大学物理演示实验的DIY应用与实践

2014-03-29冯中营

大学物理实验 2014年4期

冯中营

(太原工业学院，山西太原 030008)

物理学不仅是一门基础理论科学，而且也是一门实验科学。物理学中概念的确立以及定律和原理的产生和发展，都是以大量的实验事实为依据，并不断受到实验实践检验的。大学物理实验一般分为为工科学生开设的基础物理实验、为物理专业学生开设的专业物理实验及物理演示实验三类。物理演示实验一般属于基础实验范畴，但因其独特的作用与特点，在物理实验教学中具有非常重要的意义。本文大学物理演示实验的DIY指实验仪器的DIY及实验过程的DIY。

1 我校大学物理实验现状

我校为以工为主，涵盖工、理、经、管、文、法、艺七大学科门类，多学科相互支撑、协调发展的应用型本科学校。故我校大学物理实验主要是面向工科学生开设的基础实验，涵盖力学、热学、光学、电磁学、近代物理等方面的实验内容。近几年开始建设大学物理演示实验室并开展实验项目。

结合大学基础物理实验教学改革，提出了大学基础物理实验DIY学习方法。DIY是英文do it yourself的缩写，本意指自己动手做，简言之，就是“亲历亲为”。将这个概念应用到大学物理实验教学中，目的是使学生在实验过程中提高自我学习的能力。激发兴趣，激活思维，树立信心，自我反思是DIY学习方法的核心思想［1］。现在将DIY方法应用到大学物理演示实验。

2 大学物理演示实验的作用与特点

2.1 大学物理演示实验的现状

之前大学物理演示实验一直未得到重视，国内高校中演示实验的内容及项目一般都较少，只要个别院校的大学物理演示实验内容丰富，成规模并且为一个独立的实验体系。演示实验并没有像传统分组操作实验那样被重视，演示实验一直处于几乎被忽略的边缘。我校之前几乎没有任何物理演示实验，随着物理教学及物理实验教学的发展，发现演示实验必须被重视，大学物理演示实验在整个的物理实验教学乃至物理教学中都有着十分重要的地位与作用。越来越多的高校也在加大力度建设大学物理演示实验室。

2.2 大学物理演示实验的作用

(1)演示实验能增强理论讲授的说服力。演示实验可以生动形象的展示物理现象与规律，使本来枯燥无味的物理学变得生动形象，提高学生的学习兴趣［2］。

(2)演示实验能激发学生的求知欲。演示实验可以使抽象的概念等变得简单易懂，引起学生的注意力，激发求知欲。

(3)演示实验可以培养学生的观察力和综合归纳物理规律的能力。上物理课前让学生观察一个演示实验，引入当堂课，让其说出能够发现的问题及规律性，有利于学生能力的培养及物理知识的讲解学习。

(4)物理教学中的演示实验更能体现物理学是一门实验科学的特点。传统的物理教学就是理论推导计算，物理学慢慢失去了其实验性与生活性，通过演示实验可以让学生发现物理学就在身边，学习物理学能够解释许多生活中的现象，避免工科学生感觉学习物理无用，从而产生厌学的心理。

(5)高科技含量较高、与生产生活密切相连的演示实验对引导学生走向科学前沿具有积极的意义。演示实验可以演示许多最新的高科技的问题，使得高科技融入生活。

3 大学物理演示实验DIY制作

物理演示实验仪器一般都是购买的成套的产品，国内也有些高校自己制作部分物理演示仪器。从自制物理演示实验装置的教改试验中发现，探究性学习和学生的主体地位是表里关系，只有探究性学习才能实现学生的主体地位。进行探究性学习的关键，是要有学生认为值得探究的真正的难题。难题是探究的对象，它能激发学习动机。教师在教学中的主导作用，在于帮助和引导学生发现难题。难题因人而异，因此学生真正的难题不是由外界设定的任务，而是在学习的过程中由学生自己的兴趣引导确定的工作目标。自制物理演示实验装置给学生提供了一个选择自己的难题的机会［3］。在物理课及实验课上均可以提前布置DIY物理演示仪器题目，做为期末考核的一部分，学生可以根据自己的爱好及专业特长选择制作不同种类的大学物理演示仪器。

我校物理实验室也在号召鼓励学生通过大学生科技创新项目等制作物理演示仪器，通过物理演示仪器即可以锻炼学生的能力，又可以促进学生的学习，同时可以补充实验室的演示仪器，而当其他同学观看到自己身边的同学制作的演示仪器时又可以激发其上进心，从来促进对学生的人才培养。

4 大学物理演示实验DIY的实践与探索

4.1 大学物理课堂演示

大学物理课堂演示就是把与物理理论课课教学内容相关的演示仪器带进教室，或者提前让学生DIY相关内容的物理演示实验仪器设备或者装置，讲到某内容时即由教师或者学生演示与之相关的实验，帮助学生对该内容的理解和记忆。这样的演示最直观，效果也是最好的。但较大的演示仪器搬动起来不是很方便，这限制了课堂演示的实行。

4.2 多媒体演示

随着多媒体教学的普及，用 Flash，Authorware等软件编写的多媒体课件能动态地演示复杂的物理过程，一些与物理相关的多媒体资料也可用于物理实验演示。可以把物理演示实验的过程通过录像录下来，带到教室演示。还可以把我校没有但其他高校有的演示实验的视频通过多媒体演示，达到资源共享，在资金及实验条件不乐观的条件下开展物理演示实验。

4.3 物理演示实验室演示

在进行物理实验教学时，专门安排2-4学时的物理演示实验内容，组织学生进入专门的大学物理演示实验室进行实验演示。在实验室内学生通过集中观察演示仪器并亲自DIY操纵，加深其对物理学所学内容的掌握，促进物理学的教学。

4.4 楼道走廊挂画演示

楼道走廊挂画演示是利用楼道走廊的宣传挂画进行物理实验演示的一种方式，在楼道内布置物理演示实验相关挂画，既可以促进整个实验中心的实验室文化建设，又可以让学生在课下时间学习到有益的物理知识［4-5］。

4.5 网络演示

在网络如此发达现代教育中，多媒体网站是非常好的演示物理实验的途径。可以把物理演示相关的演示实验视频、图像等资料上传到网站，供学生利用电脑或者手机观看演示实验内容。学生也可以把其DIY的演示实验仪器的演示拍成视频上传到网站供其他同学学习。即使学生不上物理课或者实验课甚至在毕业之后，也可以根据个人兴趣来参与物理演示实验的制作分享与网上讨论探讨。