毛书哲、胡永金、陈伟、周小红
(湖北汽车工业学院理学院物理实验中心 湖北 十堰 442002)
摘要:大学物理演示实验是物理实验与理论联系的桥梁,它通过对具体物理过程和物理现象的展示,加深学生对物理原理的理解,能极大的激发学生的学习兴趣,提高学生的科学素养,培养学生的创新意识,所以物理演示实验教学在新工科教学改革背景下会越来越重要。湖北汽车工业学院演示实验教学精选实验项目、注重考核方式、改进和自制实验仪器,取得了良好的教学效果。
关键词:演示实验教学、科学素养、创新意识、考核
一、引言
物理学是一门古老的自然学科,是现代科学技术发展的基础。从本质上说,物理学是一门实验科学。每个物理概念的建立和物理规律的发现都要以严格的实验事实为基础,并且不断受到实验的检验。物理实验是科学实验的先驱,体现了大多数科学实验的共性,在实验思想、实验方法及实验手段等方面是各学科科学实验的基础。
大学物理演示实验是物理实验与物理理论的桥梁,物理演示与探索实验通过对具体物理过程、物理现象的展示,把复杂难以理解的物理原理通过直观的图像生动地演示出来,加深了学生对相关物理概念和理论的理解,很容易激发学生的学习兴趣、从而引起学生的求知与探索欲望,从而提高学生的动手能力和培养学生的创新思维。
二、湖北汽车工业学院演示与探索实验室简介
湖北汽车工业学院实验室201现拥有室内面积约900平方米,实验设备160余台(套)。设有集教学演示、科学探索和科普展示于一体的大厅1个约600平方米,文化走廊1个约70平方米,多功能展播厅2间约200平方米(在建)。实验项目集科学性、趣味性、通俗性及应用性于一体,实验内容主要涉及物理学中的力、热、光、电磁及近代物理五大部分,同时兼顾电子、机械、信息、材料、能源等学科内容,实验展示手段有实物、模型、图片、动画等。
目前实验室依托理学院在完成正常教学、科研任务的同时,还面向全校及鄂西北地区积极开展社会化科普服务。
图1湖北汽车工业学院部分物理演示实验仪器
三、湖北汽车工业学院演示与探索实验教学模式
湖北汽车工业学院演示与探索实验室始终坚持“演示实验回归课堂”的理念,紧紧围绕激发兴趣、拓展视野、培养科学思维方式和科学人文精神的目标服务课堂教学。目前,湖北汽车工业学院演示与探索实验目前作为大学物理实验中的一个实验项目进行实验教学。自2019年投入教学使用以来,共有3000多名本科生进行了预约学习。通过学生的反馈,学生对演示实验兴趣浓厚,评价良好。
3.1精选演示实验项目,激发实验兴趣
目前,湖北汽车工业学院可以开出的演示项目有114项,我们从中精选外燃式高温热发动机演示、大型蒸汽机工作原理演示、双气缸史特林热发动机演示、GPS全球定位系统演示、远程无线充电演示、记忆合金、电磁炮、太阳能发电、核能发电等30项实验项目进行教学。这些实验项目应用性强,能增强学生科学素养,较贴近本校学生人才培养目标。
3.2改变考核方式,注重科学思维的培养
实验采取学生讲解和实验报告两种方式进行考核。讲解部分要条理清晰,实验现象及其物理原理要讲明白。最终的实验报告,更注重该实验项目的应用性和拓展性,以及其中的物理故事。这种考核方式更能培养学生的科学素养。
3.3改进和自制演示实验仪器
其实物理演示仪器不一定很复杂,只要可以演示物理现象,反映一定的物理原理就可以作为演示仪器。例如公道杯,一个一次性杯子和一根吸管就能演示出虹吸原理。通过改进和自制演示仪器,可以提高学生的动手能力,培养学生的创新意识。
四、总结
随着新工科形式下的大学物理及实验教学改革,物理演示实验在教学中的重要性会越来越高。物理演示实验集科学性、通俗性、趣味性于一体,更能激发学生的学习兴趣、提高学生的科学素养、培养学生的创新意识,为学生今后的工作学习打下良好的基础。
参考文献
[1]杨武.提高大学物理演示实验学习效果的教学模式探索[J].大学物理实验.2020
[2]郭东琴.大学物理演示实验教学探索[J].科教文汇.2019
[3]唐琼.能力为导向的大学物理演示实验教学探讨[J].物理通报.2018
[4]杨鹭.通识教育背景下物理演示实验教学方式探索.科技视界。2017
基金项目:湖北汽车工业学院教学研究项目:基于地方高校演示与探索实验室的资源建设与开放共享的探索与实践 项目编号(JY2019062)
作者信息:毛书哲,湖北汽车工业学院,讲师,主要从事大学物理实验的教学与研究。