大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)與對外開放實(shí)踐

時間:2022-11-18 09:39:06

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大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)與對外開放實(shí)踐

摘要:重點(diǎn)從教學(xué)方式、管理與開放機(jī)制、對外開放的講解方式及改進(jìn)的建議策略等方面闡述了我校大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)走廊與天文科普館教學(xué)與對外開放的探索與實(shí)踐.

關(guān)鍵詞:演示實(shí)驗(yàn);天文科普館;對外開放;講解方式

大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)是將抽象的物理知識通過具體的物理演示直觀、形象地呈現(xiàn)出來,引導(dǎo)實(shí)驗(yàn)者分析與觀察物理現(xiàn)象,激發(fā)實(shí)驗(yàn)者的學(xué)習(xí)興趣,有效地將理論知識傳達(dá)給實(shí)驗(yàn)者,充分體現(xiàn)了讓實(shí)驗(yàn)者自己動手的創(chuàng)新思維模式.演示實(shí)驗(yàn)的主體既可以為教師也可為學(xué)生,既可在課堂內(nèi)進(jìn)行,也可在課外進(jìn)行,教學(xué)方式靈活多樣,內(nèi)容豐富多采.為促進(jìn)我校物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與創(chuàng)新,拓展演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)與對外開放的功能,全面提升以學(xué)生為核心的科學(xué)素養(yǎng),我校購置一批包括力熱光電的大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)儀器,建立了物理演示實(shí)驗(yàn)走廊.另外,還建立了天文科普館,里面包含由南京中科院生產(chǎn)的大型天文望遠(yuǎn)鏡-施密特格林折反射式望遠(yuǎn)鏡,及各種小型望遠(yuǎn)鏡,這些演示實(shí)驗(yàn)均已用到教學(xué)與對外開放.

1演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)探索

1.1演示實(shí)驗(yàn)走廊的授課

我校物理演示實(shí)驗(yàn)走廊占地面積140m2,里面包含近70多種演示儀器,這些儀器包含了力、熱、光、電、磁各部分知識點(diǎn),且大多易于操作、現(xiàn)象明顯.要上好一門物理演示實(shí)驗(yàn)課,首先得有課前準(zhǔn)備,包括教師與學(xué)生,教師在擁有扎實(shí)的專業(yè)理論知識的同時還得自己動手調(diào)試好各項(xiàng)演示實(shí)驗(yàn)儀器.比如說,龍卷風(fēng)模擬的霧化部分是否有足夠的水,激光琴的孔位有沒有對齊等等.愛因斯坦說過興趣是最好的老師,所以說教師還得制定課前預(yù)習(xí)PPT,讓學(xué)生提前預(yù)習(xí)物理演示實(shí)驗(yàn)的理論知識,讓他們對即將學(xué)習(xí)的課程感興趣.由兩位教師負(fù)責(zé),學(xué)生分為4組,一組學(xué)生大概8到10位不等,讓他們輪流做演示實(shí)驗(yàn).一次演示實(shí)驗(yàn)課3課時,其中兩個課時讓學(xué)生自己輪流演示實(shí)驗(yàn),觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象.最后一個課時由教師講解、演示,滿足學(xué)生求知的好奇心及系統(tǒng)的給學(xué)生們講解理論知識.課后讓學(xué)生選擇自己感興趣的演示實(shí)驗(yàn)自己動手做教具,比如萬花筒、肥皂膜裝置,小型龍卷風(fēng)模擬等.從演示實(shí)驗(yàn)的課堂效果可以看出,此種課堂氛圍活躍,學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與參與率大幅度提高.學(xué)生通過自己的探索及教師的演示與講解,對理論內(nèi)容有了更深層次的理解與深刻的記憶.

1.2天文科普館的授課

天文館共4層,其中天文科普館在第3,4層,占地面積300多m2.在天文館上課時,一般在天文館的第3,4層,首先在第3層利用多媒體講解一些天文理論知識及平時的一些拍攝圖片,比如太陽黑子、月亮、土星、獵戶座等等.在天氣允許的情況下帶學(xué)生到第4層的天文圓頂利用施密特-格林折反射式望遠(yuǎn)鏡觀看星空,一般情況下在晚上最容易觀察到的是月亮,在白天最容易觀察到的是太陽與太陽黑子.其實(shí)學(xué)生最感興趣的是晚上去天文館觀察月亮,每節(jié)課去看到的月亮都不同,有月初、滿月、月虧等.

2演示實(shí)驗(yàn)的管理與開放講解方式

服務(wù)社會是大學(xué)教學(xué)與科研向外延伸而形成的高校四大職能之一,大學(xué)要盡力發(fā)揮知識與資源優(yōu)勢,實(shí)現(xiàn)服務(wù)社會的發(fā)展目標(biāo).實(shí)驗(yàn)室對外開放是大學(xué)直接服務(wù)于社會.我校演示實(shí)驗(yàn)儀器在教學(xué)使用的基礎(chǔ)上,在進(jìn)一步提高它的利用率,定期向周邊中小學(xué)、青少年少年宮、大學(xué)生、天文愛好者組織、社會人士等開放,提高全民天文科普教育.以下簡單介紹我校演示實(shí)驗(yàn)室的管理與開放方式.我校物理演示實(shí)驗(yàn)走廊與天文科普館由專人教師負(fù)責(zé),主要負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、日常設(shè)備管理、報修等工作.定期對本校大學(xué)生及周邊中小學(xué)生、社會人士開放后,教師就擔(dān)負(fù)起對外界人員實(shí)驗(yàn)室管理登記和在學(xué)生中選撥、培訓(xùn)參觀接待人員等.培訓(xùn)的接待參觀人員需要從事服務(wù)工作、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容講解、簡單實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)室安全知識講解等.由學(xué)生與教師共同組成的管理團(tuán)組,定期值班,檢查儀器狀況,保證每次演示活動都能順利進(jìn)行.所有的實(shí)驗(yàn)儀器都分類存放,且有自己的編號、名稱、存放地點(diǎn)、產(chǎn)地及生產(chǎn)年號等.根據(jù)這些內(nèi)容建立了數(shù)據(jù)庫,便于查詢儀器設(shè)備的增減、損壞、丟失與更新,更方便于演示實(shí)驗(yàn)儀器的借出與歸還登記天文科普館的參觀人數(shù)單批次可達(dá)400多人,在參觀時學(xué)生分組,安全地依次進(jìn)行.在學(xué)校周邊區(qū)域有著良好的聲譽(yù),也是學(xué)校參觀科普的一大亮點(diǎn).

從開放對象可以看出,不同的參觀者就得用不同的講解方式,比如,對于中小學(xué)生,這個群體對物理認(rèn)識處于一種懵懂的狀態(tài),通過觀看物理實(shí)驗(yàn)的演示,講解者以提問的方式進(jìn)行互動,引導(dǎo)其觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,培養(yǎng)對物理學(xué)習(xí)上的興趣與感性認(rèn)識.對于大學(xué)生,大學(xué)生對物理實(shí)驗(yàn)有一定基礎(chǔ)的了解,在對聲、光、熱、電、力等理論方面做系統(tǒng)地了解后,以教師為輔,學(xué)生為主,鼓勵大學(xué)生自己動手演示物理實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)主觀能動性,積極探索,大膽創(chuàng)新,透徹理解演示實(shí)驗(yàn)的原理,提出不同見解,適當(dāng)嘗試改進(jìn)實(shí)驗(yàn)器材和操作方法,利于師生交流.對于社會群體,組織參觀學(xué)習(xí)活動,普及物理知識,科普大眾等.觀察物理演示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,結(jié)合生活現(xiàn)象,引導(dǎo)其關(guān)注生活中的物理信息提高社會各界對物理學(xué)發(fā)展前景的關(guān)注,促進(jìn)社會文化發(fā)展.

3演示實(shí)驗(yàn)室改進(jìn)的建議策略

3.1加強(qiáng)演示實(shí)驗(yàn)在物理學(xué)中重要地位的認(rèn)識

演示實(shí)驗(yàn)是大學(xué)物理學(xué)中必不可少的輔助課程,演示實(shí)驗(yàn)可將枯燥的、難理解的物理知識直觀有趣的用演示儀器展示出來.學(xué)生可通過自己動手制作自己感興趣的物理演示實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)的效果是否明顯直接關(guān)系到學(xué)生對理論知識的理解程度與信任度.演示實(shí)驗(yàn)增大了學(xué)生對物理的學(xué)習(xí)興趣及培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力.然而有些教師認(rèn)為物理演示實(shí)驗(yàn)可有可無,采用滿堂灌方式教學(xué),不夠重視.

3.2加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)課程資源的建設(shè)

加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)課程資源平臺的建設(shè),在其中應(yīng)該建立大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)課程,我校這項(xiàng)的建設(shè)還在初步階段.建議教師與學(xué)生拍攝演示實(shí)驗(yàn)動畫和自己設(shè)計制作的演示作品,并配有圖文解說及相關(guān)內(nèi)容的討論區(qū)域,形成了一整套完整的演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源.其中也包含生活中常見的物理常識、天文科普知識、不定期地放置用大型天文望遠(yuǎn)鏡拍攝的太陽黑子、月亮在一個周期中完整的月相及星座等內(nèi)容.通過編輯做成視頻文件,方便學(xué)生從網(wǎng)絡(luò)課程資源平臺上直接觀看.

3.3保證演示實(shí)驗(yàn)資源使用質(zhì)量

在物理演示實(shí)驗(yàn)走廊上課的過程中,重點(diǎn)遵循科學(xué)性、趣味性、有效性、可重復(fù)性與互動性原則.在這幾項(xiàng)中,我們的演示實(shí)驗(yàn)儀器的可重復(fù)性不高,大多都有易損性,一次實(shí)驗(yàn)做久了就會出現(xiàn)各種小問題.例如雅各布天梯,它是由一對上寬下窄、頂部呈羊角形的電極,在20~50kV高壓下,兩電極最近處的空氣被擊穿,形成大量的正負(fù)等離子體,即產(chǎn)生電弧放電.但是,每次在擊穿兩電極最近處的空氣時,與電極相接的最近處的塑料硬板會被擊穿而碳化,下次使用時就得刮掉被碳化的部分.久而久之,塑料硬板就沒法用了.建議儀器的質(zhì)量問題得有保障,才有長久、安全的物理演示實(shí)驗(yàn).

4結(jié)語

我校大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)走廊與天文科普館的教學(xué)與對外開放方式已經(jīng)取得良好的發(fā)展趨勢,相信學(xué)生通過物理演示實(shí)驗(yàn)的操作練習(xí),能在知識的理解程度、探究、創(chuàng)新方面得到提高,中小學(xué)生及社會人士通過參觀實(shí)驗(yàn)室、我們的講解及簡單的實(shí)驗(yàn)操作大大的提高他們對物理學(xué)知識的興趣及科普知識面.但我校大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)走廊與天文科普館目前仍處于發(fā)展階段,在規(guī)模與理念上還需要借鑒其他這方面做的好的高校.在現(xiàn)有的條件下,教學(xué)與對外開放的各項(xiàng)流程、儀器的質(zhì)量問題等都將繼續(xù)完善.

參考文獻(xiàn)

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作者:溫小靜 王小懷 吳燕丹 黃曉璇 文瑩瑩 單位:韓山師范學(xué)院物理與電子工程學(xué)院