仔细观察蜡烛在两个瓶子中的燃烧情况。由于萌发的种子的呼吸作用,瓶子中的蜡烛会逐渐熄灭,而伴随着熄灭的过程,学生的兴趣也开始不断提高,大家纷纷想要对刚才有趣的实验现象一探究竟。就这样,学生在思想上做好了充分准备,再进行接下来“呼吸作用”的知识讲解,学生就更积极主动地投入到思考和探究中。
五、注意演示实验的探究性
演示实验教学范文篇6
关键词:大学物理演示实验;应用型人才培养模式;动手操作能力;创新思维能力
1引言
物理是一门以实验为基础的学科,实验在物理教学中具有十分重要的作用,因此演示实验在大学物理教学中具有举足轻重的作用,是其他科目不可替代的。那么什么是物理演示实验呢?物理演示实验是通过对具体物理现象的展示,从而将抽象的理论形象化、具体化。学生通过观察演示实验中的现象,来激发他们的好奇心和求知探索真理的能力。趣味性、直观性是物理演示实验的两大特点,通过物理演示实验,我们可以把瞬时的、不易分辨的或难以理解的、甚至是日常生活中无法观测到的物理现象以及定律转化成直观的、清晰的、持久的物理图像或数字电信号,帮助学生加深对抽象的物理定理、定律、法则等的理解和掌握,巩固记忆。在物理实验的演示过程中,不仅会用到大学物理中力、热、光、电、磁的知识,还会用到近代物理学中原子、量子等知识,甚至可联系到科学前沿领域,这对于巩固学生的理论知识,奠定专业基础,激发学生的创造力具有不可忽视的作用。
2大学物理演示实验的教学现状
国外高校对大学物理演示实验十分重视,如美国加利弗尼亚州立大学伯克利分校、北加利弗尼亚州立大学以及马里兰大学,都做得十分出色,这三所学校不仅建设了完备的大学物理演示实验网站,而且演示实验项目数量多,其中美国加利弗尼亚州立大学伯克利分校的演示实验总数多达660多个,北加利弗尼亚州立大学的演示实验总数多达437个;种类全,涵盖力、热、光、电、磁各个物理学领域;选材广泛,且特别注意理论与实践相结合,每个实验项目都有一定的应用性。很多实验仪器并不是很复杂,但演示效果却非常显著。如在北加利弗尼亚大学的力学演示实验中,为了让学生理解质量标准、长度标准的含义,教师取来两个分别为1kg和1磅的黄铜棒及一个米尺进行演示,为了让学生理解矢量加减的含义,教师用几根自制的棒子来演示。[2]近年来,我们发现,随着大学物理教学改革的呼声高涨,国内一些高校对大学物理的学时不断缩减,在教学中,教师除了正常理论授课外,学生还要进行分组实验,所以大学物理演示实验的学时几乎被砍杀殆尽。且一些高校没有认识到演示实验的重要性,持“有没有无所谓”的想法,甚至于在整所高校中不设置演示实验室,这为大学物理教学改革的开展带来了诸多困扰。教育部在《非物理类理工学科大学物理课程教学基本要求》中明确指出,大学物理课程应具备演示实验(实物演示和多媒体仿真演示)的内容,其中实物演示实验的数目不应少于40个。著名物理学家杨振宁教授在谈到人才培养的问题时说:“要增加中国的社会生产力,需要的是很多会动手的人。”而事实上,从学校走出去的大学生很多只是空讲理论的书呆子,毫无实践经验,更不具备创新开发能力、动手操作能力。为了适应社会需求,我院制定了人才培养目标,即培养应用型人才,这就要求作为专业基础课的大学物理课程不能只讲抽象的理论,而要注重培养学生的动手能力、空间设计能力、创新能力、科研创作能力。而大学物理演示实验室恰好为学生提供了这样一个教学平台。
3开设大学物理演示实验课程的必要性
3.1培养学生的综合能力
提高大学生的创新意识和能力是大学教育的目标之一,因此,教师在授课时要注重学生探索精神和创新意识的培养,提高学生的认知能力及应用能力。大学物理演示实验即可在理论教学,也可在实验教学中发挥其独特的教学功能与作用。通过观察物理现象来学习物理是一条有效的学习途径,演示实验能起到激发兴趣、促进思考、加深理解的作用。
3.2与其他知识联系紧密
大学物理演示实验不仅仅与大学物理相联系,其中还会涉及到机械、电气信息、化学、环境等专业的知识,同时也与科技发展的尖端领域相联系,如磁悬浮地球仪、激光监听试验仪、磁悬浮(跳环)实验仪等。科学技术的发展特点是各学科间的相互渗透、交叉和综合,紧跟当代科技发展步伐,,密切联系工程生产生活实际,其目的是让学生了解物理学原理在科技发展中的作用,了解其在工程技术中的应用,而物理学理论和实验的发展正是众多新兴学科、交叉学科和新技术产生、成长、发展的基础。
3.3提供科研创作的平台
大学物理实验课不仅仅可做为理工科学生的必修课,还可以做为文科学生的选修课,因为演示实验对于学生创造力、思考问题、探索问题能力的培养是不受专业限制的,这无疑鼓励了更多的学生参加大学生创新创业活动。有了大学物理演示实验室,我们可以鼓励学生动手设计、改良实验仪器,也可以开展一些关于大学演示实验的报告会,丰富学生的文化底蕴,拓展信息含量,还可以推荐学生参加相关比赛,并参与到科研项目的研究工作中去。大学物理演示实验室提供给学生的是一个声、光、电共同作用的奇妙世界,带给学生的是新奇和震撼,能够创造浓厚的物理氛围,启迪学生思维,激发学习兴趣,培养创造能力。同时,更有充足的时间和技术条件允许学生自行操作,提高和培养学生自主学习的积极性,还可以给饶有兴趣的学生提供一个实践动手的天地。图1为我院学生动手设计的LED星空旋转时钟的效果图,该实验项目已被推荐到由省教育厅举办的大学物理实验竞赛中参赛。
4大学物理演示实验教学方法的改革与创新
4.1培养学生自主学习能力
教师在授课时,提前1~2周的时间,将演示实验项目做成表格发给每名学生,学生可在自己感兴趣的实验项目上标注上记号。然后利用教材进行自学,也可以去网上寻找相关知识,并整理出来备案。这样学生在上演示实验课时,就不会毫无头绪、茫然无知。而且学生通过课下的调查研究,对要研究的物理现象、涉及到的物理学原理进行自主式学习,这样学习的效果是大家意想不到的,很多学生会因为某个理论知识内容没有理解而来请教教师,在教师讲解的同时,他们对理论知识的理解更加深刻,同时教师能深深地感受到他们对物理知识的学习充满了渴望,极大地激发了学生的学习兴趣。
4.2培养学生的动手操作能力
以往的演示实验课程常常是教师自己演示,学生只是用眼去观察,结果学生只看到了现象,却抹杀了其动手能力。我院在演示实验课堂中,不限制学生的动手欲望,在保障学生和仪器的安全的情况下,几个学生为一组动手操作,教师在旁边辅助。学生在操作过程中,往往会提出一些奇思妙想,教师要适时引导。如在做旋转系列演示试验中,两个完全相同的小钢球在离心力的作用下,在环形轨道中上升到同一高度。但当旋转频率过大时,两个小钢球极易脱离轨道飞出伤人。教师可针对此实验的弊端,向学生发问,引导学生对实验仪器进行改良。我院学生将其环形轨道改装成一个U型管,完全避免了本实验仪器的弊端。再比如,辉光球中的惰性气体可否更换种类,梦幻时钟的时间日期可否实时更新,这些问题对于学生来说,极富吸引力,大大地激发了学生的创作欲望。如图1中的LED星空旋转时钟,就是学生对梦幻时钟进行改良,从而实现了时间日期的实时更新。
4.3展示设计成果
学生上完演示实验课后,教师要布置给学生书面作业和设计作业。书面作业是以学生感兴趣的一个或几个实验项目为主题展开讨论,写下心得体会或创作灵感的小论文。设计作业是以小组为单位,要求学生设计出一个实验展品,无论是实验仪器还是小发明创作均可以,号召大家随地取材,如有的学生将二手电脑中的零部件拆下来做实验。并定期举行成果展示会,这不但增加了学生的自信心和自豪感,开发了他们的创新思维能力,培养了他们的设计能力,同时也充实了我院的大学物理演示实验室,为学院节省了一部分资金支出。
5结语
大学物理演示实验室不仅仅是学生学习物理知识的课堂,也是学生实践演练的场所,在这里,学生可以动手制作实验仪器,可以动手改良实验仪器。教师还可以指导学生对仪器定期进行检修,解决一些常见问题。我们还可以推荐一些同学参加大学物理演示实验比赛,甚至可以提供给学生一些科研课题,培养学生创新思维能力。学习、思考、动手、再学习,这样一个良性循环的过程,正是我们教师所希望的。这样的学生毕业后,由于其各方面知识的平衡发展,完全可以适应未来工作中的各种挑战,成为社会所需求的应用型、技术型、创新型人才。
参考文献:
[1]路峻岭.物理演示实验教程[M].北京:清华大学出版社,2005.
[2]赵凯华,陈熙谋.电磁学[M].北京:高等教育出版社,2003.
[3]李元杰,陆果.大学物理学[M].北京:高等教育出版社,2003.[4]汪文明.中美大学物理演示实验教学比较[J].高等函授学报:自然科学版,2005(19):9-12.
[5]关寿华,郑建洲,张萍.开放物理实验教学模式的探索与实践[J].实验技术与管理,2011(7):238-240.
[6]卢荣德.大学物理数字化演示实验教学平台[J].实验室的探索与研究,2006(4):56-57.
[7]周菊林,李蓓,周华林.加强大学物理演示实验培养工程应用型人才[J].湖南工业大学学报,2009(2):103-105.
[8]郭力,石少波.演示实验制作促进动手动脑的大学物理探索式学习的改革尝试[J].大学物理,2010(3):50-54.
演示实验教学范文篇7
一、演示实验要想达到预期的目的效果,课前要做到精心准备
俗话说“台上一刻钟,台下十年功”。教师课堂精湛的教学技艺完全在“台下”练就。要在课堂上发挥得“游刃有余”,教师在课前必须精心准备每节课的演示实验。初中物理教材中每个演示实验都有一个明确的目的,而说明同一个物理概念或物理规律的演示实验可以有好几个,教师要根据教材要求及设备条件精心选择实验器材,在实验室里先自我演示,确保在课堂上万无一失。对一些探究性实验,课前要能设计出多种探究方案,准备多种方案的实验器材,为学生在课堂上进行探究活动创造条件。例如在探究大气是否存在压强时,可以准备如下器材:玻璃杯、水、硬纸片、矿泉水瓶、塑料吸盘、两端开口的笔管等,这样学生在课堂上就能设计出多个显示大气压强存在的实验。既能达到建立大气压这一物理概念的目的,又能活跃课堂气氛,激发学习兴趣,培养学生的分散思维能力和科学探究精神。
二、要让学生积极参与课堂的演示实验
演示实验是教师为了达到一定的教学目的,利用课堂时间为学生演示,在操作的同时又引导学生对实验进行观察、思考和分析的一种物理实验教学。传统的课堂教学,演示实验通常教师演示,学生看;教师“导”的太多。学生“演”的太少,甚至有时教师直接充当“演员”,学生却变成了“观众”,这样不利于学生主体地位的发挥。演示实验有时受到可见度的影响,很多实验学生根本看不清,特别是坐在后排的学生,不同程度地限制和阻碍了学生智能和潜能的发展,不利于调动学生学习的自觉性和主动性。因此,在演示实验中,除了应积极引导学生观察、猜想、分析、归纳和总结外,还应在实验操作上让学生积极参与,使学生充分了解实验的方法、步骤及内容,从而加深学生对物理现象和物理规律的理解。有些探究性实验,教师还可提供实验器材,让学生制定探究方案,然后到前台来演示,并向其他同学展示探究结果。学生满怀兴奋与激情,参与寻找解决问题的途径和方法,对学生学好物理起到积极有效的作用。
三、做演示实验时,要注意引导学生分析实验
有些问题,即使老师从理论上说明了,学生也不信服或难以接受。教师可以先做演示,再作分析。如“把船上的石块放入水中,液面如何变化”?教师可先通过演示实验让学生一眼就看出“液面下降了”这一现象,然后再让学生从理论上阐述“下降”的原因,会收到事半功倍的效果。再如,进行电功率的教学时,教师可先做演示,将“220v,25w”与“220v,60w”的两只灯泡分别串联和并联后接入220v的电源上,观察它们亮度的变化。在学生获得感性知识的基础上进行理论分析,这样就顺理成章地达到一定的理性认识的高度,从而取得比较理想的教学效果。
四、演示实验的过程,也是启发学生积极思维的过程
教师应当设计一些富有启发性的问题,在关键时刻提问学生,让学生边思考,边通过演示实验来分析,以求达到培养学生思维的目。如讲浮力时,先用弹簧测力计测出重力相等的铁块和铁盒的重力,并强调它们的重力相等,都是铁做的。然后先把铁块放入水中,结果铁块下沉,问:若把铁盒放入水中会怎样?学生会产生争议,然后再做实验,这样既加深了印象又引起了学生的好奇心,实现使学生注意力的高度集中,激发了学生的学习动机。通过一系列的边演示边启发,教师和学生共同讨论,既活跃了课堂气氛,学生又能较好地掌握和理解物理规律。五、变验证性实验为探究性实验
初中物理演示实验可分为验证性实验和探究性实验。验证性实验是对知识的正确与否加以验证,巩固和加深对基本规律和基本原理的认识。但学生的思维能力和创新能力得不到锻炼和提高,也不利于培养学生主动探索物理规律的能力。而探究性实验对培养学生思维能力、创新能力有独到的作用。正如爱因斯坦所说:“对真理的探索比占有更加宝贵。”因此,在教学中可把一些验证性的实验变为探究性实验,引导和启发学生参与到演示实验的全过程,让学生亲身经历和体验丰富的探究活动,逐步领悟科学探究的基本思想和方法,从而使学生由学知识变为探索自然规律,变被动学习为主动获取知识的目的。
六、合理运用多媒体,优化演示实验教学
演示实验教学范文篇8
一、演示实验要想达到预期的目的效果,课前要做到精心准备
俗话说“台上一刻钟,台下十年功”。教师课堂精湛的教学技艺完全在“台下”练就。要在课堂上发挥得“游刃有余”,教师在课前必须精心准备每节课的演示实验。初中物理教材中每个演示实验都有一个明确的目的,而说明同一个物理概念或物理规律的演示实验可以有好几个,教师要根据教材要求及设备条件精心选择实验器材,在实验室里先自我演示,确保在课堂上万无一失。对一些探究性实验,课前要能设计出多种探究方案,准备多种方案的实验器材,为学生在课堂上进行探究活动创造条件。例如在探究大气是否存在压强时,可以准备如下器材:玻璃杯、水、硬纸片、矿泉水瓶、塑料吸盘、两端开口的笔管等,这样学生在课堂上就能设计出多个显示大气压强存在的实验。既能达到建立大气压这一物理概念的目的,又能活跃课堂气氛,激发学习兴趣,培养学生的分散思维能力和科学探究精神。
二、要让学生积极参与课堂的演示实验
演示实验是教师为了达到一定的教学目的,利用课堂时间为学生演示,在操作的同时又引导学生对实验进行观察、思考和分析的一种物理实验教学。传统的课堂教学,演示实验通常教师演示,学生看;教师“导”的太多。学生“演”的太少,甚至有时教师直接充当“演员”,学生却变成了“观众”,这样不利于学生主体地位的发挥。演示实验有时受到可见度的影响,很多实验学生根本看不清,特别是坐在后排的学生,不同程度地限制和阻碍了学生智能和潜能的发展,不利于调动学生学习的自觉性和主动性。因此,在演示实验中,除了应积极引导学生观察、猜想、分析、归纳和总结外,还应在实验操作上让学生积极参与,使学生充分了解实验的方法、步骤及内容,从而加深学生对物理现象和物理规律的理解。有些探究性实验,教师还可提供实验器材,让学生制定探究方案,然后到前台来演示,并向其他同学展示探究结果。学生满怀兴奋与激情,参与寻找解决问题的途径和方法,对学生学好物理起到积极有效的作用。
三、做演示实验时,要注意引导学生分析实验
有些问题,即使老师从理论上说明了,学生也不信服或难以接受。教师可以先做演示,再作分析。如“把船上的石块放入水中,液面如何变化”?教师可先通过演示实验让学生一眼就看出“液面下降了”这一现象,然后再让学生从理论上阐述“下降”的原因,会收到事半功倍的效果。再如,进行电功率的教学时,教师可先做演示,将“220v,25w”与“220v,60w”的两只灯泡分别串联和并联后接入220v的电源上,观察它们亮度的变化。在学生获得感性知识的基础上进行理论分析,这样就顺理成章地达到一定的理性认识的高度,从而取得比较理想的教学效果。
四、演示实验的过程,也是启发学生积极思维的过程
教师应当设计一些富有启发性的问题,在关键时刻提问学生,让学生边思考,边通过演示实验来分析,以求达到培养学生思维的目。如讲浮力时,先用弹簧测力计测出重力相等的铁块和铁盒的重力,并强调它们的重力相等,都是铁做的。然后先把铁块放入水中,结果铁块下沉,问:若把铁盒放入水中会怎样?学生会产生争议,然后再做实验,这样既加深了印象又引起了学生的好奇心,实现使学生注意力的高度集中,激发了学生的学习动机。通过一系列的边演示边启发,教师和学生共同讨论,既活跃了课堂气氛,学生又能较好地掌握和理解物理规律。
五、变验证性实验为探究性实验
初中物理演示实验可分为验证性实验和探究性实验。验证性实验是对知识的正确与否加以验证,巩固和加深对基本规律和基本原理的认识。但学生的思维能力和创新能力得不到锻炼和提高,也不利于培养学生主动探索物理规律的能力。而探究性实验对培养学生思维能力、创新能力有独到的作用。正如爱因斯坦所说:“对真理的探索比占有更加宝贵。”因此,在教学中可把一些验证性的实验变为探究性实验,引导和启发学生参与到演示实验的全过程,让学生亲身经历和体验丰富的探究活动,逐步领悟科学探究的基本思想和方法,从而使学生由学知识变为探索自然规律,变被动学习为主动获取知识的目的。
六、合理运用多媒体,优化演示实验教学
演示实验教学范文篇9
第一,演示实验是教师利用课堂时间为学生演示,在操作的同时有引导学生对实验进行观察、思考和分析的一种物理教学方式。因而除基本操作和得出理论外,演示实验中应该还注意几点;
1.演示实验中应让学生积极的参与
传统的课堂教学,演示实验通常教师演示,学生看,但是很多实验学生根本看不清,特别是后边的学生。不同程度的限制和阻碍了学生智能和潜能的发展,直接影响学生实验心理素质的提高。因此,在演示实验中,应实验操作上让学生积极参与,让学生充分了解实验的内容,多次重复,加深印象,巩固记忆。
例如:在“电磁感应”一节的教学中,演示实验为边做边讲实验,收集)给学生发实验器材(干电池、电流表、原线圈、条形磁铁、导线),实验中让学生首先观察电流方向与电流表指针偏转方向的关系,再观察原线圈的电流方向与磁铁运动方向的关系,把直观的材料作为培养学生知觉、观察力的材料,引导学生仔细、准确地进行观察,然后引导学生讨论、研究、对比、总结出感生电流所引起的磁场方向与磁铁运动方向的关系,最后训练学生用科学的语言描述,并解释所观察到的现象,从而顺理成章地得出结论。可见,演示实验在教师指导下让学生参与,不仅有显示学生实验技能的机会,又能得到科学方法的训练及能力的培养,加深理解和掌握物理概念和规律,同时可领略物理学的思想,培养科学态度和科学方法。
2.适当运用多媒体
利用常用仪器、教具进行演示是一种最基本的手段,而应用多媒体课件可以使学生真正体会到物理学科的学习方法,提高学生观察及分析问题的能力。并让学生能清楚地看到明显的现象,直观地感悟到变化的规律。
如:凸透镜成像这一实验,在课件的演示中能让学生直观地感悟到,像距与物距的变化过程。从而得出物距变小时,像距变大这一规律,并让学生直观地看到特殊点成像的规律。从而让学生得到逼真的模拟,使学生认识加强。理解透彻。
3.注意实验的整体效应
在许多的实验中,实验的分散、脱节,让学生思维不同程度的受到干扰,试验的整体效应是一个不可缺少的。
例:在“功的原理”一节教学中,我把杠杆、动滑轮固定在同一演示板上,并用红纸条标好刻度,然后演示用它们提起重物的情况。这样既增加了实验的可视性,又便于学生注意用杠杆、收集)动滑轮做功的共同点,总结出使用机械不省功的原理。排除了分散实验对学生的思维干扰,提高了课堂效率。
4.实事求是的科学态度
实事求是是观察的基础,又是观察的重要品质和方法,也是未来科学工作者的基本态度。在物理实验教学中,要求学生坚持实事求是的科学态度,毫不含糊地尊重客观事实,以客观事实为依据。如实地记录实验中观察到的各种现象,甚至一个数据,一个标点符号,做到严格地把实验事实和自己对事实的解释区别开来。坚持实事求是的科学态度,不仅是提高物理实验质量的要求,也是增强学生的科学素质,培养创造型人才的需要。
例如,观察水沸腾的实验现象时,就明确提出以下观察目标:水开始加热杯底和杯壁上出现许多小气泡,这些小气泡将发生怎样的变化?加热的过程中,水的温度将怎样变化?随着温度升高,气泡将怎样变化?水沸腾时温度将怎样变化?将沸腾的水停止加热,水是否沸腾?引导学生明确观察目标,有目的、有秩序的进行观察,避免观察时手忙脚乱。由于温度计本身制造和环境气压的关系,水的实际沸点不一定是100℃,这时,教师应要求学生实事求是地记录数据,并分析、评估实验数据。
第二,学生实验是学生亲身去探究和体验的过程,是培养学生能力的一个重要方面,是培养学生能力的向导,通过实验可培养学生多方面的能力。能让学生在动手能力,操作能力得到提高的过程。
1.培养学生的观察能力
认真、细致、深入是观察能力的重要品质之一,也是科学工作者的基本素养和要求。收集)许多自然现象和实验中的物理现象,有时是稍纵即逝。只有认真、仔细地观察,才能捕捉到所要观察的现象;只有深入地观察,才能发现细微的变化和隐蔽的特征。物理实验的观察来不得半点马虎。如:上面说到的观察水的沸腾现象时,若不去认真,仔细的去观察,就没法总结水在沸腾过程中的规律。根据观察到的现象发现新的问题,促进进一步的观察和对观察材料的思维加工,辨别本质现象和非本质现象,去伪存真,得出正确的观察结果。
2.促进创新意识的形成和创新能力的培养
教师要适当引导,不使他们过多地碰壁。但是,教师也不可包办代替,要让学生经受挫折,从中总结经验教训,不断改进实验,发挥学生的创造性,从而获得成功,这样将会增加学生学习的乐趣,并得到更多锻炼。而且有利于培养学生的实验技能,增强学生思维的独创性。让学生对同一问题,善于全方位、广角度、多途径地去分析思考,从而发展了学生的求异思维和创新能力,撞击学生的创造灵感,促进创新意识的形成和创新能力的培养。如:在做“用天平和量筒测液体的密度”实验时,收集)充分把握学生设计实验环节和选择实验仪器的过程,是培养学生思维能力的好时机。有些学生把课本上的玻璃杯换成了口杯,在步骤上,有些学生把倒入部分盐水改为全部倒入,还有些学生在步骤上先称空杯的质量,再称倒入盐水后的总质量……,对学生肯动脑筋应给予表扬。在步骤上,肯定学生将盐水全部倒入的合理性,并让学生充分讨论先称空杯后再倒入盐水称总质量的做法是否可取,学生通过分析后得出这种方法在理论上是可以的,但在将杯中的盐水倒入量筒测体积时,收集)由于杯底和杯壁还粘有盐水,使测得的体积小于杯中原盐水的体积,会造成较大误差。学生最终会找到减小误差的好办法。这个分析的过程,会占用一定的时间,但是,学生在这个思考、分析、设计、否定、再思考、再设计、再评估的过程中,增强了减少误差的意识,变思维的单向性为多向性,培养了学生收集)的创造性和发散性思维能力。
3.充分发挥教师的主导作用,突出学生的主体地位
在学生实验中要充分发挥教师的主导作用,突出学生的主体地位。应充分相信学生,使学生主动参与,让学生独立设计实验,利用实验,发挥学生的主观能动作用,最大限度地调动学生自主学习的积极性和主动性。
4.实验后的反思
演示实验教学范文篇10
【关键词】演示实验;物理实验;实验室建设
物理学是一门实验科学。所有物理定律的形成和发展都是建立在对客观自然现象的观察和研究的基础上,物理演示实验可以使学生加深对物理教学内容的理解、巩固记忆、激发兴趣、诱导思考、纠正错误观念,能使学生真实感地看到支配物理现象的规律如何起作用,通过对实验现象的观察分析,学习物理实验知识,从理论和实践的结合上加深对物理学原理的理解,进一步提高学生综合素质与创新能力与科学素养。华北理工大学物理实验中心作为河北省省级实验教学示范中心,一直在努力探索建立以工科为主、适用于各类别学生、具备创新和开拓特色的人才综合培养新体系。2012年12月,物理实验中心顺利通过省级实验教学示范中心验收。在此期间,物理实验中心通过一系列理论研究与实践探索,在大学物理实验课程在现有的三大平台:基础实验、综合实验、设计性实验基础上,将大学物理实验课程进行模块化。将“基础实验”作为“通用模块”,全体学生必修;将综合实验、设计性实验针对不同专业培养计划,细化成相应的“专业模块”,不同专业的学生可在相应的“专业模块”内根据自己的学习兴趣自主决定选修内容。初步形成了“大学物理模块化”的课程体系。同时为配合开放式实验教学模式,依托校园网建立了物理实验中心网站,可实现网上选课、网上预约、浏览电子教案及典型教学案例、在线预习及模拟实验。在省级实验教学示范中心建设过程中,在学校的重视以及教务处等各部门的大力支持下,物理实验教学中心成功建设了3间演示物理实验室,教学内容涉及力学、热学、电学、光学、近代物理各个物理学分支的,开设60多项演示实验项目。在为大学物理课程提供教学辅助的同时,每学年面向全校理、工、文、法学院各专业学生开设物理实验欣赏公共选修课程供学生选修。近年来,从大学物理演示实验教学的培养目标出发,结合我校教学实际对如何培养学生的创新思维、探索精神和实践能力等方面对大学物理演示实验教学体系进行了如下探索性改革工作。
1演示实验课程紧密结合理论课程教学
物理课程教学是离不开实验课程教学的,而演示实验做为实验教学中的重要一环,既能增强学生对物理知识、物理现象的感性认识,又能培养学生的观察能力、思维能力和逻辑分析能力,因此,物理演示实验的教学在物理学课程的教学中有着非常重要的作用。首先,通过物理演示实验的教学方式,原本枯燥、抽象的物理概念和公式,经过一个动态的物理过程,变得生动、具体。其次,我们尝试改变传统的由教师演示、学生观看的课堂教学模式,在教学过程中引入启发式教学模式,增强与学生的互动,不仅可以大大调动了学生参与课程的积极性,而且还可让学生在思考的过程中领略物理学思维方法的魅力,培养严谨求实的科学态度与精神。最后,在课堂演示教学后,我们往往将相关知识点进行拓展,广泛与生活与实际应用相联系,启发学生思考相关物理现象对科学技术以及人类社会进步的影响与作用,从而起到良好的教书育人效果。在课堂教学过程中,我们将一些比较便携的实验设备直接带入课堂,直观的演示给学生们观看,如我们针对角动量守恒这一知识点,将角动量守恒演示仪带入课堂演示给学生观看;针对单缝、光栅衍射等比较抽象的知识点,直接将半导体激光器以及单缝、双逢、光栅片代入课堂,在课堂讲授相关知识点的同时,直观演示给学生观看。对于体积较大,结构比较复杂,不便于运输的实验项目,我们采取了录像给学生观看的方式,如针对波动中驻波的气体火焰柱演示,针对磁学中超导的超导小火车演示,我们在课堂教学中都在讲授相关知识点的同时,同步播放视频录像给学生观看,使得知识点更加形象具体,学生学习兴趣浓厚,教学效果良好。此外,为了给学生自学提供方便,打破课堂教学时间、空间的限制,我们将演示实验项目的视频开放提供在物理实验中心网站上,全校学生可自由观看,随时随地对自己感兴趣的内容进行自学。
2开展演示实验探究性学习
我们将大学物理演示实验分为验证性实验和探究性实验两大类。验证性实验是对一些物理定律的直观展示,而探究性实验则包含更广泛的物理原理与更多值得讨论的物理内涵。相对与验证性实验,其更能使学生通过演示物理实验课程的学习而得到思维方法与创新能力层面的锻炼,也更有利于培养学生的科研能力,为学生向更高层次迈进打下良好基础。在每学期我们安排有兴趣的学生走进演示实验室,观看相关理论课程的实验演示。此外,在演示实验课程教学中,教师精心地为每个实验设计了探究性思考题,鼓励学生参与动手实践,引导学生通过查阅资料、理论探究、实验探究、改进性探究、拓展性探究和应用性探究等多方面开展实验的科学探究。实验室全天开放,相关实验室均配备专职实验教师,可以对学生感兴趣的实验的提供深入的指导。在开展探究性学习的过程中,我们广泛鼓励学生自由结组,以校级、省级大学生创新实验项目为依托,对自己感兴趣的问题,自主选题,在有教师指导下自由申报创新项目,开展相关课题研究工作。如针对电磁感应现象,学生在观看了相关演示实验后,提出能不能将电磁感应的原理用于为鼠标提供电能,在教师的鼓励下,几名学生组成研究团队,申报了校级创新实验项目,并成功获得资助,此后通过查阅资料,设计方案,反复试验等环节,成功设计完成了自供电鼠标原型,相关项目也顺利通过验收结题。学生们在完成研究工作后,反映通过对课题的系统研究,全面锻炼了自己的动手能力、创新能力,为自己进一步发展,向更高层次迈进打下了基础。再如,学生观看了傅科摆的演示后,提出能不能将太阳能供电与傅科摆演示相结合,做成太阳能驱动的环保演示实验,在教师的帮助支持下,相关几个学生组成的研究团队也成功申报了校级创新实验项目。
3构建大学生科技创新实验室
在教学改革中,我们构建大学生科技创新实验室,在整合物理实验室现有多余的实验仪器或旧仪器,收集旧设备、旧散件、旧材料的基础上,添置多功能温控焊台、教学实践用组合电动工具等,结合学校每年举办的创新设计大赛,建设创新实践基地,面向全校学生开展创新竞赛,对富有创新性的项目给予软硬件支持。学生可以自行安排时间到创新实验室进行创新实践并有实验室教师给予针对性的指导,好的获奖作品针对性的予以陈列展示,启发学生的思维,结合我校现有3个演示实验室和现有实验室,逐步建立科技演示室、创新实验室、作品展示陈列室等。最大限度发挥基地为学生提供充分发挥潜力和创造力的平台的作用。促进学生学习的积极性,也培养学生的科研能力和合作精神。学生参与创新活动,推动和促进基地的建设和发展。实施过程中师生合作共同参与项目研究的全过程,创建“项目探究式学习”模式。同时采用“学生负责制”的方式进行“,学生负责制”是指学生自己负责提出项目的研究内容与实施方案,然后由教师组织学生讨论,论证实验项目的可行性。如项目可行,学生及自己组成的研究团队将主导整个研究过程。在实践过程中,我们的指导教师在学生的创新项目中择优进行推荐,成功申报立项全国大学生创新创业训练计划项目一项、河北省大学生创新创业训练计划项目一项、校级大学生创新创业训练计划项目十余项。
4引入启发式教学模式
面对不同专业、不同学科层次组成的学生,物理实验欣赏课程中我们引入了启发式教学模式。传统的演示实验课程往往是通过教师机械的操作实验仪器,讲解实验原理,学生被动接受知识的过程来完成的。而我们所采取的启发式教学模式,首先由教师带领学生观察实验仪器,分析仪器设备构造,这使得对于机器设备没有相关操作经验和基础的文科类学生也能了解一些基本的仪器设备知识,为进一步自己动手操作演示实验设备打下基础,在此基础上由教师提出问题,学生们动手操作演示实验仪器观察实验现象,在师生互动讨论过程中总结实验现象,分析其中物理机制。通过演示实验课的教学实践与不断改进,不仅提高了学生的动手能力,培养了学生的参与意识,增强主观能动性,而且让学生能自主发挥想象力,不受实验教材中条条框框的限制,真正实现了理论联系实际。开课以来,学生兴趣浓厚,经常是下课后还在实验室流连忘返,不是在观看实验演示,就是在探讨实验中的现象,或者思考在实践中的应用。他们普遍反映,演示实验仪器种类多、内容新,既有古老的经典演示实验,又有新的融合多种现代科学技术的演示实验,通过演示实验课的学习,大学物理的理论知识不再那么抽象、枯燥、平淡难懂了,变得直观、生动、有趣,对培养学生的创新能力有很大的帮助,且与现实生活联系紧密。
5结语
总之,通过演示实验进课堂,开放大学物理演示实验室,构建创新实验室的手段,实现理论与实验课程的精确衔接,我们探索构建了一套具有工科院校学科特色的课程体系。籍此培养学生主动学习精神,分析问题、解决问题能力,加强学生创新思维能力,锻炼学生社会实践能力,提高学生的社会核心竞争力。对通识教育体系下创新应用型人才的培养具有重要意义,并可为其他基础学科与专业课程教学改革提供相关经验与参考,探索出一条适合工科为基础的综合性大学基础课程体系改革之路。
作者:薄惠丰 魏 环 张占新 王凤鸣 胡鸿奎 单位:华北理工大学理学院
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