谈谈物理演示实验室的建设及实验教学实践

王全武，唐海燕，孙宝光，兰云飞，陈恒杰

谈谈物理演示实验室的建设及实验教学实践

王全武，唐海燕，孙宝光，兰云飞，陈恒杰

分析了建立物理演示实验室的意义，介绍了建设物理演示实验室的指导思想和具体做法，以及开展演示实验教学的实践和效果。

实验室建设；物理教学；演示实验；实验室管理

遵循“厚基础、突应用、强素质”的教学指导思想，我校大学物理实验教学中心在注重基础物理实验室建设的同时，加大了对演示实验室和提高性实验室的建设，强调物理演示实验在培养学生物理思维及兴趣方面的作用。中心现已建成占地面积超过500m3的演示实验室，实验项目涵盖力与波动、热学、电磁、光学等。

一、物理演示实验在人才培养中的作用

按照2008年版的 《理工科大学物理课程教学基本要求》，“大学物理课程的主要内容都应有演示实验，其中实物演示实验的数目不少于40个”，因此，演示实验室的建设是加强实践教学，达到基本教学要求的必要条件。现在大多数工科院校大学物理理论课程只开设2学期，教学内容涉及力学、光学、电磁学、热力学、近代物理等。课程内容深奥晦涩，教学多注重理论，而忽视物理现象。杨振宁先生说“现象是物理学的根源”，通过演示物理现象可增加学生对物理的感性认识，促进学生对物理学理论的理解。因此，建立演示实验室是十分必要的。

科学素养的培养需借助于科学课程的教学来实现。通过演示实验，可弥补大学物理课堂教学的不足，化抽象为具体，化枯燥为生动。演示实验不注重测量方法和基本仪器的使用，而注重物理原理的演示，更能激发学生的兴趣，有利于培养学生的创造思维能力［1］。从这个意义上讲，物理演示实验室是培养学生科学素养的平台。

观察能力是分析思维、创新能力的基础，而演示实验是培养学生观察能力的载体。借助于各种演示仪器，观察生动有趣的物理现象，可激发学生的求知欲，训练和提高学生的观察力及综合归纳能力。演示实验室建设，目的就是为培养学生能力提供一个良好的环境。

二、物理演示实验室的建设和管理

学校为加强物理演示实验室建设，投入了120万余元。建成的物理演示实验室面积达500m2，实验项目涵盖力与波动、热学、电磁、光学等共151个实验项目。建设过程中，重视声光电的综合应用，使演示实验室神秘而引人入胜。在实验室外墙及走廊，还建立了“物理学科学文化长廊”，介绍物理学发展的百年历史以及对人类有重大影响的物理人物和物理实验。

建立演示实验室的目的就是开阔学生的视野，培养学生的科学素养。演示实验的建设要求高标准选择实验项目和仪器，通过实验仪器所展示的现象能凸显某一物理规律的本质，既能让学生有耳目一新的感觉，也便于学生透过物理现象理解物理本质。同时，仪器的选择力求结构简单、操作方便；能激发学生的好奇心和求知欲，给学生留下深刻的印象；注重从物理现象到物理本质的体现。还要求仪器能综合体现现代科技的应用，如超导磁悬浮技术、光纤技术、激光全息、GPS定位测距等。

在物理演示项目的选择上，强调大学物理课程内容与演示实验的一致性。这样可以通过物理演示实验，帮助学生加深和拓展对物理课程内容的理解，并了解其应用。物理演示实验室的建设和仪器的选择也要体现学校办学特色。目前我校石油工程和冶金工程专业获批国家级特色专业建设点，化学工程与工艺专业获批市级特色专业建设点，机械设计制造及其自动化、自动化、无机非金属材料工程等专业为校级特色专业建设点。因此，演示实验项目要与学校的办学特色相结合。如选择游梁式抽油机（磕头机）、石油分馏设备、记忆合金等，既有助于认识物理原理，又能反映专业特色。

为保证实验室的正常运行，充分发挥实验室在物理教学中的作用，加强和完善管理是非常有必要的。演示实验室作为开放实验室来管理，实行教学与管理一体化的管理模式。由于演示实验仪器项目多，但单个项目只有一台，要保证教学的需要，对仪器的维护要求就很高。我们要求指导教师与实验人员共同进行管理，并在教学过程中及时对仪器进行维护。

作为开放实验室，其日常管理由演示实验室主任负责，指导教师在上课过程中做好开放记录，实验人员做好仪器维修记录。面向社会开放时，要有市民和来宾的参观登记。这一管理模式，确保了实验室的良好运行和实验教学的顺利开展。

三、充分利用教学资源，提高实验教学质量

演示实验是从辅助物理教学开始的。因此，一些物理教师对大学物理演示实验的必要性持怀疑态度；再加上实际中存在的一些问题，演示实验在大学物理教学中没有得到真正的重视，处于一种可有可无状态。近几年，随着演示实验室的建设和新的课程教学基本要求的颁布，以及社会对创新人才培养的需求，学校越来越重视演示实验室的作用，也越来越意识到物理演示实验对于培养学生科学素养和创新能力的重要性。

（一）坚持实验室开放制度

在实验室开放时间上，我们做到每周开放5天，每天开放8个小时。开放对象是全体学生。对学校所有学习大学物理课程的学生，演示实验作为课内实验开设，由任课教师组织和学生自主预约的方式进行实验。学习有关选修课的学生，也可以以非预约的形式到实验室进行自主学习或在教师指导下进行实验操作。

作为重庆市首家科普基地，演示实验室实行了开放活动周制度，长期向市民开放，每周六下午14:00～17:00为开放时间。通过向社会开放，吸引了大量市民特别是青少年来参与体验。报纸、电视、网络等媒体对我们演示实验室开放活动周的情况进行了报道。

（二）建立教学资源共享平台

为了提高演示实验教学效果，我们除了利用实物演示外，还注重网络平台的建设。实验演示和开放式的网络平台相结合，让学生广泛参与进来。我们录制了每个实验的视频，并将视频上传至大学物理实验教学中心网站。学生可以通过中心网站对所有的实验项目进行预习，还可以通过网络平台的师生交互系统与教师进行互动。物理演示实验不受时间和空间的限制，提高了学生的学习积极性，增强了学生学习的自主选择性。

（三）注重演示实验教学效果

演示实验教学采取“四步走”的方式。第一步，实验前提问。就实验现象及仪器本身提出一些问题或猜想，实行“猜谜式”教学。第二步，进行原理分析。演示实验仪器都较为简单，对有关问题，学生结合自己所学知识给出的答案往往会多种多样。在此基础上，教师讲解分析有关原理。第三步，演示实验现象。通过实验现象，学生的有些猜想或得到证实，再联系有关原理分析实验现象和结果。第四步，实验后提问。通过实验演示及对结果的分析，提出两个或多个问题留给学生思考，也可以作为课后作业，或要求以小论文的方式提交作业。

演示实验是物理实验的有益而必要的补充，对学生的实验能力和创新能力的培养十分重要。但演示实验室作为开放实验室，选课学生多、持续时间长、工作量大。为了巩固教学效果，提高实验仪器的使用效率，必须将物理演示实验纳入课程评价体系。学生的演示实验成绩，可就学生完成实验思考题、提交小论文或参与仪器的开发和制作情况，综合进行评定。

四、结语

我校物理演示实验室建设还在起步阶段，还有很多工作要做。但物理演示实验教学在人才培养中的作用已初步显现，它有利于学生创新意识、创新思维的培养。今后还要进一步加强演示实验室的建设与实验教学管理，不断完善演示实验室的功能，提高演示实验教学质量。

[1]王玉凤，等.开拓创新建设一流的物理演示与探索实验室[J].中国大学教学，2005（10）.

[2]陈海苓，等.大学物理演示实验室的建设与实践[J].大学物理实验，2008（4）.

[3]金雪尘.应用型本科院校物理演示实验室的建设[J].常州工学院学报，2007（3）.

G642.423

A

1673-1999（2012）03-0203-02

王全武（1972-），男，安徽金寨人，重庆科技学院数理学院实验师。

2011-11-15

重庆科技学院教改课题（201053）。