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摘要：
大学物理课程是工科高校的基础教学内容，大学物理演示实验是大学物理教学的重要组成部分。本文阐述了高校大学物理教学现状，通过分析作者所在高校演示实验的教学情况，探索演示实验的新教学模式，充分发挥其对大学物理教学的辅助作用，优化大学物理教学质量和教学效果，激发学生学习兴趣，培养学生科学素养和创新能力。
关键词：
物理演示实验；大学物理教学；辅助作用
引言
物理学是自然学科的带头学科，是当代技术发展的最重要基础，其发展过程中形成的基本概念、基本理论、基本方法、基本实验手段都已经成为其他自然科学重要概念的基础和研究的手段［1］。
1.大学物理教学现状
目前，我国高等院校都已开设大学物理课程作为工科各专业重要的必修基础教学内容。大学物理是学习各自然学科的基石，涵盖了力、热、光、电等多学科的核心内容。其教学内容量大，涉及学科领域较广，教学内容和教学任务繁重。按照工科大学物理教学基本要求，大学物理的讲授学时为126学时，但据了解，我国高校往往达不到这一标准。笔者学校为工科类高等院校，大学物理的讲授学时为96学时，相较要求的标准少了30学时，共约占要求标准的72.6%。即便目前的学时量已经很少，但仍面临被缩减的命运。如何利用有限的课时讲授好大学物理课程，保证教学质量和教学的效果已经成为摆在我们面前的一个严峻问题。目前，大学物理的教学内容以经典理论、经典的定理、定律为主。近代物理和前沿科技内容较少，学生对近代物理部分内容掌握得不好。例如量子力学抽象的概念、相对论内容等，学生以往没有接触过这类内容，势必会不容易理解，如果能用简单直观的方式对近代物理抽象的定理定义进行合理解释，则定能收取得事半功倍的效果。目前国内外都已针对大学物理课程开设了大学物理演示实验，该类实验的设计简单，演示现象明显，演示原理、概念易于被学生感知、理解，因而能达到既缩短课时，又优化教学质量和教学效果的目的。
2.大学物理演示实验教学考核情况调查
笔者对自己所在高校进行了1个学期的大学物理演示实验跟踪调查，本校大学物理演示实验以集中授课形式开展，每班每学期有2个学时课程，以学生观看教师演示为主。演示实验采用的考核方式为：学生在课后撰写一篇自己感兴趣的实验题目的小论文。笔者通过学生撰写论文的情况研究分析演示实验在大学物理教学中所起到的积极辅助作用。对本学期一个组态包括4个自然班共173名学生的演示实验课程小论文书写情况进行研究统计分析，通过统计撰写各论文题目的数目了解学生所感兴趣的内容和领域。排名第一位为3D电影，共48人，占总人数的27%；第二位为锥体上滚，共37人，占21%；第三位为黑洞、时空弯曲，共26人，占总人数的15%；剩下的依次排序为鱼洗、普氏摆等。通过对上述演示实验论文题目的统计分析发现，学生对前沿科技、高新科技，更贴近现实生活的产业科技比较感兴趣，例如3D电影，黑洞，时空弯曲等。对物理学科和多学科交叉领域具有浓厚兴趣。笔者还对学生撰写论文内容进行了研究分析。分析显示，学生在撰写演示实验论文时，会自觉查阅相关的中英文前沿科研文献，掌握论文的书写格式，提高自我科学认知能力，提升自我科研能力和科研水平。例如，学生撰写3D影像技术论文时，针对3D技术这一物理前沿名词进行深入挖掘，给出3D技术的起源、发展史及发展历程，讨论裸眼3D这个新科技概念，提出实现3D技术的各项优缺点，讨论该技术在现实生活中的实际应用，即3D电影的商机，同时指出这一新科技存在的弊端：如容易引起疲劳、眼睛紧张、头痛等，提出呼吁在追求科技创新和商业利益最大化的今天，应更关注生命本身的科学价值观。在论文中，学生显露自己心声，渴望走进真正的物理，渴望大学物理教学内容不再是一个个物理名词、物理抽象符号、一系列数学公式推导，渴望看到物理学的理论知识更多地应用于实践中。总之，大学物理演示实验具有把复杂的物理理论用简单的演示实验诠释出来的独特优势。演示实验能将学生以往的记忆性知识和生活所感所见相结合，从而有效缩短学生理解抽象理论的时间，达到缩短课时、提高教学质量的目的，更好地激发学生学习物理的兴趣，给学生更多学习的动力。我们要不断完善大学物理演示教学，使之与理论课程相配合，不断探索演示实验教学新模式，充分发挥其辅助作用。
3.演示实验新教学模式的探索创新
（1）讲授理论课程中，加入与其相关的演示性实验。例如讲授导体静电屏蔽的尖端放电内容时，可以把尖端放电组合仪器拿到课堂上进行演示，让学生通过感官实际理解尖端放电效应，了解尖端放电效应在现实生活中的应用（避雷针、静电除尘等）。找出学生感兴趣的点，更好地激发其好奇心与求知欲。
（2）将演示实验课程制作成慕课微小视频，在课堂上播放，或者上传到教务处网站上，或者分享到与学生共建的网络平台上，还可将与演示实验相关的文献、视频上传，以方便学生查阅和下载，从而能够让学生在较短时间内更深入地理解抽象的物理科学理论。
（3）开放实验教学，营造自由开放的研究氛围，建立容忍失败的创新文化。将演示实验室定时开放，让有兴趣的学生有充分的时间观察研究在实验课上没有操作过的实验，为学生营造自由的创新研究环境。
（4）加强演示实验网络空间的建设，使网络空间成为学生获取知识的有效途径，现代大学生本身对电子产品和互联网利用率较高，对其有浓厚兴趣，可以利用学生的这一特征建设演示实验网络空间，实现网上预约实验室，可在校园网络平台上实现预约［2］。还可利用手机下载客户端预约软件APP，或建立演示实验微信公众号完成演示实验室的预约，以达到节约时间、提高效率、节省人员开资的目的。
（5）提倡多元演示实验考核办法。演示实验的课后考核多以书写实验报告、论文形式为主。书写实验报告有利于学生掌握实验原理、实验过程撰写小论文，能够提高学生发现问题积极查阅文献，掌握撰写论文格式等能力。然而，我们不提倡采用单一的考核方式，而是采用书写和操作相结合的多元实验考核方式，从而达到更好的教学效果。
4.结语
物理学本身就是一门实验科学，所有自然学科都离不开实验基础，实验是科学理论的基础和检验标准，是修正理论错误的依据，是发现新理论的起点［3］。因此，我们要把演示实验课程与大学物理理论课程有机结合起来，充分发挥演示实验对物理课程的补充和辅助作用，秉承理论教学与实践教学并重的教学理念，在授课中融入演示实验，转变传统演示实验教学模式，引入开放式实验教学，创建演示实验网络平台，提倡多元实验考核办法［4］。演示实验具有现象直观、操作简单的特点，相信充分利用好演示实验一定能优化大学物理教学质量和教学效果，拓宽学生的视野，培养学生良好的科学素养，创新思维，以及对新时代科技前沿的敏锐触角。
作者：郭晓娇 单位：沈阳化工大学数理系
参考文献：
［1］郑文珍.工科大学物理教学与改革几个两难问题的分析与讨论［J］.物理通报，2015（4）.
［2］金桂，黄小益.姚敏，等.在大学物理演示实验教学中培养学生的创新思维能力［J］.物理通报，2014（5）.
［3］张丰强，余仲秋.漫谈物理学中的科学精神［M］.河南：河南人民出版社，2010.
［4］李贤丽，秦显荣，牟海维，等.大学物理演示实验教学模式的改革与实践［J］.科教导刊，2013（4）.
