1.及時地維護實驗設備,保證所有實驗正常演示
我校負責演示實驗管理和教學的老師只有1名,并且只懂物理原理和規律,但對儀器內部構造一知半解。據了解國內高校的技術人員只懂儀器,但不懂物理原理和物理規律;教學人員懂物理理論,但對儀器一知半解,且兩方面溝通很少,雙方的缺陷都對教學效果產生負面影響。況且每個實驗內容只有1臺儀器,學生操作后有損壞。當儀器出現故障時,我校基本上從其他高校聘請專門人員維修,資金耗費巨大。要使演示實驗達到其應有的效果,實驗教師要不斷加強學習,對所有儀器都要依據說明書進行認真的鉆研和操作,及時維護實驗設備,保證所有儀器的順利演示。
2.充分調動教師積極性,合理的利用演示實驗教學
由于部分教師認為演示實驗很簡單,只講原理和現象,不做實驗,學生也能理解,便省略了演示實驗,這種教學方式不利于培養學生的觀察、獨立思考、探究規律的能力。而且我校大部分教師既承擔繁重的教學任務又兼任輔導員工作,工作量巨大,無心去設計和使用演示實驗。又考慮到大學物理學時少,內容繁多,長期以來教師只重視物理理論課的講授,很少有課堂演示實驗,導致相當一部分的學生失去了學習物理的興趣,不能達到預期的教學效果。演示實驗是大學物理教學中重要的教學手段,是建立物理概念、掌握規律和培養技巧的重要環節。直觀形象的演示現象,使得抽象、概括的物理概念更加具體,幫助學生進一步理解物理概念和規律,激發了學習興趣。
例如力學中的抽象概念———轉動慣量,很多教師反應授課比較困難,學生理解起來更困難,加上轉動慣量的實驗測定較復雜,大部分學生印象不深刻。然而,在演示實驗室學生坐在茹可夫斯基凳上,在雙手握啞鈴和不握啞鈴兩種情況下,只要通過伸開雙臂和收攏雙臂,便可直觀感受到角速度的變化,不僅使學生觀察到了系統角動量守恒現象,而且加深了對轉動慣量概念的理解,從而達到理論課難以達到的教學效果。由于課時和場地等條件的限制,不可能將所有相關演示實驗儀器搬到課堂上,因此我們還使用照相機或攝像機在演示實驗室拍攝儀器圖片和視頻,然后借助于photoshop軟件進行后期處理,視頻中包括教師演示和講解過程,這有利于吸引觀看教學視頻學生的注意力,有利于大大緩解物理演示實驗設備的不足,給物理學課程注入新的活力。總之,只有教師充分重視演示實驗教學,才能發揮演示實驗在物理教學中的作用。
3.進一步開放演示實驗室,為后續課程做鋪墊
針對我校演示實驗室的開放情況,為了進一步鞏固大學物理所授內容中的物理概念、物理規律和物理原理,在每學期大學物理結課后,組織學生以班為單位(40人左右)來參觀演示實驗室,由教師安排一次(4學時)在演示實驗室演示相關實驗內容,通過這個過程的演示實驗教學,學生不僅可以體驗和觀察那些因課內時間不足而沒有做的演示實驗,而且還能領悟其中所蘊含的巧妙設計技巧。通過觀察、思考、鞏固和復習,使學生對知識的理解掌握更加清晰牢固,一方面節省了學生的復習時間并提高了學習效率,另一方面演示實驗儀器的作用和功能得到了更有效的發揮,從根本上提高了學生的學習興趣,特別有利于學生理解后續專業課程的內容。
4.提倡開設與演示實驗有關的選修課
為了使學生了解物理與現代生活、物理與人類文明發展的關系,感受物理學中科學的思維方法,有效利用實驗室的現有儀器設備,同時拓展文科學生對大學物理學的學習愿望,每一學期面向全校開設《大學物理演示實驗》公選課,使學生有機會接觸到物理,有利于培養學生的觀察能力、分析能力、發現和解決問題的能力,提高學生的科學素養。
5.開展創新實踐活動,推動實驗室建設
為了給學生提供一個課外實踐和探究的平臺,為社會培養創新型人才,我校開展創新實踐活動,學校專門設置一個閑置房間,同時選擇一些動手能力強、實驗熱情高的學生參加演示實驗項目的開發和研究工作,學生提出切實可行的演示實驗方案,由實驗室提供必要的儀器設備和原材料,在指導教師參與下完成實驗項目,這樣不僅學生受到了極大的鍛煉,還培養了他們的科研能力和合作精神。現已經獲得成果如《水的電極化演示儀器》、《奧斯特電流磁效應演示儀器》,為物理演示實驗的改革創新提供了一個很好的平臺,既激勵了學生的創新精神,又推動了實驗室建設和發展。
6.結束語
物理演示實驗室是我校實驗室建設的一個重要組成部分,有著不可忽視的作用。結合海濱學院的辦學特色,如何在現有的演示實驗資源下,最大限度地發揮演示實驗室的作用是關鍵。本文從儀器設備、教師重視度、開放方式、選修課和創新實踐角度介紹了如何提高演示實驗的利用率。當然,我們的演示實驗室建設和應用處于不斷地摸索中,今后我們還將對此課題進行進一步深入地探討和研究,為應用型獨立院校的建設貢獻力量。
作者:趙玉娜 馬俊剛 趙彥霞 于娜 馬雪玲 呂金鐘 單位:北京交通大學海濱學院