【摘 要】大学物理演示实验通过观察直观有趣的物理现象，能有效激发学生的学习兴趣，有助于学生对理论知识的理解和掌握，从而培养学生的实验动手能力和科技创新能力。本文主要结合自己的教学谈谈如何组织物理演示实验课程教学，提高教学质量。
【关键词】大学物理演示实验；教学探讨；教学方法；教学手段
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1671-0568（2016）14-0072-02
物理演示实验课程以对丰富多彩的物理实验现象的观察、思考、定性或半定量分析为主，不深究严格的物理理论，不要求对实验结果做出准确的定量分析，而是充分展示演示实验的趣味性和在描述物理概念上的直观性、易接受性，使理工科的学生能够巩固和加深对已学物理概念的理解，能对尚未学到的物理知识建立一个直观的、定性的概念，以激发学生求知探索的欲望，提高实验动手能力和科技创新能力；对于文科的学生，通过观察神奇的物理演示现象，聆听老师对相应物理知识的介绍，能够更容易地理解物理，了解自然科学，了解科技进步对人类文明的贡献，全面提高综合素质。对物理专业的学生，可以采用物理课随堂演示，以弥补理论授课的抽象性的不足，增添知识学习的趣味性，激发学生的学习兴趣，从而培养学生的创新能力。物理演示实验课程被公认为是一门提高学生综合科学素质的有效课程，目前很多大学都建立了演示实验室。
一、实验开发与教材建设
2011年，我校根据自身条件和需要开始建设物理演示实验室，2013年演示仪器全部到位并验收完毕，开始对外开放。目前已开发出演示实验项目70项；为满足教学需要，根据实验室现有的仪器编写《物理演示实验》讲义一部。本讲义由导学系统介绍，力学和热学、电磁学和光学演示实验组成，其中导学系统介绍项目1个，力学和热学实验项目20个，电磁学实验项目22个，光学实验项目27个，共计70个演示实验项目。每个实验项目分别按实验目的、实验原理、实验操作、注意事项几个部分进行介绍。在论述上尽量避免繁杂的物理公式，力求深入浅出，多使用实物照片及其结构简图对物理演示实验项目进行说明，使学生看得懂，会操作，以达到物理演示通识教育的目的。实验内容重视与物理理论课程中的知识点紧密结合，有针对性地对知识点安排了一定的演示实验，大部分实验项目的实验原理属于中学物理知识，只有少数项目的实验原理是大学物理的内容，可以很好地帮助学生进一步巩固已学知识，接受新知识，并了解物理知识在生活中的应用。
二、教学方法与教学手段
1. 教学方法
采用启发式和现象分析模式相结合的教学方式，通过演示丰富多彩的实验现象，让学生尽量详尽地描述实验现象；老师通过合理设置疑问，引导学生讨论实验原理，将物理理论知识与实验现象相结合，使学生成为实验中的主角，充分调动学生的积极性，激发学生的求知探索欲望；发挥老师的主导作用，让学生成为演示实验教学中的主角，充分调动学生的主观能动性，采用多样化的演示形式。
（1）导学系统演示。导学系统包括“力和热”“振动和波”“电磁学”“光学”“近代与综合”及“物理百科”六个类别。学生可以提前通过导学系统观看实验，培养自学能力，了解物理知识。该导学系统中的演示实验项目较少，本实验室中的很多实验项目在导学系统中没有，但也有些导学系统实验项目是实验室没有的。
（2）学生演示。对实验原理简单、易操作的简单实验，要求学生在预习的基础上，分组演示实验现象，分析实验原理，并与现实生活结合，探讨其应用。老师做补充，并有针对性地提出问题，为学生创造一个思考、探索的空间。
（3）教师演示。对于演示实验危险系数较大和实验原理比较复杂的实验，如高压放电、洛伦兹力演示仪等，则需要在老师的讲解和监督下完成。
由于演示实验操作简单，所以一节课演示的实验项目较多，一般10～12个。教师在教学时，要改革授课内容，按学科划分演示实验项目，注意内容之间的关联，并将实验繁易结合。同时采取一定措施，让学生提前做好实验预习。实验教学以学生为中心，老师起到引导作用。对物理专业学生，主要由学生演示并讲解实验项目，老师做必要的补充，对操作复杂或危险系数大的实验项目仍由老师演示，或在老师的监督下演示。对非物理专业学生，主要由老师讲解，在讲解引导学生利用学过的物理知识解释实验现象，并联系实际，了解这一现象在生活中的具体应用，讲解尽量深入浅出，语言通俗易懂。应注意对文、理科学生，物理专业与非物理专业学生的要求程度不同，开设的实验项目不同，讲解的侧重点、深度不同，理科学生要求尽可能在原有实验基础上有创新性或探索性的想法。
2. 教学手段
根据教学需要，采取以下辅助教学手段：
（1）合理开发和利用现代信息技术手段进行教学。可以利用导学系统让学生直观观看实验项目，此外开发出电子课件供多媒体教学使用，采用多媒体授课与实物演示相结合的教学手段。
（2）自制图片讲解实验原理。对光学中成像原理可采用自制光路图进行讲解。
（3）自制与实验仪器原理相同的简易仪器讲解其原理。对一些不能拆卸、内部结构不易看到的仪器，可以采用制作与之结构相同的简易仪器演示其现象与原理，使学生更容易接受，如望远镜、窥视无穷演示仪、透光铜镜等。
三、考核方法
1. 平时成绩占10%：主要考查学生回答问题及分组演示情况。迟到一次扣2分，旷课1次扣5分，另计。
2. 实验报告成绩占40%：学生选择自己感兴趣的实验，有重点地完成一定数量的演示实验报告。实验报告的内容应包括实验原理、实验现象、回答实验问题、实验心得及实验创新（这一点要求主要是针对理工科学生）等。
3. 期末考查占50%：期末完成结业论文一篇或制作演示小仪器，设计制作演示实验仪器给分较高，鼓励学生动手制作仪器。
考核方式重视学生的课堂表现，将之计入平时成绩；重视学生动手设计和制作能力，将之计入期末成绩。
四、教学效果
目前演示实验室已经对本系应用物理专业大一新生开放，对外系开设了物理演示实验公共任意选修课，并且对参加实验培训的中学教师和成人高等教育学员及周边中小学开放。从教学实践情况来看，主要有以下成效：
1. 有效提升了学生对抽象理论的理解，增强了理论教学效果。有的学生看完一些演示实验现象后，才对以前课堂上学过的原理真正深刻理解。
2. 提高了学生的思维能力。有的学生做完演示实验后，提出了很多有创意、有探索性的想法，有效培养了学生思维能力，体现了素质教育的成效。
3. 对文科专业学生，能够将有趣的实验现象与所学的物理知识相结合，了解物理知识在生活中的应用，从而达到科技知识普及的目的。
4. 中学教师和成人教育学员表示演示实验项目很有趣，对于今后的教学工作很有帮助。
5. 自演示实验室建成后，不断有周边中小学学生前来参观，孩子们对演示实验很感兴趣。
五、存在的问题
1. 教学条件
我校物理演示实验室位于惠远楼地下室，现只有一间，面积160平方米，仪器摆放不能按学科区分，另外由于面积限制影响到上课人数，每次课程只能采取分组实验，一般每组15～20人。我校演示实验室有待进一步扩大规模，改进实验室条件。
2. 演示实验仪器数量
目前我校演示实验室是新疆最大的演示实验室，仪器70套/台，但与内地很多大学相比，实验仪器数量较少，南京大学力热、电磁学与光学演示实验室有上百套仪器，与之相比，我校演示实验室还需要进一步遴选、优化演示实验项目，引进实验仪器。
本课程是一门新课程，任课老师还需要进一步总结教学经验，不断改进教学方法，提高教学效果。相信不久的将来，演示实验室在培养学生创新能力、提高教学效果方面必将起到积极的推动作用。
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（编辑：王春兰）