民办院校自制大学物理演示实验教具的研究与实践

摘 要：自制物理演示实验教具的研究，一直以来都是民办院校大学物理实验教学中一个不能忽视的部分。自制演示教具由于其简便易用、生动活泼的特点，它不仅可以激发学生的学习兴趣，让学生容易理解身边的物理规律，同时可以改善实验室器材的不足，在物理演示实验中占据重要地位。本文通过调查自制演示教具使用现状，对自制演示教具的作用进行了分析，在自制物理演示实验教具方面得到一些经验与成果，这也可为其它实践课程的改革提供理论依据。

关键词：民办院校;大学物理;自制演示教具;实践研究

一、前言

诺贝尔物理学奖获得者杨振宁教授曾说过：“自制的仪器永远比买来的好”。《物理课程标准（2011年版）》中在对于实验室课程资源的开发中提出“除专门配备的仪器外，应该提倡师生利用身边物品、器具、材料等进行物理实验”。提倡师生就地取材进行教具的自制，可以辅助物理概念的教学，实验教学不再局限于实验室的仪器和学生实验的课程安排，为物理实验教学提供了更多自主探究的机会。大学物理学科是一门专业性很强的实验科学，物理规律的发现、建立以及发展都离不开物理实验。物理学以实验为基础，并以演示实验为检验标准，自制演示教具在物理演示实验中占据重要地位。

在教学改革的浪潮下，国内关于自制物理实验教学教具的研究明显增多，对该课题的重视程度明显增加，促使了很多自制演示教具的诞生，自制演示教具认可度逐年提升。然而，国内高校对自制演示教具重视度低，演示教具的实际应用情况不容乐观。尤其是民办高校，存在物理实验基础设施不够完善、实验课不单独开设、不受非物理专业学生重视等问题，对自制演示教具重视度不够导致演示实验的使用比例和自制演示教具的使用频率都很低，远远没有达到预期的要求。

虽然许多学者对自制教具的研究进行了改革尝试与实践，也取得了不少成绩，但面对民办院校的特殊性，还应进行不断改革探索与实践。

二、自制大学物理演示教具的作用

（一）在导入新课环节中的应用

兴趣会对人的认识和活动产生积极的影响，新课教学的引入就如同戏剧的“引子”，也如同影视剧的“序幕”。自制演示教具的教学把抽象、难以理解的物理概念和原理转化为具体、通俗易懂的知识，符合学生的认知需求，使学生易于理解、掌握和记忆，把自制演示教具用于导入新课，可以极大地激发学生的兴趣。自制演示教具应用于导入新课环节的方法及注意事项如下：

例如，由赵近芳主编的《大学物理简明教材第3版修订版》第七章《静电场》，在“导体的静电平衡”这一小节中，尖端放电应用是该节的难点。为了激发学生的学习兴趣，攻克难点，在这节导入新课环节中，制作由放电球、放电尖端以及表示云层和建筑物的两个导体盘（上下盘）组成的避雷针仪器装置。应用过程：在导入新课环节，首先向学生展示避雷针自制演示教具，介绍教具结构，吸引学生学习兴趣。其次，进行演示实验，将两导体盘加上静电高压后，让学生观察实验现象。最后，学生观察到在放电球附近出现剧烈的火花放电现象，教师对实验进行总结。避雷针实验器材简单、效果显著，作为导入环节引入实验，能激发学生听课的兴趣和探究的欲望，让学生对尖端放电原理充满了求知的渴望。在课堂上模拟避雷针放电原理，弥补了课本原有实验的不足，在课堂上也收到了很好的效果，学生为电火花现象而惊叹，活跃了课堂气氛，让学生感知生活中处处有物理。同时可以在观看实验现象的同时，让学生理解尖端放电原理，对于本节尖端放电的应用有了更深刻的认识，从而达到了教学目的。

（二）在新课讲授环节中的应用

物理学科中抽象的物理概念和规律决定了具有逻辑性强、抽象化的特点，学生学起来比较费力，意味着在新课讲授过程中，如果能够将这些抽象的物理概念和规律通过实验演示变得通俗易懂，通过物理现象和物理过程形成鲜明的表象，被学生所接受，这就再好不过了。自制演示教具在新课讲授环节中应用的方法为：首先在引出一个知识点时，可通过教具的一步步操作，引导学生的探索;在通过现象，让学生思考;最后，结合课本知识，解释现象，总结物理规律。

例如，由赵近芳主编的《大学物理简明教材第3版修订版》第三章《刚体力学基础》，在“刚体定轴转动的角动量定理和守恒定律”一节中，合力矩为零的条件下，角动量守恒是该节的重点。为突破重点，在新课讲授环节中使用“茹科夫斯基椅”自制演示教具。应用过程：在新课讲授环节，教师让学生坐在可绕竖直轴转动旋转的“茹科夫斯基椅”上，手握哑铃，让其将两臂伸直。让其他同学推动转椅使转椅转动起来，然后让学生收拢双臂，可看到学生和椅子的转速明显加大，两臂再次平伸直，转速会减慢，进行多次重复，直至停止。

教具向学生分别演示伸直和收拢双臂对转速快慢的影响，得出探究结论：双臂是否收拢是影响转速快慢的因素，收拢双臂，转速越快，反之亦然。通过结论引导学生得出对于定轴转动的非刚性物体，其上各质元对转轴的距离是可以改变的，即转动惯量J是可变的。“茹科夫斯基椅”教具材料简单、效果明显，作为新课讲授环节引入实验，能满足学生对学习知识的需要，有利于学生理解刚体定轴转动的角动量守恒这一物理量的概念。

三、结语

大学物理自制演示教具是大学物理教学中不可或缺的一个环节，它对于民办院校理工科学生学习物理具有很大帮助，在当前的课程改革中备受重视。在往后的大学物理实验教学实践中，力求从自制演示教具的制作和应用等方面继续进行改革探索与实践，寻求更多的突破点，提出具体措施，使得大学物理自制演示教具的研究焕发出应有的生命力。

参考文献：

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