大学物理演示实验教学与对外开放实践

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摘要：重点从教学方式、管理与开放机制、对外开放的讲解方式及改进的建议策略等方面阐述了我校大学物理演示实验走廊与天文科普馆教学与对外开放的探索与实践．

关键词：演示实验;天文科普馆;对外开放;讲解方式

大学物理演示实验是将抽象的物理知识通过具体的物理演示直观、形象地呈现出来，引导实验者分析与观察物理现象，激发实验者的学习兴趣，有效地将理论知识传达给实验者，充分体现了让实验者自己动手的创新思维模式．演示实验的主体既可以为教师也可为学生，既可在课堂内进行，也可在课外进行，教学方式灵活多样，内容丰富多采．为促进我校物理演示实验教学改革与创新，拓展演示实验教学与对外开放的功能，全面提升以学生为核心的科学素养，我校购置一批包括力热光电的大学物理演示实验仪器，建立了物理演示实验走廊．另外，还建立了天文科普馆，里面包含由南京中科院生产的大型天文望远镜－施密特格林折反射式望远镜，及各种小型望远镜，这些演示实验均已用到教学与对外开放．

1演示实验的教学探索

1．1演示实验走廊的授课

我校物理演示实验走廊占地面积140m2，里面包含近70多种演示仪器，这些仪器包含了力、热、光、电、磁各部分知识点，且大多易于操作、现象明显．要上好一门物理演示实验课，首先得有课前准备，包括教师与学生，教师在拥有扎实的专业理论知识的同时还得自己动手调试好各项演示实验仪器．比如说，龙卷风模拟的雾化部分是否有足够的水，激光琴的孔位有没有对齐等等．爱因斯坦说过兴趣是最好的老师，所以说教师还得制定课前预习PPT，让学生提前预习物理演示实验的理论知识，让他们对即将学习的课程感兴趣．由两位教师负责，学生分为4组，一组学生大概8到10位不等，让他们轮流做演示实验．一次演示实验课3课时，其中两个课时让学生自己轮流演示实验，观察实验现象．最后一个课时由教师讲解、演示，满足学生求知的好奇心及系统的给学生们讲解理论知识．课后让学生选择自己感兴趣的演示实验自己动手做教具，比如万花筒、肥皂膜装置，小型龙卷风模拟等．从演示实验的课堂效果可以看出，此种课堂氛围活跃，学生的学习兴趣与参与率大幅度提高．学生通过自己的探索及教师的演示与讲解，对理论内容有了更深层次的理解与深刻的记忆．

1．2天文科普馆的授课

天文馆共4层，其中天文科普馆在第3，4层，占地面积300多m2．在天文馆上课时，一般在天文馆的第3，4层，首先在第3层利用多媒体讲解一些天文理论知识及平时的一些拍摄图片，比如太阳黑子、月亮、土星、猎户座等等．在天气允许的情况下带学生到第4层的天文圆顶利用施密特－格林折反射式望远镜观看星空，一般情况下在晚上最容易观察到的是月亮，在白天最容易观察到的是太阳与太阳黑子．其实学生最感兴趣的是晚上去天文馆观察月亮，每节课去看到的月亮都不同，有月初、满月、月亏等．

2演示实验的管理与开放讲解方式

服务社会是大学教学与科研向外延伸而形成的高校四大职能之一，大学要尽力发挥知识与资源优势，实现服务社会的发展目标．实验室对外开放是大学直接服务于社会．我校演示实验仪器在教学使用的基础上，在进一步提高它的利用率，定期向周边中小学、青少年少年宫、大学生、天文爱好者组织、社会人士等开放，提高全民天文科普教育．以下简单介绍我校演示实验室的管理与开放方式．我校物理演示实验走廊与天文科普馆由专人教师负责，主要负责实验室建设、日常设备管理、报修等工作．定期对本校大学生及周边中小学生、社会人士开放后，教师就担负起对外界人员实验室管理登记和在学生中选拨、培训参观接待人员等．培训的接待参观人员需要从事服务工作、实验内容讲解、简单实验操作、实验室安全知识讲解等．由学生与教师共同组成的管理团组，定期值班，检查仪器状况，保证每次演示活动都能顺利进行．所有的实验仪器都分类存放，且有自己的编号、名称、存放地点、产地及生产年号等．根据这些内容建立了数据库，便于查询仪器设备的增减、损坏、丢失与更新，更方便于演示实验仪器的借出与归还登记天文科普馆的参观人数单批次可达400多人，在参观时学生分组，安全地依次进行．在学校周边区域有着良好的声誉，也是学校参观科普的一大亮点．

从开放对象可以看出，不同的参观者就得用不同的讲解方式，比如，对于中小学生，这个群体对物理认识处于一种懵懂的状态，通过观看物理实验的演示，讲解者以提问的方式进行互动，引导其观察实验现象，培养对物理学习上的兴趣与感性认识．对于大学生，大学生对物理实验有一定基础的了解，在对声、光、热、电、力等理论方面做系统地了解后，以教师为辅，学生为主，鼓励大学生自己动手演示物理实验，培养主观能动性，积极探索，大胆创新，透彻理解演示实验的原理，提出不同见解，适当尝试改进实验器材和操作方法，利于师生交流．对于社会群体，组织参观学习活动，普及物理知识，科普大众等．观察物理演示实验现象，结合生活现象，引导其关注生活中的物理信息提高社会各界对物理学发展前景的关注，促进社会文化发展．

3演示实验室改进的建议策略

3．1加强演示实验在物理学中重要地位的认识

演示实验是大学物理学中必不可少的辅助课程，演示实验可将枯燥的、难理解的物理知识直观有趣的用演示仪器展示出来．学生可通过自己动手制作自己感兴趣的物理演示实验，实验的效果是否明显直接关系到学生对理论知识的理解程度与信任度．演示实验增大了学生对物理的学习兴趣及培养学生的创新能力．然而有些教师认为物理演示实验可有可无，采用满堂灌方式教学，不够重视．

3．2加强网络课程资源的建设

加强网络课程资源平台的建设，在其中应该建立大学物理演示实验课程，我校这项的建设还在初步阶段．建议教师与学生拍摄演示实验动画和自己设计制作的演示作品，并配有图文解说及相关内容的讨论区域，形成了一整套完整的演示实验教学资源．其中也包含生活中常见的物理常识、天文科普知识、不定期地放置用大型天文望远镜拍摄的太阳黑子、月亮在一个周期中完整的月相及星座等内容．通过编辑做成视频文件，方便学生从网络课程资源平台上直接观看．

3．3保证演示实验资源使用质量

在物理演示实验走廊上课的过程中，重点遵循科学性、趣味性、有效性、可重复性与互动性原则．在这几项中，我们的演示实验仪器的可重复性不高，大多都有易损性，一次实验做久了就会出现各种小问题．例如雅各布天梯，它是由一对上宽下窄、顶部呈羊角形的电极，在20～50kV高压下，两电极最近处的空气被击穿，形成大量的正负等离子体，即产生电弧放电．但是，每次在击穿两电极最近处的空气时，与电极相接的最近处的塑料硬板会被击穿而碳化，下次使用时就得刮掉被碳化的部分．久而久之，塑料硬板就没法用了．建议仪器的质量问题得有保障，才有长久、安全的物理演示实验．

4结语

我校大学物理演示实验走廊与天文科普馆的教学与对外开放方式已经取得良好的发展趋势，相信学生通过物理演示实验的操作练习，能在知识的理解程度、探究、创新方面得到提高，中小学生及社会人士通过参观实验室、我们的讲解及简单的实验操作大大的提高他们对物理学知识的兴趣及科普知识面．但我校大学物理演示实验走廊与天文科普馆目前仍处于发展阶段，在规模与理念上还需要借鉴其他这方面做的好的高校．在现有的条件下，教学与对外开放的各项流程、仪器的质量问题等都将继续完善．

参考文献

1汪文明．大学物理演示实验教学研究：［硕士学位论文］．武汉：华中师范大学，2006

2钟志军，丁琦．大学物理演示实验室服务社会初探———以西安航空学院大学物理实验中心演示实验室为例．西安航空学院学报，2017（03）：94～96

3张小英，杜旭日，黄海波．大学物理演示实验室的建设与管理．实验室研究与探索，2012（10）：116

4王玉生，宋纳红．演示实验对大学物理教学的辅助作用．华北水利水电学院学报，2012，33（1）：183～185

5张保花，郭福强．大学物理演示实验教学改进的策略研究．科技视界，2016（25）：216～216

作者:温小静 王小怀 吴燕丹 黄晓璇 文莹莹 单位:韩山师范学院物理与电子工程学院