延安大学物理演示实验室分层次开放实验的研究

延安大学物理演示实验室分层次开放实验的研究

作者：许巧平

来源：《中小企业管理与科技·下旬刊》2015年第02期

摘要：本文提出了按不同专业分层次开展一些相关实验研究的提议，阐述了该举措的意义，并提出在演示实验室开展设计性物理实验的思路和方法。

关键词：演示实验设计性实验项目开放实验

1 概述

延安大学物理与电子信息学院投入了大量资金在2012年9月年建成了物理演示实验室。目前使用情况主要面向本专业的学生参观了解，为充分发挥其使用价值，更科学、更合理地利用有限资源，使之发挥更大作用，提出了按不同专业分层次开展一些相关实验研究的提议。这样既让学生走上了通过自主学习汲取知识获得能力的一条蹊径，也同时使得学校的资源得到了一定程度上的节约。

2 物理演示实验室建设必要性

设计性实验对学生素质等方面的重要性：学生动手能力及创新能力培养上的作用早就引起很多高校的关注，在很多地方已经采取相应措施，纷纷建起了设计性试验开放实验室[1-4]如果将这些仪器进行科学合理的再利用将能节省资金，避免浪费。

①演示实验和以往的科研类型的实验和教学类型的实验都不相同，演示实验试将前者进行了创新结合，学习和研究兼顾，使得学生自主获得知识的能力得到了培养。传统的科研还有教学实验项目不在演示实验的承担范围中，只是担负别具一格的教学任务，即担负设计、调配、判断还有改进和评论以及总结等。合理利用演示实验室的仪器，建立开放实验项目要求根据实验仪器进行合理安排实验，因地制宜进行教学。

②演示实验仪器最适合做开放性实验项目。仪器种类多，相较于其他的实验室，它在管理方上比较灵活，同学可以利用课余时间等等来使用这些仪器。再者，这样的实验教学方式十分机动，教学形式较其它方式自由，学生可依照自己的选择来挑选仪器，激发了学生的学习兴趣。

③对创造能力的发挥有推动作用。通过这样的方式有利于学生将其知识向能力转变，学生的实践活动的范围经由他们对仪器的组装而扩大。学生可以发挥自己的穿凿能力，也为其科研能力的培养奠定了基础。

④发达水平较低的地区更适用于使用这种教学方式。还可用于对文科大学物理的实践性教学。这种办学思想见效快，且对仪器的投资较少，适合在发展水平不高的地区进行推广。

⑤设计性实验用于学生选做实验阶段，主要以对学生综合素质和综合能力的培养为主，答辩式、研究式的教学法被这样的试验方式所采用。在该阶段，经由教师提供实验的项目，学生依据自身的兴趣爱好，进行选择，通过对资料的查阅以及调研，对理论进行推理验证，以确定实验的方法，从而自行对实验的装备进行选择[5]，并独立地完成实验。并且在结束试验之后进行相关经验的总结和进行论文的撰写。综合设计性实验项目在教育模式方面的主体是教育者，学生的主题活动形式更加具有了实践和创造性，教育的内容充分考虑到学生和受教育者的需求，学生和教师从课程教学计划的实施者向设计者转变，以前的制度化的课程（经由事先确定）也向学生在一定的框架之下进行自主选择的持续变化的活动内容发生转化，学生的个体需求在这样动态化的课堂当中得到了餍足，学生作为主体的活动也得到了积极调动，很多方面都相对于之前的实验室有了很大的不同。以自我为主体在活动中得到了充分展现。学生对活动的积极参与也将自身的能动作用进行了积极调动，学生实现了自主学习，实现了创造的机会，充分展示了他们的独特之处，他们独立发现和思考并解决遇到的问题的能力在畅游于仪器的“海洋”中得到了体现，对课堂教学要创新这一要求在“从任务到观察到行动到问题到反思到解决”的模式中得到了彰显。所以，这样的演示实验室可以满足创新教育的需求。对这样的实验室的合理科学的利用来建设设计性和综合性的实验项目有利于特色化创新教育的进展，这也为以后的实验室建设发展提供了优良的空间。

3 演示实验室分层次开放的思路与方法

利用现有的仪器设备，分层次对不同专业学生分层次实施不同的实验项目，加以辅助材料设计一些物理实验。分为4个层次的实验专区。

①物理基础演示实验，主要针对文科专业学生进行开放。旨在培养文科大学生的自然科学素养。实验从物理基础知识为出发点，其内容简单，应用广泛。主要以定性研究为主。这类实验有：能量穿梭机——主要利用机械能守恒，动能与势能之间的相互转化，有蒸汽机的模型，还有有趣的光学趣味实验等。

②对大学理科专业的学生开设的一些与大学物理相关定性实验，如：李萨如图像变换、海市蜃楼的模拟原理、电磁加速器的现象及原理等。

③综合性及自主设计性的实验，主要针对物理专业大三、大四的学生，在对物理实验基础上开设一些综合性的实验。例如：激光调腔实验的研究、多普勒效应的演示、激光窃听等。根据学生的理论及实验基础的特点，由学生自行设计，在实验老师的协助指导下完成课题的研究。

④培养师资教学技能。利用一些常用仪器演示实验，如：静电屏蔽与高压尖端放电实验研究，进而研发多种演示小实验：静电喷水现象、“电风”吹灭蜡烛等实验。为以后开展基础实验

教学示范基地，培养欠发达地区师资力量做好硬件资源的储备工作。还可以开设一些与中学物理和大学物理实验均有关联的实验，构建实验预备区，为中学物理与大学物理知识衔接做好准备工作。

4 理论价值与应用前景

物理设计性实验室的开设要建立在学院的实验能力的基础之上，需要学员在解决或者实际测量的问题当中将物理的知识还有实验的技能加以运用。以后的专业课程和科学的训练还有学术研究的进行要经由学员通过分析和解决问题将自己的理论知识转变为自己对实际的问题的解决来进行训练。考验学员的物理实验基本功的把握程度的有效途径就是设计性实验室。设计性实验室同时也是可以使学生发现和解决问题的个人能力得到提高的有效方法。在这个过程当中，学员的学习乐趣将会通过自己对材料的查阅和对方案的比较，自己设计切合原理的实验操作步骤得以充分体会。该实验室的开始有利于学员结合自身的相关知识，达到学习和发展能力的有机统一，实验教师也由此更加便于了解其情况，并为其找到适合的教学方向和制定合适的教学方法。

演示实验室的开放对不同层次的学习者有着深远的影响，及早地开展物理演示实验室分层次开放实验并及时实施有着重要的实践价值及深远的意义。

①可以激发实验人员的创新能力，提高技术能力，促进他们之间的技术交流；

②可以节省或暂时缓解资金问题，进一步提高了该校设备的可利用价值和利用率。

③可建立教师与同学进行互动的平台，提高物理专业学生动手动脑的能力、有利于开展文科大学生对物理学科的科学素养的培养，同时提高教师教学和科研能力。

④还能够为中学物理师生提供物理实验的平台，为欠发达地区学校学生提供更好的进修场所。

参考文献：

[1]王媛.普通物理设计性实验的探讨[J].大学物理实验，23（4）：93-94.

[2]马世红，赵在忠，王煜，等.开设实验选修课培养学生创新能力[J].物理实验，2001，22（3）：27-29.

[3]苏学军，张立春，张勇，等.设计性实验在大学物理实验课程中的设置与评价[J].实验技术与管理，2010，27（5）：137-139.

[4]张宏剑.在物理实验教学中提升学生自主学习能力[J].实验技术与管理，2010，27（1）：125-127.