文科物理演示实验教学模式的调研与思考

王世燕，袁顺东，魏丽霞

(中国石油大学(华东)，山东 青岛 266580)



文科物理演示实验教学模式的调研与思考

王世燕，袁顺东，魏丽霞

(中国石油大学(华东)，山东 青岛 266580)

大学物理演示实验是文科专业学生了解物理知识的重要途径。通过问卷调查方式，了解了我校物理演示实验室在文科生中的使用情况，分析了其中所反映出的问题，并提出了相应的对策。最后针对文科大学物理教学，给出了基于物理演示实验的教学建议。

物理演示实验；文科教学；大学物理

物理演示实验是大学物理实验的重要教学手段，通过对物理现象的实物展示，将抽象的物理原理、规律形象化和具体化，以帮助学生增加感性认识，提高学习物理的兴趣，加深理解大学物理教学内容，进而培养分析问题和解决问题的能力以及创新思维能力[1-3]。同时，物理演示实验也是理论与实践相结合，素质教育与兴趣爱好相依托的一门综合性课程，是科学素质教育的重要环节。

根据教育部高等学校非物理类专业物理基础课教学指导委员会2004年12月下发的《非物理类理工学科大学物理课程教学基本要求》中“大学物理课程的主要内容都应有演示实验”、“提倡建立开放性的物理演示实验室”、“有条件的学校可以开设选修课”的精神，中国石油大学(华东)以东营校区原有的物理演示实验室和物理展示厅为基础，在青岛校区新建了目前的物理演示实验室。实验室功能定位为“服务课堂教学，展示物理前沿，传播科学文化，培养创新能力”。从建设运行至今，实验室致力于服务大学物理课堂教学与改革、对全校开放以及大学生科技创新活动等，取得了一系列显著的成果。

随着时代的发展和高等教育教学改革的深化，高校已充分认识到提高文科学生科学素养的重要性。鉴于此，许多高校针对文科专业开设了大学物理课，并探索出了一系列行之有效的做法[4-7]。通过为文科学生开设物理课，一方面可以提高他们的科学素养，培养创新意识和能力，树立科学的世界观；另一方面，也有利于人文教育与科学教育的融合以及复合型人才的培养[8]。我校自2004年开始在英语、俄语、法学等专业也开设了文科大学物理。考虑到文科生的物理基础、思维习惯和认知特点，为了使学生对物理课感兴趣，真正有所收获，教学中除了授课内容上区别于理工科学生，力求浅显易懂以外，在教学形式上也应该尽量多让学生接触观察物理演示实验[4，9-11]。因此，物理演示实验室的建设也应兼顾文科大学物理教学及开放参观的需要。

为促进物理演示实验在文科生中的普及与推广，提高文科大学物理的教学质量和效果，我们通过问卷调查的方式，了解了广大文科学生的看法和期望，总结了实验室在建设中存在的不足并提出了若干解决对策。最后，根据当前我校物理演示实验室在文科学生中的使用现状，对文科大学物理的教学提出了一些建议。

1 物理演示实验室在文科生中的使用现状调查分析

受学科发展影响，文科生对物理科学知识的掌握有待提高，而物理演示实验以直观的演示现象可以成为他们掌握物理知识的重要途径。因此，了解物理演示实验室在文科生中的使用现状是非常有必要的。针对开放物理演示实验室这一问题，我们设计了一份较简单的调查问卷，共包含9个问题，对我校文学院部分文科生发放了150余份，其中回收有效问卷122份。调查内容及结果见表1。

2 调查问卷所反映的问题及对策

2.1 调查问卷所反映的问题分析

从调查内容1可以看出，几乎所有同学都知道学校的物理演示实验室，其中对实验室了解的超过2/5，这部分同学应该有进入实验室参观学习的经历，但只是局限于知道的学生超过了一半。对于调查内容1中那些了解演示实验室的学生，根据调查内容2的结果来看，学生的了解途径主要还是靠老师及同学的介绍。可见，实验室还需要采取多种手段和措施加大宣传力度。

从调查内容3可以看出，超过一半的文科学生觉得物理演示实验对他们的学习是有帮助的，且小部分学生觉得帮助较大。这说明物理知识以及直观的物理实验对于文科专业的学习是可以起到促进作用的，体现了文理融合的必要性。但也有为数不少的文科生认为物理演示实验对他们的学习基本没有帮助。这就需要我们重新整合物理演示实验针对文科学生的教学内容。一般来说，演示实验可以帮助文科生理解物理现象，同时也能培养他们的逻辑思维能力，对他们的学习应该是有帮助的。该项调查也让我们反思，演示实验针对文科生的教学内容以及教学方法还需进一步提高与改善。

对于调查内容4，学生认为物理演示实验在提高动手能力、拓宽知识面方面对自己最有帮助的比例。

表1 物理演示实验室文科生使用现状调查表

续表

注：若问题1回答“没听说”，则后面各题不用作答。

相差不大，二者之和占到了3/4，而认为对理解物理知识最有帮助的只占1/4。这说明文科学生更注重物理演示实验对自己能力的提高和视野的开拓，对单纯的物理学习并不十分看重。

根据调查内容5和6的结果，七成的文科同学认为实验室的开放时间比较合适；近三成的同学觉得开放时间太短，满足不了他们的参观要求。而在参与调查的学生中，不少学生都希望通过物理演示实验自己动手进行相关制作，了解物理基本原理及相关应用，这就需要我们根据文科生的特点，适当设计扩充实验内容。

根据调查内容7的结果，物理演示实验在实验内容的趣味性方面是最吸引人的，这其实也是物理演示实验最显著的特点之一。从表中8可以看出，绝大多数的文科生对现有的实验器材感到满足，认为目前的演示实验室能基本或很好的满足他们的需求；少部分人认为实验室里的设备有些少，不够全面，希望能够增加实验演示内容。对于调查项目9希望增加的实验内容，文科生对不同的物理分支表现出了不同的兴趣。常言道：“兴趣是最好的老师”，激发学生的学习兴趣是提高课堂教学效果的关键。了解了学生的需求和兴趣后，我们就可以有针对性的适当增加某方面的内容，吸引更多的文科生进行物理实验，促进他们对物理知识的掌握学习。

2.2 针对调查问卷所反映问题的对策及建议

(1)学校应出台相关政策，鼓励和支持物理演示实验室的建设，各文科类学院教学办公室也应该重视宣传有关物理演示实验室开放的相关信息，鼓励学生积极参加。

(2)利用多种途径进行演示实验室的宣传。例如，在物理课上穿插对实验室的简介，留出2个以上学时由老师带队进实验室参观。我们已经面向全校开设了《物理演示实验》公选课，还可以开设专门面向文科生的公选课[12-14]，以扩大选课的文科生规模。在实验室门口放置宣传板、安装宣传电子屏等。另外还可以通过建立网站和微信公众平台等多种网络手段。目前，我们已经创建了“中国石油大学大学物理演示实验室微信公众平台”，通过该平台的使用，加大了物理演示实验室的宣传力度，并使学生及时了解关于实验开放的时间和内容，使用效果良好。

(3)在教学方式上可以更加灵活一些。例如，在开放式教学中，教师可以让学生亲身体验一番，让他们自己预习好后，讲给他人听，也可以做成电子版的视频，在开放的时间公映，效果也会不错。教师还可以在每次课结束后设置一个实验题，让学生自己带着问题，回去思考实验方案，然后到实验室验证自己的想法。这样既调动了学生的积极性，又锻炼了他们的动手实践能力。

3 基于物理演示实验的文科大学物理教学

文科大学物理教学有别于工科大学物理，在教学中必须采取合适的方式、方法。以物理演示实验为教学手段，针对文科大学物理教学，我们提出以下建议：

(1)发掘现有教学资源，建立一种“以现象演示与精讲讨论相结合”的教学模式。在该教学模式下，通过建立演示实验与文科大学物理的一体化教学方案，对理论知识和实验进行合理、有机的整合，达到提高教学质量的目的。文科学生由于物理的理论基础薄弱，如果一开始就讲述理论，学生会觉得枯燥、不好接受，难以调动学习气氛。教师可以先演示物理现象，引起学生的学习兴趣，然后再一步一步由浅入深地讲授原理。这要求教师能善用、巧用实验，使实验演示到知识的讲解水到渠成。例如在讲解电磁感应时，可以“电磁炮”的演示为切入点。电磁炮装置是通过炮筒线圈通电后，使线圈中炮弹产生感生电流而将炮弹从炮筒中推出的现象。教师同时还可以与学生一起上网查询有关电磁炮的信息和视频，例如美国为“星球大战”研制的电磁炮武器，以及关于自制简易电磁炮的视频等，引导学生讨论，进而展开电磁感应的讲解。这样可极大激发学生的学习兴趣，并帮助他们更好的理解掌握电磁感应理论。

(2)将探究性实验引入到文科物理课程教学中[15]。为了适应研究性教学改革的要求，针对部分授课内容可以引入探究性实验。一方面可以让文科生有机会亲自感受物理实验的过程和美妙之处，另一方面可以锻炼他们提出问题、分析问题、解决问题的能力，以及自学能力、动手能力、创新能力等。教师挑选若干合适的题目，提供实验室场所，给定几周的时间，协助提供某些实验材料，由学生完成选定的实验。已有的实践证实，这种文科大学物理中的探究性实验可以取得良好的效果[15]。

(3)精心设计教学方式及教学内容。文科大学物理不应是理工科物理的压缩，它的教学体系应力求显示出物理学的整个全貌及物理学与技术科学、人类社会发展的关系[16]。多数演示实验装置结构简单、原理直观，但却是很多高新技术和工程应用的缩影[17]。因此，可以充分结合日常生活中的实际问题进行理论讲解，小到身边的物理现象，大到现代科技，比如避雷针、加湿器及静电除尘设备等，它们在实验室中都有直观有趣的演示仪器。这些常见的物理应用有利于创造学习物理的环境，能增进文科生对物理科学的认识，激发他们的学习兴趣，加深对概念、原理的理解[18]。这不但可以弥补文科学生物理知识的不足，也能有效地提高文科学生的科学素养。

(4)加强教师业务能力的培养。教师作为课堂教学的组织者和学习环境的创设者，应充分发挥主导作用，丰富物理知识的储备，加深对内容的理解，努力挖掘物理演示实验的内涵，也即我们常说的：“要给学生一杯水，教师应有一桶水。”作为文科大学物理的教师，除了需具备丰富的物理专业知识外，还应有较高的人文素养及丰富的人文知识，才能开展“充满人文色彩”的物理教学[5,19]。因此需要教师投入更多的时间与精力，真正把教学摆在重要位置，这样才能使课堂变得丰富多彩，吸引更多文科学生参与到物理的学习中去。

4 结 语

物理学对培养文科学生的科学素养有着至关重要的作用。物理演示实验室作为传播物理知识的重要场所及途径，它的建设与推广不仅能使文科学生掌握物理知识的内容、规律，更能学习物理学发展中发现问题、解决问题的思想和方法，使学生朝着文理结合的方向全面发展，因此具有重要意义。

根据对调查结果的分析总结，我校的物理演示实验室建设在针对文科教学上还存在一些不足。相信经过不懈的探索和努力，实验室会日趋完善，从而吸引更多文科学生走入奇妙的物理学世界。同时多多借鉴其他高校的成功经验，使我校物理演示实验室在培养学生的创新精神、实践能力和科学素质等方面发挥更大的作用。

[1] 陈海苓，殷实，戴国民，等.大学物理演示实验室的建设与实践[J].大学物理实验,2008,21(4)：96-98.

[2] 张小英，杜旭日，黄海波.大学物理演示实验室的建设与管理[J].实验室研究与探索,2012,31(10)：401-403.

[3] 姜成果.物理教学中演示实验的作用[J].大学物理实验，2006，19(3)：111-114.

[4] 赵在忠，童培雄，杨莉敏，等.演示实验和文科物理教学[J].物理实验,2003,23(6)：24-26.

[5] 徐婕，詹士昌，杨建宋.加强文科专业学生的科学素质教育——兼论文科专业开设大学物理课程[J].浙江工业大学学报(社会科学版),2005,4(2)：180-184.

[6] 陆文庆.文科大学物理课的教学探索[J].物理与工程,2010,20(4)：56-58.

[7] 于磊，王玫，王金良.以学生为本的“文科大学物理(人文类)”课程建设[J].高等理科教育,2014 (3)：102-106.

[8] 王亚芳，周惟公，高华.开设文科类物理课程的必要性和重要性[J].实验技术与管理,2008,25(11)：147-149.

[9] 丁智勇，倪致祥.文科物理中演示实验教学探索[J].阜阳师范学院学报(自然科学版),2009,26(1)：75-77.

[10] 刘丽妹，王凤鸣，魏环，等.挖掘演示实验的物理内涵充分发挥演示实验在文科物理教学中的作用[J].物理与工程,2010,20(6)：39-42.

[11] 李荣，侯庆军.面向文科学生的开放性大学物理实验教学改革新探[J].大学物理实验，2011，24(3)：116-119.

[12] 张智，谭建华，陈曙光，等.公选物理演示实验课程的教学管理与实践[J].实验技术与管理,2006,23(8)：109-111.

[13] 周菊林，梅孝安，李蓓，等.文科大学物理演示实验的开设与探讨[J].中国科技信息,2011(23)：216-217.

[14] 胡蓉.文科大学物理演示实验课程探讨[J].中国电力教育,2012(32)：86-87.

[15] 潘永华，高惠滨.把探究性实验引入文科“演示物理”教学的尝试[J].实验室研究与探索,2009,28(11)：147-149.

[16] 倪光炯，王炎森，钱景华，等.改变世界的物理学[M].上海：复旦大学出版社,2007.

[17] 李海宝，刘炳胜，金永君，等.新形势下大学物理演示实验的利用[J].实验室研究与探索,2009,28(4)：109-111.

[18] 许世军.大学物理实验与演示实验的一体化教学改革[J].物理通报,2001(3)：17-19.

[19] 马丽珍，马君，师玉荣，等.文科物理课程教学的探索与实践[J].高等理科教育,2009(3)：106-108.

Investigation and Reflection on the Teaching Mode of Physics Demonstration Experiment for the Students of Liberal Arts

WANG Shi-yan,YUAN Shun-dong,WEI Li-xia

(China University of Petroleum,Shandong Qingdao 266580)

The demonstration experiment of college physics is an important way for liberal arts students to understand the physics knowledge.The usage situation of our physics demonstration laboratory in the liberal arts college students is examined through a questionnaire survey.The existing problems from the questionnaire result are analyzed and the corresponding solutions are proposed.Finally,the teaching suggestions based on physical demonstration experiments are given for college physics teaching in liberal arts specialties.

physics demonstration experiment；liberal arts teaching；college physics

2016-05-24

中央高校基本科研业务费专项资金资助(15CX02077A)；中国石油大学(华东)实验教学改革项目(JYA2014 02)

1007-2934(2016)05-0141-04

G 642

A DOI：10.14139/j.cnki.cn22-1228.2016.005.036