浅谈物理演示实验室在传统物理教学中的应用

摘 要：物理是基于实验的一门基础性学科，物理实验的类型多种多样。结合学院的教学实际，探讨运用新建的物理演示实验室开展辅助教学工作的意义，究竟哪种类型的实验需要运用演示实验教学，在运用演示实验教学过程使用中应该注意哪些问题将是本文研究的重点。

关键词：物理演示实验室；实验教学；实验室建设；实验室管理

物理演示实验室是面向物理第二课堂开发的实验教室，演示的内容涵盖了电学、力学、声学、光学等物理课堂涉及的大多数实验的演示，具有科技含量高、演示现象直观震撼等特点。演示实验教室的建设有利于师生在使用中根据实验现象对书本上生硬的知识点有了更形象和深刻的体会。作为辅助教学的手段为物理教学提供了极大的方便。

1 在士官物理教学中使用演示实验教室的意义

可以弥补传统实验仪器演示范围单一的现状。实验是物理教学的灵魂，但在传统物理教学中，由于现实条件和教学理念等原因，只注重知识的口头讲解，不重视实验操作，或在教学中只做比较简单的实验，导致实验仪器严重不足。加之教学改革持续深入以来，物理课程的教学理念也发生了很大变化，很多原来旧的实验仪器被淘汰，虽然学校增添了很多新实验仪器，但仍不能满足物理实验教学的现实需要。现在学院新建的物理演示实验教室，包括了大专士官培养课标中涉及的所有实验，原来很多做不了或因仪器不足不能做的实验都可以在物理演示实验教室中完成，解决了实验课上不足或因场地仪器数量不足，实验跟不上教学刚需的现象。

本身具有传统实验无可比拟的优越性。演示实验往往是针对物理现象本身开发的实验，运用特殊实验器材来重塑物理现象的实际。这样不仅可以做一些因自然条件限制在传统实验教学中无法做的实验，如真空状态下的物体自由落体运动；还可以随时控制实验进程、节奏，让实验结果更理想，让实验现象更明显清晰可见

2 在物理各类型实验中哪些实验需要在演示实验教室完成

实验是物理教学的灵魂。在士官物理实验教学中会碰到三大类实验，分别是探究性、演示型、操作型。在这几类物理实验中，笼统地来说都比较适合在物理演示实验教室完成。以往这些实验大都用多媒体的形式展示出来多是因为现实教学条件的限制，演示型实验如果运用多媒体技术去演示，不能保证每个学员都能对实验现象有深刻的体会。而在演示实验教室就可以很好地解决这个问题。探究型实验需要学员自主设计实验方案，演示实验教室内高端的实验仪器可以方便地帮助学生检验实验方案的正确性，学员在探究的过程中，会对物理这门学科产生更为浓厚的兴趣，避免了照本宣科带来的乏味和枯燥感。

以“能量穿梭机”在实验教学中的应用为例。机械能守恒定律的验证是物理实验中比较简单的实验，操作简单，实验仪器在传统的实验教室就有，一般操作过程也较为简单。但实际的实验效果并不理想，在正常的情况下实验数据也很难佐证“机械能守恒定律”。这个实验若用特殊实验器材来完成教学示范，操作步骤如下：

一、由于这个实验比较抽象，需要教员讲解实验原理；

二、学员根据原理，利用“能量穿梭机”进行实验，进行数据采集；

三、教员根据学员在实验中遇到的问题进行辅导答疑；

四、学员在对这个实验理解的基础上进行数据处理，用得到的结论印证定律的正确性，这样的教学过程往往会取得良好的教学效果。

演示实验教室在探究实验中的运用。探究实验的目的就是培养学员透過现象看到本质的能力和发现问题的意识，所以实验的现象是很重要的。但在传统实验仪器精确度的影响，许多事物的现象会受外界因素的影响，导致实验方案无法实施，这就需要借助特殊实验器材。如 “探究光学成像的规律实验”，此实验会受室内光线强弱的影响，室内光线控制不好，就得不到实验现象，更谈不上规律的总结。而演示实验教室中的“万丈深渊”则很好地解决了这个问题。

在物理实验中最常见、最普通的实验就是演示实验。物理教员在讲解概念的时候，因口述的内容形象感不足，导致很多学员对物理现象观察不清晰，影响了对物理的学习兴趣。演示实验装置则很好地解决了这个问题。在将知识应用于实际的过程中注入创新思维元素，比如组合思维的应用，当教员们将电磁学中的“磁悬浮”、“磁驱动”、“磁阻尼”等实验进行一定的组合，就可以使学员在把握现代科技中的一项重要成果—“磁悬浮”技术的同时去体验和感悟技术背后所蕴含的物理知识。通过这种形式培养学员的创新实践能力。

3 物理演示实验教室的建设

我院演示实验室的建设既注重物理及科技的前沿发展，同时也注重科普性和趣味性。仪器的开发和购置体现了实用性、先进性、趣味性等特点，不但能清晰明了地说明相应物理规律，还能启迪创新思维，发展创造能力。仪器结构力求简单，操作过程力求简便。除了仪器等硬件的建设，实验室还将进行网络化管理，逐步将网络预约试行在物理演示实验教室的使用上。

在实验室的整体建设上，我院共构造了三套演示实验体系：即力学内容演示体系；电学内容演示体系和电磁学内容实验体系。建成了多层次的课外实践平台，其中陈列开放实践平台将面向全体学员，自主研究型实践平台面向优秀学员。

4 物理演示实验教室的管理

为保证仪器的正常运行，实验室实行由教员和技术人员同时负责仪器设备的维护与运行，并在学期始、末对仪器进行全面检修。实验室内配有仪器设备使用记录本，由上课教员填写，做到仪器设备的动态跟踪和管理。为了解仪器的使用情况和频度，学员上课和来宾参观都做了必要的记录。参观学员可以进行事先预约，值班教员负责安排教室使用次序，学员集中后即可在教员的带领下进行参观。实验室环境卫生由教员和参观学员共同负责。这种良好的管理模式和体系，确保了实验室的良好运行和教学质量的稳步提高。

总之，在士官任职教育改革如火如荼进行中的今天，物理演示实验教室将在实验教学中确实起到很大的作用。但仍需认识到，我院演示实验室的建设与国内高校其它类似实验室相比，校内的物理演示实验室规模不大，实验仪器以购买为主，自制教具少。因此演示实验的建设还是一个持续而浩大的工程。在现有的条件下，更要做到对演示实验室的综合应用，使实验设备发挥应有的作用，让更多的人受益，以达到物理演示实验的可持续发展。

作者简介

谢波（1985-），男，汉族，山东临沂，2007年毕业于山东理工大学，本科学历，2012年被聘为讲师。

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