欢迎访问发表云网!为您提供杂志订阅、期刊投稿咨询服务!

演示实验教学论文大全11篇

时间:2023-03-22 17:36:21

演示实验教学论文

演示实验教学论文篇(1)

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2015)12-0042-02 

大学物理是高等学校理工科各专业学生一门重要的通识性必修课。新形势对大学物理教学提出了新要求:增加物理演示实验,数量不少于40个,并且要逐年增加;演示内容要与科学技术接轨,使科学技术的进步成果渗透到传统的经典物理课程中。演示实验区别于传统物理实验,它可让学生直观感受到物理现象,奇妙的物理现象可激发学生的兴趣,由现象主动探求其原理,再在教师的积极引导下培养学生的创新意识和创新能力,适应社会对人才提出的新要求。 

一 大学物理演示实验的开设 

我校于2012年开始筹建大学物理演示实验室,2014年春季投入使用。演示实验涵盖力学、热学、光学、电磁学及分子物理学6类近70个实验,分6个学时开设,通过学生亲身感受的方式,引发学生好奇心,了解其中的物理原理,对提高学生探索兴趣,激发创新意识,活跃课堂气氛有非常好的效果。教师们也在近一年的教学实践过程中摸索,尽可能挖掘实验室的潜能,优化利用。 

1.选择的实验仪器要模块化 

近年来高校选择的实验仪器越来越集装化,将多个实验安排在一个系统的一体化设备中,这样的设备性价比高,并且易于维修,学生通过一套这样的设备就可以完成多个实验。但是这样的设备只能通过改变数据,得出相应的数据结果,学生由输入输出的数据总结其中的规律,对设备的内部结构、原理、运作过程等一概不知,使学生探索的积极性受挫。若要让学生从实验课中培养探索、创新、知识系统化的能力,就必须将实验仪器尽可能地模块化,了解每部分的结构、原理及模块之间的协同工作,实在不能拆解的模块也要通过教师讲解,采用多媒体等多种手段使其直观化,最好整个实验由学生用这些模块亲手搭建而成,充分理解整个实验的每一细节。在教学过程中我们看到这样的仪器不仅能达到我们预想的效果,而且部分学生还能将实验仪器灵活运用在其他实验中,学生根据原理及目标设计实验过程,众多仪器任其搭配,若是结论与实际有所偏差,教师引导学生分析原因。这是对学生是否了解仪器、理解原理最好的考查,也对学生的学习、探索能力有较好的培养。 

2.实验内容要层次化 

我校在建立大学物理实验室时,根据实验内容将实验仪器分在三间不同的实验室,代表三个层次:体验性、操作性和创新性。(1)体验性实验室的开放面向全校大一新生,学生主要以参观、体验为主。与教材内容紧密相关的实验,教师可申请将相关仪器带到课堂进行讲解,其余实验可在学期末参观,从教学结果看,学生对这些实验现象表现出浓厚的兴趣,能主动问及其原理,部分学生还能提出改善性想法,对培养学生的物理兴趣有较大帮助。(2)操作性实验室的开放面向理工科各专业,是基于大学物理教学内容的探索性课程。学生通过现有的实验条件自行探索,完成数据测试,并得出结论。教师在其过程中重点考查每个学生的动手操作能力,鼓励学生动手完成实验内容,给予积极的引导。(3)创新性实验以PASCO物理实验为主,是创新设计性课程,面向少部分学生开放,由教师根据学生情况挑选学生参与,有兴趣的学生也可通过选修课形式参与。学生通过实验仪器进行个性化设计,最后以结论或论文形式完成课程考核。 

二 演示实验室的有效利用 

除用于课堂基本教学外,演示实验室的功能还可根据学校情况加以利用,充分挖掘其潜能。 

1.利用实验室平台,参与相关竞赛 

现在很多高校都在进行演示器材的自制和设计,一方面学生能使用自主设计的仪器实验,他们内心产生的自豪感和成就感是极其强烈的;另一方面学校利用物理平台参与相关竞赛,可以带动教师和学生共同参与研发新仪器,学生也能从中找到目标,可以有效地提高兴趣和成就感。 

2.建立废旧仪器实验室 

学校每年都有不少仪器被淘汰,将这些废旧的仪器集中起来,以公共选修课的方式面向全校学生开放,学生可以利用课余时间来实验室进行仪器拆卸、探索、组装、改进等活动,有助于培养学生的自学能力和动手能力。在这个过程中,学生能完善的不仅是大学物理知识,更是对后期多门专业课程的学习有较大帮助。不少学生不仅能将部分模块加以利用,还能进行仪器重构,虽然技术不够纯熟,但是学生在这个动手、动脑的过程中收获到的成功体验将使他们终身受益。 

三 完善考核制度 

演示实验教学论文篇(2)

二、为学生创造实验演示条件,培养学生动手能力

初中化学教师在进行实验教学的过程当中,根据初中学生的实际情况进行示范性的演示实验是十分必要并且十分重要的教学方式.然而,总是由教师进行实验演示而学生观看的方式是不能够满足教学要求和教学目标的,学生没有参与实际的演示实验操作的机会会限制其思维的发展,也不能够达到素质教育的要求.初中化学实验的教学目标不仅仅是要求学生掌握实验结论,还要求学生能够在实际的实验操作过程中总结实验技能,明确实验时的注意事项和具体规则.学生被要求在独立进行演示实验的过程中养成良好的实验习惯,收获严谨求实的科学实验态度并且做到实验操作规范.然而相当数量的初中化学教师处于安全性和其他因素的考虑往往忽视了学生实际动手操作实验能力的培养,这就需要初中化学教师能够按照实验的内容和学生的实际条件,为学生创造进行实验演示的条件和机会.教师可以在进行规范性演示实验的操作时向学生讲解实验的具体内容与规范的实验操作,对实验器材和实验的目的进行详细的讲解,最后给学生提供在讲台上进行实验演示的机会,为学生创造进行实验的机会,在实际的实验操作过程中锻炼学生的实验操作能力与思维逻辑能力.例如,教师在进行沪教版九年级上册有关氢气制取的有关实验演示教学时,可以要求学生回忆之前学过的氧气制取实验原理与装置,并且要求个别学生到讲台上进行有关的实验演示,教师在旁边适时的给予指导,在学生出现步骤错误和操作失误时给出及时的提醒和纠正.

三、利用多媒体进行实验演示,提高教学有效性

演示实验教学论文篇(3)

良好的初中物理教学模式,应该是以学生兴趣培养为基点,那么教学中应该如何培养学生的学习兴趣呢?初中生的认知水平还比较低,对于抽象知识的接受能力有限,另外加之年龄的原因,很多初中学生还是凭着兴趣来学习,课堂的趣味性很大程度上影响了学生学习某一学科积极性的重要因素。利用演示实验能够将一些枯燥的知识变得充满乐趣,符合初中学生的认知水平和学习特点。例如:在讲到电磁知识的应用(例如电话、电铃等)时,如果仅仅靠理论上的解释,很容易让学生失去兴趣,这时不妨将模拟电话机、电铃带进课堂,让学生在演示实验中认真观察,学生的积极性会空前高涨,大大提高了学习效率。

1.2增强知识的直观性

初中物理知识许多都是理论性较强、较抽象的,这给学生的理解和掌握带来了极大的困扰。将抽象的知识变得直观具体,符合初中学生的认知能力水平和学习习惯,从而能够帮助学生理解和掌握相关的物理知识。初中物理中力学、电学、能等知识所涉及到的东西往往是看不见摸不着的,再加上学生在学习中受主观因素的影响很多时候不能正确掌握。教学中利用演示实验的方法可以轻松解决这一问题。例如,在讲到摩擦力时,可以用演示实验的方法让学生清楚地看到影响摩擦力的各种因素;再如,电学中接线柱的绕线方法,教师通常会说“顺时针绕线,不然容易在紧固接线柱上的螺母时把线挤出来”,然而,有的学生因为握线的位置不对而无法理解,这时通过演示实验便可以轻松解决。

1.3有助于知识的生成

灌输的知识始终掌握的不够牢固,很难变成自己的真正本领,只有通过观察、探究自己得来的知识才能够真正内化成自己的知识和能力,这也是新课程标准提出的新的要求。摆正物理教学的意义与实际理念,充分培养学生的动手能力,并加强学生们发散思维的培养,这样才可以更加全面的体现物理教学的意义,培养现代化人才。例如:在讲电学中的电路问题时,可以通过演示实验的方式,帮助学生克服连接电路时出现的短路等问题,并且能够让学生在实际观察中真正找到问题的症结;讲惯性问题时,可以运用演示实验的方式,让学生在观察中以往对于惯性的主观认识。

1.4克服分组实验中的不足

中学物理实验主要包括学生分组实验和教师演示实验,分组实验虽然能够让学生直接参与其中,对于学生动手能力的培养作用很大,但是也存在着一些不足。分组实验需要实验室提前准备好实验器材,并且一般需要一个课时的时间来进行,这样的实验如果是为了教学中的某一个问题而进行显然费时费力,演示实验可以克服这一问题。有一些实验可能带有一定的危险性(例如关于交流电的实验),学生分组实验中如果组织不善就可能导致学生受伤害,通过教师演示实验可以尽量避免学生直接参与危险实验,最大限度地减少事故发生的几率。有一些实验的数据对于实验操作有严格的要求,如果不能够规范操作则可能使得出的结论与理论相悖,进而可能导致学生对于理论知识的不信任。教师演示实验可以避免因学生的误操作而导致的数据错误等。

2.正确发挥演示实验的作用

2.1课前做好充分准备

演示实验前,教师一定要事先进行多次的模拟实验,为课堂上演示实验过程中可能出现的状况做好预案,避免课堂上出现突发状况而手足无措。

2.2充分利用现有条件

有些演示实验并不需要多么专业的实验器材,这时教师要自制教具或者直接利用现有条件进行演示实验。例如,惯性试验可以借助一支粉笔、一个纸条和一把直尺进行,这时教师可以就地取材,既方便了实验的进行,同时也使教师的个人魅力得以提升。

演示实验教学论文篇(4)

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)01-0198-02

对于理工科学生,大学物理课程是比较重要的一门基础课程,然而它涉及很多比较抽象、难懂的概念,仅靠课堂的理论分析讲授难以达到良好的教学效果。演示实验能使学生切身感受到支配物理现象的规律如何起作用,可以弥补理论教学上的不足。尤其是光学部分的教学,它不同于其他大学物理内容的教学,光学中的很多本质和现象必须通过特殊的实验器材才能揭示出来,让大家观察[1]。光学演示实验能把光学的知识更形象有趣地展现出来,更能激发学生的兴趣,诱导他们进行思考,达到更好的教学效果。从参考文献[2]中可知国内外的高校历来都非常重视物理演示实验的教学,几乎所有重点高校都拥有一个自成体系的物理演示实验室。虽然作者所在的教学团队在理论课教学上已经有了一定的成绩,但是在物理演示实验上才刚刚起步,我们以光学部分为侧重点来开展演示实验教学工作。本文将探讨符合我校校情的大学物理演示实验在光学教学中的实践方式。

一、作用

大学物理演示实验中光学演示的作用主要有[1]以下几点。

1.增强知识学习的效果。光学演示实验可以使抽象、复杂、深奥的光学基本概念直观化和形象化,还可以使日常生活中的光学现象突出地显现出来,从而使学生得到丰富的感性知识,加深对理论内容的理解和巩固。通过光学演示实验,学生能看到支配光学现象的规律在什么条件下起作用,从而领悟到理论指导实践和实践检验理论的意义。

2.培养工程实践能力。光学演示实验可以培养学生的实验操作技能和科学创新能力,团队合作精神和解决实际问题的能力,以及学生的工程应用能力和创新意识[2]。

3.养成良好的习惯。光学演示实验能培养学生在学习、分析和研究问题时实事求是的科学态度和刻苦顽强的工作作风。同时能学到研究物理的各种实验方法,为以后的实验打下良好的基础,养成良好的习惯。

二、教学实践方式

要更好地把教学过程完成好,达到比较好的教学效果,教师在教学设计上做了很大努力。根据光学演示实验的特性,也为了让学生更好地体会光学的乐趣,以及考虑到作者所在学校的实际情况,我们的教学设计过程以教师为主导,学生为主体来实现。

1.教学内容。配合我校大学物理课程的内容,我们把大学物理演示实验以光学、振动与波动学、电磁学、热力学四个教学模块的形式向学生开放。因为有些学生可能只对其中一部分的内容(比如光学)有兴趣,因此四个教学模块是独立设置的,学生可以挑感兴趣的来选择。在光学部分,共有22个实验,除了传统上的光的衍射、干涉、偏振光干涉演示仪、迈克尔逊干涉仪、帘/台式皂膜、光栅视镜等内容外,还有近代物理的一些内容如超声光栅、黑洞模型等。

2.教学模式。目前我国演示实验教学实施模式主要有五种:随堂演示、集中演示、必修课模式、选修课模式、全开放性的教学模式[3]。基于我校上课教室比较分散,多个老师同时授课,大部分光学的演示仪器“较贵”、体积大、携带不方便等多种实际因素,随堂演示和集中演示在我校不易实行,而且也不易发挥学生的主动性和创造性。对于理工科学生,我校已经有专门的大学物理实验作为必修课,其中已经包含光学内容,而对于一些文科学生也没有必要专门设立必修课模式。基于上述考虑,我校的光学演示实验单独作为一个模块开成选修课,让学生自由选择。它不仅向理工科学生开放,同时也向文法学院、经管学院等不修物理课程的学生开放,让对光学感兴趣的学生都可以到实验室进行光学演示实验。学生在感受到乐趣的同时,还能修得学分,提高他们的学习动力。

3.教学过程。教师在光学演示实验教课之前,自身应该充分准备。除了把相关的理论知识整理把握充分之外,还应该把要演示的实验仔细做2~3遍[4],尽量预先面对教学过程中会出现的问题,以防在教学过程中出现无法预估的问题时太慌张。另外在实验之前先不告知学生具体的实验内容,让他们带着一种新奇的心理进入到实验室,激发大家的探索欲望。进入实验室后,先让学生自由分组进行操作,根据学生水平及兴趣爱好,分工协同合作,培养学生的合作沟通能力。教学过程中,先为大家简单介绍一下每个实验内容,或者有需要时简单演示一些现象,让学生联想现实生活中类似的现象,然后再让学生回想支持这种现象的光学原理,这样由现实现象中得到的理论更容易加深印象。给出一个实验现象之后,鼓励大家去寻找用以支撑这个现象的理论,让大家通过自己的努力寻求出原因。整个实验过程中,有说明书、物理演示与探索计算机导学系统供学生查找。教师也会在实验室中,指导学生主动探究和分析现象。在实验过程中,要根据每个光学实验的具体情况,以及学生的不同反应,随时调整教学方式。比如光学模块中的帘式皂膜实验,看到实验中的皂液,大家自然就想到小时候玩的肥皂泡,看到皂膜呈现的彩色花纹,有些同学还会想到雨过天晴的路面积水,然后再问肥皂水不是彩色的,为什么会有彩色花纹呢?有些同学就能指出是薄膜干涉,但是具体产生过程,留待同学自己去探索。再比如海市蜃楼实验,一听到这个名字,学生都知道海市蜃楼的故事,也知道它表示的是虚幻的东西,然后学生看实验发现本来等高的两个模型,经过盐水一方的却升高了。对于这个现象大家都比较熟悉,这时教师提出来是什么原因造成这种现象的,大多数学生不知道。这时如果一味让学生自己去想,可能有点困难,教师此时应适时给点提醒,盐水经过一段时间静置之后,下层的浓度最大。让学生联想浓度差会引起光学理论中的什么东西,这时就能有同学知道折射率差别。然后再回到日常生活中,同学们就都知道海上的大气折射率会有差别。当然更具体的细节的内容留给学生去探寻。在光学演示实验室中的课上的内容结束之后,并不意味着教学过程就结束。学生回去之后选一个自己最感兴趣的实验写报告,每组学生协同合作,共同出一份报告,不要求每位同学都交。这样,使学生不受限于学分和报告,更能提高报告的质量,也更能增加学生的兴趣。

光学演示实验配合理论课教学,内容新颖、生动有趣、技术先进的教学仪器,不仅可以帮助学生理解光学概念,提高学习兴趣,更可以激发学生的探索热情和创新意识。经过我们教师不断地探索与实践努力,已逐渐形成一套成熟且具有我校特色的光学演示实验教学模式,并逐渐把这个教学模式推广到其他物理演示实验模块。

参考文献:

[1]顾菊观.光学演示实验教学研究[J].湖州师专学报,1997,19(005):49-52.

[2]周菊林,李蓓,周华林.加强大学物理演示实验,培养工程应用型人才[J].湖南工业大学学报,2009,(02).

演示实验教学论文篇(5)

日常生活中难于见到的物理现象只凭教师的语言描述,学生难以理解,通过演示实验直观地把物理现象和规律展现在学生面前,可加深印象,增强说服力。学生细心、敏锐的感知去捕获其中的重要现象,因此需要学生有较强的观察力。利用演示实验分析物理现象和过程的同时又促进学生的分析与应用能力。课堂上要学生能长时间对所学课程保持较的关注也不容易,在讲授中穿插一些演示实验,活跃课堂气氛,能提高学习效果,激发起浓厚的兴趣。如在力学课中演示锥体上滚,学生会看到锥体从导轨低处向高处上滚,这种现象引起了学生的兴趣,通过仔细观察才发现问题的本质[1]。

2.应用型本科院校大学物理演示实验现状

2.1基础薄弱,投入不足,重视不够

目前,演示实验在应用型本科院校大学物理教学中的现状并不乐观。大多数院校,尤其是新升格的本科院校的大学物理演示实验数量少,自制教具少,原始积累少,基础薄弱。其次,一些院校在发展品牌专业,特色专业和重点学科的同时,忽视了物理等基础学科的建设,造成在物理演示仪器的购置和建设上投入不够,成为制约物理演示实验发展的瓶颈;再次,一些院校认为物理实验不如物理理论重要,物理演示实验不如物理实验重要,造成大学物理演示实验被挤占甚至取消的尴尬局面[2]。

2.2实验与理论课有一定脱节

多数本科院校的物理理论课的教材都是知识面较全面、理论性较强的全国通用教材。而大多数应用型本科院校由于实验经费比较匮乏,实验器材的更换和添置步伐则相对较慢,所开设的实验项目相对也比较陈旧,造成了理论课与实验课的脱节。另外,理论课的教学讲究的由浅入深,循序渐进,但实验则是涉及到多种知识的运用,跟理论课相比,不是落后了就是超前了。客观上也造成了理论课与实验课的脱节。

3.大学物理演示实验的实践与探索

3.1课堂演示

课堂演示就是把与堂课教学内容相关的演示仪器带进教室,讲到某内容时即演示与之相关的实验,帮助学生对该内容的理解和记忆。大学物理的学习过程就是这样一个从感性认识上升到理性认识,再由理性认识回到实践中经受实践检验的过程[3]。课堂演示能很好地把演示实验与理论内容紧密结合起来,因此课堂演示已被几乎全部高校所采用。但是,并不是所有的演示实验都能进行随堂演示,如某些演示实验仪器过大或容易损坏不方便带进教室,某些实验过程较长或操作复杂不适合在课堂上演示等。故在课堂演示中应尽量选择携带方便、操作简单、现象明显的演示仪器进行。在课堂演示还要注意不能只是教师演示,学生只看不参与,演示实验就没有发挥应有的作用。在进行演示实验时,应采用边演示边与学生讨论分析的方法,与学生共同探索物理规律,给学生以方法论及物理思维培养。例如,笔者在偏振光教学进行的偏振片的实验演示,偏振片传到学生手中,启发学生观察旋转偏振片后光线的变化规律,学生对实验现象非常感兴趣,对其原理有强烈的求知欲,对偏振光一节的教学大有帮助,教学效果很好。

3.2多媒体演示

随着多媒体教学的普及,用Flash,Authorware等软件编写的多媒体课件能动态地演示复杂的物理过程,一些与物理相关的多媒体资料也可用于物理实验演示。相对于实物演示,多媒体可以在教室里展示课堂上实验无法演示的宏观的、微观的物理过程,它突破了时间和空间的束缚,将物理过程生动形象地展现于学生眼前,使学生认识加强,理解透彻。例如,讲解刚体定轴转动的角动量守恒定律时,可利用直升机模型进行课堂实物演示,让学生们看到当直升机的螺旋桨开始转动时,机身将反方向转动,引导学生分析原因并提出解决方案。之后,可利用多媒体演示各种直升机如何利用角动量守恒定律的,如加尾桨,双顶桨等,以及直升机在飞行中是如何实现转弯的。这样不仅使学生对物理规律理解更加透彻,而且拓展了学生的知识面,增强了学生知识运用能力。

3.3实验室演示

实验室演示一般是在课程结束一个章节后,组织学生进入专门的大学物理演示实验室进行实验演示的一种教学模式。实验室演示是课堂演示的延伸与有效补充,它可以满足学生与实验仪器近距离接触,使学生更清楚地观察实验过程和实验结果。但由于条件限制,很多没有物理专业的本科院校没有独立的大学物理演示实验室,如笔者所在的学校。鉴于此,我校教师都借助普通物理实验室来完成物理演示实验,并且利用普通物理实验室的资源开发出许多物理演示实验。如利用静电模拟仪进行静电分布实验演示,利用迈克尔逊干涉仪进行光的等倾干涉与等厚干涉现象的演示实验的。

3.4走廊展板演示

演示实验教学论文篇(6)

中图分类号:G632.0 文献标识码:A 文章编号:1671-0568(2013)06-0158-02

一、引言

教学过程中的演示实验,是教师通过教学实验用具,直观地为学生展示理论知识,为学生创设了具体教学情境,有助于帮助学生对理论知识的理解能力和实践运用能力。一般来说,在教学中,教师演示实验的基本方式主要为:教师进行演示,学生观察,然后听取教师的介绍。目前,在很多演示实验教学的过程中,都是教师向学生展示各种现象,引导学生对实验的各种现象进行观察,通过思考来分析实验现象并得出结论。由于教学设备的原因,很多情况学生都无法参与演示,而目前演示实验的教学内容也大多是来源于教材,对于课外的一些对知识的拓展和应用实验,教师却很少进行具体的演示教学。因此,目前的教学演示实验的改进,要抓住重点,总结目前教学方法存在的不足,明确演示实验的教学目标,在原有的教学基础上进行完善,以促进教学的发展,培养学生各方面的能力。

二、教学演示实验在课堂教学中的重要性

教学演示实验是一个对理论知识由浅入深的认识过程,在学生的学习过程中起到积极的指导作用。在中学生的课程教学中进行演示实验,能够培养学生的创新能力,提高学生的学习积极性,激发学生的学习兴趣,最大限度地发挥学生在学习过程中的主观能动性,同时也帮助学生学会对理论知识的应用,加深学生对已经学过的知识点的掌握。通过演示实验,学生也可以自己动手设计实验,培养学生独立思考和解决问题的能力。因此,在教学过程中,教师要尽可能多地为学生创设这样的学习机会。

三、教学演示实验的改进

演示实验的目标是培养学生运用知识的技能,使学生充分了解实践的过程和方法,并学会在实践中不断地总结和创新,从而提高学习效率。以往的教学演示实验大多是通过教师的演示来加强学生对理论知识的理解,学生在学习过程中动手机会较少,学生在演示实验教学过程中显得比较被动。因此,教学演示实验的改进,可以从几个方面去考虑:一是教学方法的改变;二是教学内容的完善;三是教学辅助工具的应用。通过简略的教学方法,高效率地向学生传递理论知识,加强学生的实践能力,让学生充分掌握理论知识,再结合现代化的多媒体技术进行演示实验的教学,必定能够优化演示实验的教学,提高教学实效性。

1.改变教学方法。改进教学演示实验的首要任务就是要改变传统的教学方法,教师要充分重视学生在学习过程中的主体地位。在实际的实验演示教学中,教师要指导学生完成各类实验的设计,还要求学生亲自动手进行实验。除了对教材上要求的实验进行精心的设计和实践外,教师还应该要求学生进行课外的拓展,自己查找相关资料,进行小实验的设计,既要保证实验的内容,也要确保实验的科学性和可行性。通过不同的教学方法,可以提高学生掌握各类知识的能力。

2.加强学生实践,培养学生的动手能力。演示实验大多是教师操作,学生观察,学生被动了解学习知识,不利于学生主观能动性的发挥。因此,要改进教学演示实验,可尝试更多地让学生动手,教师指导学生进行实验的演示,要求学生在实践中不断地改进实验方法,对于出现的问题要勤于思考,不断地总结,极大地提高学生的知识应用能力和实践技能。

3.合理运用多媒体技术,辅助演示实验教学。经济的发展,带动了科技的进步,多媒体技术作为一种教学辅助工具,被人们所接受,它直观的展示能力和音效俱全的功能为学校各类课程的教学带来了更多的方便,现代化的教学,就应该结合现代化的技术。在教学演示试验中加进多媒体技术,可以更加全面和直观地向学生展示各种实验,特别是生物、化学、物理等课程中,一些难以用普通教学用具向学生演示的实验,都可以通过多媒体技术,以动画的形式向学生呈现出来,从而大幅度提高了教学效率。

四、总结

在学生的学习过程中,教师要充分发挥其在教学过程中的指导作用,通过演示实验的歌中教学模式,可以培养学生的能力,培养学生在试验方面的动手能力,发展学生的创新思维。可以说,教学演示实验是学生实践的根本,可以提高教师的教学效率。因此,在教学过程中,教师要运用好演示实验这个教学手段,有效地提高教学效果和学生的学习效率。在实际教学中,教师要根据学校的实际情况、教学条件和实践设备,合理地进行实验演示,尽可能多地为学生创造实验条件,指导学生进行实践,培养学生发现问题的能力,学会应用理论知识的能力以及独立解决问题的能力。同时,教师也要在实践的过程中不段总结,改进和完善教学模式,提高学生学习的积极性。

参考文献:

[1]黄秀钦.优化演示实验设计 提高课堂教学质量[J].科技信息,2009,(23).

演示实验教学论文篇(7)

中图分类号:G424 文献标识码:A

0 引言

大学物理是一门培养和提高学生科学思维方法、科学研究能力和创新意识的重要基础课程,演示实验是大学物理教学中最具活力的内容,随着教学改革的深入,演示实验越来越被人们重视,理论和实践并重、相辅相成、有机融合是大学物理教学的新模式。①为更好地配合大学物理教学,我们在加强课堂演示实验、建设物理探索演示厅和开设物理探索演示实验课等方面进行了探索与实践,建立课堂演示与课外实践相结合、演示性实验与探索性实验相结合的演示实验教学模式,从而充分发挥大学物理演示实验应有的作用。

1 大学物理演示实验教学模式的改革与实践

1.1 强化课堂演示实验,将实物演示与多媒体演示有机结合

增设多项演示实验项目,丰富课堂演示教学内容,演示实验紧密配合讲课的重点和难点。例如,在力学部分,中学没有学习角动量的概念,我们利用“茹可夫斯基椅”、“直升飞机模型”、“进动仪”等多个装置来演示角动量守恒、进动现象;在振动与波部分,驻波的特点、反射点形成波节、波腹往往难于理解,利用驻波演示器、弦线驻波等进行演示,使学生直观地观察到这些现象,从而轻松地突破难点。实物演示能够给学生真实的感受,同时进行讲解,学生印象深刻,教学效果很好。

对于一些不适合实物演示的特殊物理过程和现象,可利用多媒体动画和计算机模拟来进行演示,生动形象地展现物理过程,如:可以模拟微观粒子的无规则运动,小球的运动轨迹、热机的工作过程等。讲授驻波时,先用弦线驻波演示仪进行演示,使学生对驻波的波腹与波节有直观认识,而学生对驻波形成的过程很难理解,可以用计算机模拟演示。在讲解光的干涉和衍射时,可以利用动画演示光波干涉和衍射的形成过程。在大学物理教学中将实物演示与多媒体演示有机结合,一方面能够克服演示仪器数量不足、现象不明显、可观察范围小的局限性,另一方面可互为补充,使学生能够深刻理解物理规律,激发学生的学习兴趣,加深对理论知识的理解。

1.2 建设物理探索演示厅,创建课外学习探索的环境

为使大学物理演示实验在时间和空间上得到进一步延展,为大学生创造良好的课外学习物理的环境,我校于2007年建成物理探索演示厅,该厅整体为椭圆形复式结构,使用面积约600m2,厅内净高11.5m。目前拥有设备100余台件,设备总值70多万元。演示实验覆盖了力学、热学、光学、电磁学、近代物理以及物理原理在高新技术中的应用等内容。物理探索演示厅中既注重物理图像和物理概念的定性展示,又突出物理原理,集展示性、探索性和趣味性于一体,每项实验都力求以简单的形式来揭示复杂的科学原理。课外学生进入物理探索演示厅学习、参观,使学生能够接受更多课堂所接触不到的物理现象和趣味性的物理实验,从而激发学生的学习兴趣和创新精神。物理探索演示厅已对全校本科生长期开放,也为其他院校学生、全市中小学生及社会团体定期或预约开放,为学生提供一个开放的学习环境,可以很好地配合大学物理理论教学,突破课堂演示实验的局限。经过多年建设,物理探索演示厅2010年被评为“黑龙江省科普基地”,2012年已被评为“全国科普教育基地”。

1.3 开设物理演示实验课,丰富物理教学体系

为弥补大学物理课堂演示的教师操作为主、学生参与少、课内学时有限等不足,我校利用物理探索演示厅为学生开设演示实验选修课程,将课堂演示实验与课外实践性实验结合,丰富了大学物理教学体系。学生可以通过亲自动手操作演示实验,不仅能对所学知识加深理解,而且能够提高实际操作能力、实验设计能力和观察探索能力,比仅仅观察教师演示印象更深、收获更大。②我校利用建成的物理探索演示厅,面向理工科学生开设“物理探索演示实验”全校选修课(16学时),5年有2400余名学生选修了这门课程。在 “文科物理”课程(文科专业)和“人文物理”课程(全校选修)中均开设8学时的演示实验。

物理演示实验课采用分组实验的方式进行,将学生分为10~15人左右的小组。在指导教师集中讲解相关理论知识、明确实验要点及操作注意事项后,由学生自行动手操作,观察物理现象、做出解释并对一些实验仪器提出改进意见。我们将演示实验项目按力学、热学、电磁学、振动和波、光学和近代物理等知识结构划分为6个系列实验。力学实验包括角动量守恒定律、机械能守恒定律、进动、液体的表面张力、风阻、举力等。热学实验包括概率分布、麦克斯韦速率分布、热机与制冷机原理等。电磁学实验包括尖端放电、静电现象、平行板电场分布、高压放电及涡流效应、平行线圈间的磁场分布、电磁感应等。振动与波动实验包括共振、弦线驻波、简谐振动合成等。光学实验包括视错觉、光的反射、干涉、衍射和偏振、光通信现象等。近代物理实验包括低温超导体的迈斯纳效应、新能源、激光无线通信、全息照相的特点等。

1.4 建立演示性与探索性实验相结合的实验教学模式

在原有的演示性实验项目的基础上,开设一些探索性的实验项目,建立学生充分参与、体现个性化学习的演示性实验与探索性实验相结合的教学模式。探索性实验主要以教师引导为主,采用灵活的辅导方式,要求学生细致观察实验现象,定性或定量测量实验结果,课后查找资料,探究实验原理,做出相应的软件设计或改进的仪器,并写出研究报告或论文。③如:可以利用热机实验进行热机及致冷机的P-V曲线的研究;利用空气动力仪验证流体力学的伯努利方程,研究各种结构的流体力学性质等。许多学生对探索性实验充满好奇,能够对一些项目进行深入的研究和探讨,取得了较好的效果,如:刘鹏利用傅科摆实验装置详细研究了傅科摆运动规律,对傅科摆运动轨迹进行数值模拟,并撰写了研究报告;何江涛利用a调制实验仪完成《a调制的原理及实验》1项,自行采用双光束干涉的方式自制了a片。

2 结束语

理论教学与实践教学并重是我们一贯坚持的教学理念,在大学物理教学中配合物理演示实验,将实物演示与多媒体演示有机结合,建成物理探索演示厅,突破课堂演示实验的局限,开设物理演示实验课,进一步丰富物理教学体系,建立课堂演示与课外实践相结合、演示性实验与探索性实验相结合的大学物理演示实验教学模式。演示实验现象直观、操作简单,受到学生普遍欢迎,通过实验,加深了学生对物理知识的理解和记忆,也激发了他们和学习热情,拓宽学生的视野,有效地提高学生的科学素质和创新能力的培养。

注释

演示实验教学论文篇(8)

【中图分类号】G633.7 【文献标识码】B 【文章编号】2095-3089(2012)02-0089-01

多年来受“应试教育”的影响和束缚,高中物理实验教学中存在着“重讲解、轻实验;重知识、轻方法;重结果、轻过程”的现象。课堂大多采用“教师在课堂教学中是处于中心地位的知识传授者,教师以教材为依据,借助语言、板书、挂图、模型来呈现所讲知识内容,采用以讲授为主同时也附一些演示实验的教师讲学生听,教师做学生看”的单一传授式实验教学方式,学生处于被动的学习状态,这在很大程度上限制了学生主观能动性的发挥,调动不起学生的学习积极性,不利于培养学生学会学习,不利于学生的发展。基于此,当前对高中物理课堂实验教学的优化策略进行探讨具有重要意义。

一、教师边教边演示与学生边实验边学相结合

传统的课堂实验教学基本上是在课堂上由教师配合讲授的理论内容进行的,教师边做演示实验边分析、推理或者边讲原理边做演示实验,并且把两者有机地结合起来,既穿行,又融合在一起。这样的教学方式主要是由教师做教师讲,实验自始至终都没有学生参与到其中,学生更多的是通过“看”和“听”来了解实验的结果,被动地将教师讲授的理论与所做的实验现象进行对比和验证,从而认可所学的理论。这样的教学可以充分发挥教师的主导作用,但是往往难以体现学生在教学过程中的主体地位。

教师可通过演示实验为学生起示范作用,这是变学生观察主体为实验主体、激发学生实验兴趣和更好地培养学生的实验技能和独立研究物理问题能力的有效渠道。因此在课堂实验教学中要让学生积极参与,在亲身观察体验和操作中,加深理解物理现象和规律,并学习一些实验操作方法,为自己实验奠定基础。

这样的教学方式改变了教师的单纯演示讲授学生单纯观察接受的教学方式。教师边教边演示与学生边实验边学相结合为学生创造良好的物理环境,扩大师生在课堂内的信息交流,有利于在教师的主导作用下发挥学生的主体作用,能增加学生自己动手、自行操作、自我展示的机会,让学生自我探索、自我发现、真正参与学习、主动探求知识。

二、变部分教师验证性演示实验为学生探究性实验

验证性实验是指对研究对象有了一定了解,并形成了一定认识或提出了某种假说,为验证这种认识或假说是否正确而进行的一种实验。它以训练学生的实验技能、验证基本理论原理为主要目标,如注重培养学生的使用和装配仪器、实验操作、实验观察、实验记录、数据处理和计算等技能,因此在实际的教学中,强调操作技能的程序化和规范化。

探究性实验是指在未知结果的情境下,在教师引导和配合下,学生围绕某个问题通过实验设计、实验操作、分析综合、得出结论并对结果进行交流的一种实验形式。它以学生获取知识和技能、发展科学探究能力、培养情感体验为教学目标,它不仅关注“正确的实验结果”,更重要的是使学生经历获得实验结果的探究过程,并在这样的过程中受到科学方法的训练,形成科学的态度、情感和价值观。

从上述可知两类实验各有特点,在教学中有着各自不可替代的作用。如验证性实验有利于在较短的时间内获得更多的知识,强化学生实验技能训练的规范化、程序化等。应当承认,验证性实验是一种非常重要的科学实验方法,在教学中引入验证性实验,可以使学生了解科学研究的基本方法,认识到科学理论或发现都必须经过验证才能被确认。并且,学生在完成验证性实验的同时还可体会得到结果的乐趣,加深对知识的理解。所以,验证性实验的作用是不可忽视的。在高中阶段,由于受学生掌握的知识和技能的限制,中学物理演示实验大多是验证性的,探究性实验数量相对较少。对于这部分验证性实验在传统教学中基本上是教师操作,学生基本上不参与实验的操作、更不参与实验的设计,只是按部就班地观察、读数和记录,无须认真观察和思维就能做到,这和真正地解决实际问题的方式有很大差距,不利于培养学生分析和解决实际问题的能力。可见这样的教学方式没有真正发挥验证性实验的作用,容易造成学生对科学研究方法的简单化、片面性认识。而探究性实验有利于理解科学过程和培养科学探究所需要的能力、思想方法。所以,在课堂实验教学中变部分教师验证性演示实验为学生探究性实验是非常有必要的。

三、多媒体技术与演示实验相结合

①运用多媒体提高演示实验的可见度。在物理教学中,有很多演示实验可见度很小,不便学生观察。如“条形磁铁周围的磁场”要想使全班学生看清楚,教师必须绕教室一圈轮流让学生观察,这样既费时,效果也不好,运用投影放大,能收到事半功倍的效果。物理实验中的许多基本仪器、仪表,例如:电流表、电压表、螺旋测微器、游标卡尺的使用和读数,学生在课堂上第一次接触,加上仪器本身小、刻度小,可见度差,给教学造成困难,成为不应有的教学难点。还有在物理演示实验中教师在讲台上演示,教室后面的学生往往不容易看清楚。在演示时采用电子投影仪将实验直接投影到屏幕上,使实验“变小为大”,这样就能够使学生观察清楚,强化感知并避免部分学生离得远看不清的弊病,可见多媒体可以提高演示实验的可见度,增强演示实验效果。

②运用多媒体展现物理过程。有的实验如LC回路的电磁振荡实验虽然通过演示实验可以观察其现象,但无法看到这一现象产生的过程,学生难以理解这一现象产生的原因,难以掌握与之相关物理量(如电场、磁场、电流强度)的变化规律。像这样的演示实验我们可以将所有实物演示后反映出来的抽象知识,再利用多媒体演示形象地呈现给学生,让学生目睹其微观过程获得感性认识,使学生将抽象的内容具体化,进而加深对实验现象、结论的理解。波的形成和传播、波的干涉衍射、自感现象、碰撞、磁化、静电感应等演示实验我们都可以采用这种方式突破难点来达到更好的教学效果。

③运用多媒体呈现课堂上无法完成的实物演示实验。有的实验如粒子散射实验无法在课堂上进行演示实验。传统课堂教学只是靠挂图、板书以及教师讲授来进行,学生学习缺乏感知,结果使学生难以对这部分知识进行分析理解,为教学设置了难点。对这样在课堂上无法进行的实验采用多媒体模拟演示,让学生观看无法亲身实验的现象,使学生获得具体明确的感性认识,有利于学生形成鲜明的表象,减少学生因缺乏感性认识而对物理结论难以理解的困难。这样的实验很多如理想斜面实验、布朗运动、康普顿效应、日食、月食、原子核裂变等我们可以采用这种方式来达到更好的教学效果。

演示实验教学论文篇(9)

物理学是一门实验科学。所有物理定律的形成和发展都是建立在对客观自然现象的观察和研究的基础上,物理演示实验可以使学生加深对物理教学内容的理解、巩固记忆、激发兴趣、诱导思考、纠正错误观念,能使学生真实感地看到支配物理现象的规律如何起作用,通过对实验现象的观察分析,学习物理实验知识,从理论和实践的结合上加深对物理学原理的理解,进一步提高学生综合素质与创新能力与科学素养。

华北理工大学物理实验中心作为河北省省级实验教学示范中心,一直在努力探索建立以工科为主、适用于各类别学生、具备创新和开拓特色的人才综合培养新体系。2012年12月,物理实验中心顺利通过省级实验教学示范中心验收。在此期间,物理实验中心通过一系列理论研究与实践探索,在大学物理实验课程在现有的三大平台:基础实验、综合实验、设计性实验基础上,将大学物理实验课程进行模块化。将“基础实验”作为“通用模块”,全体学生必修;将综合实验、设计性实验针对不同专业培养计划,细化成相应的“专业模块”,不同专业的学生可在相应的“专业模块”内根据自己的学习兴趣自主决定选修内容。初步形成了“大学物理模块化”的课程体系。同时为配合开放式实验教学模式,依托校园网建立了物理实验中心网站,可实现网上选课、网上预约、浏览电子教案及典型教学案例、在线预习及模拟实验。

在省级实验教学示范中心建设过程中,在学校的重视以及教务处等各部门的大力支持下,物理实验教学中心成功建设了3间演示物理实验室,教学内容涉及力学、热学、电学、光学、近代物理各个物理学分支的,开设60多项演示实验项目。在为大学物理课程提供教学辅助的同时,每学年面向全校理、工、文、法学院各专业学生开设物理实验欣赏公共选修课程供学生选修。

近年来,从大学物理演示实验教学的培养目标出发,结合我校教学实际对如何培养学生的创新思维、探索精神和实践能力等方面对大学物理演示实验教学体系进行了如下探索性改革工作。

1 演示实验课程紧密结合理论课程教学

物理课程教学是离不开实验课程教学的,而演示实验做为实验教学中的重要一环,既能增强学生对物理知识、物理现象的感性认识,又能培养学生的观察能力、思维能力和逻辑分析能力,因此,物理演示实验的教学在物理学课程的教学中有着非常重要的作用。首先,通过物理演示实验的教学方式,原本枯燥、抽象的物理概念和公式,经过一个动态的物理过程,变得生动、具体。其次,我们尝试改变传统的由教师演示、学生观看的课堂教学模式,在教学过程中引入启发式教学模式,增强与学生的互动,不仅可以大大调动了学生参与课程的积极性,而且还可让学生在思考的过程中领略物理学思维方法的魅力,培养严谨求实的科学态度与精神。最后,在课堂演示教学后,我们往往将相关知识点进行拓展,广泛与生活与实际应用相联系,启发学生思考相关物理现象对科学技术以及人类社会进步的影响与作用,从而起到良好的教书育人效果。在课堂教学过程中,我们将一些比较便携的实验设备直接带入课堂,直观的演示给学生们观看,如我们针对角动量守恒这一知识点,将角动量守恒演示仪带入课堂演示给学生观看;针对单缝、光栅衍射等比较抽象的知识点,直接将半导体激光器以及单缝、双逢、光栅片代入课堂,在课堂讲授相关知识点的同时,直观演示给学生观看。对于体积较大,结构比较复杂,不便于运输的实验项目,我们采取了录像给学生观看的方式,如针对波动中驻波的气体火焰柱演示,针对磁学中超导的超导小火车演示,我们在课堂教学中都在讲授相关知识点的同时,同步播放视频录像给学生观看,使得知识点更加形象具体,学生学习兴趣浓厚,教学效果良好。此外,为了给学生自学提供方便,打破课堂教学时间、空间的限制,我们将演示实验项目的视频开放提供在物理实验中心网站上,全校学生可自由观看,随时随地对自己感兴趣的内容进行自学。

2 开展演示实验探究性学习

我们将大学物理演示实验分为验证性实验和探究性实验两大类。验证性实验是对一些物理定律的直观展示,而探究性实验则包含更广泛的物理原理与更多值得讨论的物理内涵。相对与验证性实验,其更能使学生通过演示物理实验课程的学习而得到思维方法与创新能力层面的锻炼,也更有利于培养学生的科研能力,为学生向更高层次迈进打下良好基础。在每学期我们安排有兴趣的学生走进演示实验室,观看相关理论课程的实验演示。此外,在演示实验课程教学中,教师精心地为每个实验设计了探究性思考题,鼓励学生参与动手实践,引导学生通过查阅资料、理论探究、实验探究、改进性探究、拓展性探究和应用性探究等多方面开展实验的科学探究。实验室全天开放,相关实验室均配备专职实验教师,可以对学生感兴趣的实验的提供深入的指导。在开展探究性学习的过程中,我们广泛鼓励学生自由结组,以校级、省级大学生创新实验项目为依托,对自己感兴趣的问题,自主选题,在有教师指导下自由申报创新项目,开展相关课题研究工作。如针对电磁感应现象,学生在观看了相关演示实验后,提出能不能将电磁感应的原理用于为鼠标提供电能,在教师的鼓励下,几名学生组成研究团队,申报了校级创新实验项目,并成功获得资助,此后通过查阅资料,设计方案,反复试验等环节,成功设计完成了自供电鼠标原型,相关项目也顺利通过验收结题。学生们在完成研究工作后,反映通过对课题的系统研究,全面锻炼了自己的动手能力、创新能力,为自己进一步发展,向更高层次迈进打下了基础。再如,学生观看了傅科摆的演示后,提出能不能将太阳能供电与傅科摆演示相结合,做成太阳能驱动的环保演示实验,在教师的帮助支持下,相关几个学生组成的研究团队也成功申报了校级创新实验项目。

3 构建大学生科技创新实验室

在教学改革中,我们构建大学生科技创新实验室,在整合物理实验室现有多余的实验仪器或旧仪器,收集旧设备、旧散件、旧材料的基础上,添置多功能温控焊台、教学实践用组合电动工具等,结合学校每年举办的创新设计大赛,建设创新实践基地,面向全校学生开展创新竞赛,对富有创新性的项目给予软硬件支持。学生可以自行安排时间到创新实验室进行创新实践并有实验室教师给予针对性的指导,好的获奖作品针对性的予以陈列展示,启发学生的思维,结合我校现有3个演示实验室和现有实验室,逐步建立科技演示室、创新实验室、作品展示陈列室等。最大限度发挥基地为学生提供充分发挥潜力和创造力的平台的作用。促进学生学习的积极性,也培养学生的科研能力和合作精神。学生参与创新活动,推动和促进基地的建设和发展。实施过程中师生合作共同参与项目研究的全过程,创建“项目探究式学习”模式。同时采用“学生负责制”的方式进行,“学生负责制”是指学生自己负责提出项目的研究内容与实施方案,然后由教师组织学生讨论,论证实验项目的可行性。如项目可行,学生及自己组成的研究团队将主导整个研究过程。在实践过程中,我们的指导教师在学生的创新项目中择优进行推荐,成功申报立项全国大学生创新创业训练计划项目一项、河北省大学生创新创业训练计划项目一项、校级大学生创新创业训练计划项目十余项。

4 引入启发式教学模式

面对不同专业、不同学科层次组成的学生,物理实验欣赏课程中我们引入了启发式教学模式。传统的演示实验课程往往是通过教师机械的操作实验仪器,讲解实验原理,学生被动接受知识的过程来完成的。而我们所采取的启发式教学模式,首先由教师带领学生观察实验仪器,分析仪器设备构造,这使得对于机器设备没有相关操作经验和基础的文科类学生也能了解一些基本的仪器设备知识,为进一步自己动手操作演示实验设备打下基础,在此基础上由教师提出问题,学生们动手操作演示实验仪器观察实验现象,在师生互动讨论过程中总结实验现象,分析其中物理机制。

通过演示实验课的教学实践与不断改进,不仅提高了学生的动手能力,培养了学生的参与意识,增强主观能动性,而且让学生能自主发挥想象力,不受实验教材中条条框框的限制,真正实现了理论联系实际。开课以来,学生兴趣浓厚,经常是下课后还在实验室流连忘返,不是在观看实验演示,就是在探讨实验中的现象,或者思考在实践中的应用。他们普遍反映,演示实验仪器种类多、内容新,既有古老的经典演示实验,又有新的融合多种现代科学技术的演示实验,通过演示实验课的学习,大学物理的理论知识不再那么抽象、枯燥、平淡难懂了,变得直观、生动、有趣,对培养学生的创新能力有很大的帮助,且与现实生活联系紧密。

5 结语

总之,通过演示实验进课堂,开放大学物理演示实验室,构建创新实验室的手段,实现理论与实验课程的精确衔接,我们探索构建了一套具有工科院校学科特色的课程体系。籍此培养学生主动学习精神,分析问题、解决问题能力,加强学生创新思维能力,锻炼学生社会实践能力,提高学生的社会核心竞争力。对通识教育体系下创新应用型人才的培养具有重要意义,并可为其他基础学科与专业课程教学改革提供相关经验与参考,探索出一条适合工科为基础的综合性大学基础课程体系改革之路。

【参考文献】

[1]兰明乾.大学物理演示实验教学研究[J].陕西师范大学学报(自然科学版),2007,S2:190-192.

[2]汪文明.大学物理演示实验教学研究[D].华中师范大学,2006.

演示实验教学论文篇(10)

中图分类号:G642.3 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)06-0242-02

《生物分离技术》理论课是我院的专业选修课,开设迄今已有6个学年,目前笔者承担并已主讲两次该课程,获得学生好评,同时主持相关科研项目,力争将生物分离这门技术在教学、科研与生产实践上融会贯通。我校所设《生物分离技术》理论课服务于生物技术本科专业,坚持理论与实践相结合,并以应用为主,指导学生如何将该技术应用于工农业生产,而生物分离涉及的诸多原理性问题不是教学重点。为提高教学效率,笔者曾从多方面综合考虑,在前人基础上对该课程的教材选择、课件制作、考核导向等方面做了调整,充分利用原有教学资源,尽量改变过去陈旧的教学方法[1]。《生物分离技术》课程实践性强,重在操作,但由于条件所限,目前该课程尚未开设实验课。而实验课的开设需要场地、仪器设备、人员配置、经费支持以及教学计划调整等多方面,牵一发而动全身,虽已在申请中,但短期内难以实行。为提高学生学习兴趣,活跃课堂气氛,增强教学互动,笔者拟在课堂上开展教学实验演示,本文即对此展开详细探讨。

一、教学演示实验的分类

根据要达到的目的,《生物分离技术》教学演示实验可简单分为以下几种:

1.启发性的演示实验。是由实验结果启发学生思考,从而继续设计实验,引出新的结果。例如在讲沉淀技术时,首先指出沉淀技术是指在溶液中加入沉淀剂使溶质溶解度降低,形成固相从溶液析出从而达到分离的一种技术。继而将预先准备的牛血清白蛋白溶液调至等电点,结果表明等电点沉淀技术不能完全沉淀蛋白,此时可启发学生思考原因,并考虑其他沉淀方式,并可当场选择若干加以验证。

2.验证性的演示实验。是对一些难以理解又不容易解释的问题,设法简单验证。比如萃取技术,它是指当含有生化物质的溶液与互不相溶的第二相接触时,生化物质倾向于在两相之间进行分配,集中到一相中,而原来溶液中所混有的其它杂质分配在另一相中,这样就能达到某种程度的提纯和浓缩。因此萃取的关键是配置互不相容的两相,而这两项的形式在不断发展,例如在讲传统萃取时,可演示四氯化碳萃取碘水中的碘,在讲双水相萃取时,可配置聚乙二醇/磷酸盐体系,演示用于从奶酪中分离β乳球蛋白,在讲反胶束萃取时,可向有机溶剂中加入表面活性剂配置反胶束溶液,演示从棕色固氮菌培养液中直接萃取胞内酶,在讲固相萃取时,可直接将固相萃取装置做一介绍。使得学生对萃取技术的特点、操作方式、发展现状有较深入理解。

3.强化教学效果的演示实验。是通过把一些深奥难懂的问题直观地反映出来,使学生在获得感性认识的同时,进一步加深对知识点的理解,从而达到深入浅出的教学效果。例如在介绍色谱分类时,学生不易理解,可通过运用多媒体动画演示离子交换色谱、凝胶色谱和亲和色谱的原理,接着展示纸色谱、薄层色谱和柱色谱等多种色谱形式。然后针对离子交换色谱做演示实验,以羟基磷灰石为树脂,预先处理、装柱、平衡好,以红藻为原料,预先破碎、离心、盐析、透析、过滤等处理得紫红色溶液,在课堂上讲解理论知识的同时将溶液上羟基磷灰石柱,并用离子强度不断增加的磷酸盐缓冲液洗脱,可逐次洗下红色、蓝色等多种条带,代表不同的蛋白组分。该实验简单直观地解释离子交换的原理和基本过程,可激发学生兴趣,能收到令人满意的教学效果。

4.调节性的演示实验。许多学生都认为生物分离技术课理论知识枯燥难学,在课堂上,可以打开生物教学工具箱,或者带一些新颖的小型分离设备,如超滤膜包、电动移液器、超滤离心管等,先让学生识别,然后逐个介绍功能和使用方法。

二、教学演示实验的注意点

1.演示实验重在引导、启发学生。引导学生质疑问难,或创设若干个富有探究性的新问题,这样课堂教学效果会更好。比如教师可提出如下问题诱导学生思考:鸭蛋蛋黄中脂肪的含量高达31%,为什么看不到一点油?可是在咸蛋的蛋黄中,却经常可以看到黄色的油滴往外流?从这两种不同的处理过程得到不同的结果,又会引发怎样的结论?这些很有探究意义的问题,可以激发学生的探究欲望,使学生产生浓厚的学习兴趣。

2.在演示实验中增加学生的参与。演示实验是教师在课堂上为学生演示操作,同时又引导学生对实验进行观察、思考和分析。以往的课堂教学,后边的学生看不清演示实验过程,影响教学效果。因此,在演示实验中,应积极引导学生观察、讨论、分析、归纳总结,甚至在实验操作上让学生积极参与,充分了解实验的内容。

3.变验证性实验为探索性实验。生物课堂演示实验可分为验证性实验和探索性实验,前者占大部分。验证性实验是对知识的正确与否加以验证,巩固和加深对基本规律和基本原理的认识。而探索性实验对培养学生思维能力、创造能力、自学能力、观察实验能力及解决实际问题的能力有独到的作用[2]。因此,在教学中可把一些验证性的实验变为探索性的实验,多让学生想,启迪学生思路。例如前述从牛血清白蛋白溶液中分离蛋白,除了沉淀方法,还有浓缩,干燥,结晶,电泳,离心,色谱,萃取、膜分离等,几乎每一种生物分离技术都能达到同样目的,具体选择哪一类哪一种,就是一个深入研究探讨的问题,可以让学生展开讨论,各抒己见,同时分组设计实验方案做实验,综合考虑实验效果和成本,让学生由学知识变为主动探索自然规律,对知识学得更扎实更牢固。

4.合理运用多媒体,优化演示实验教学。教学演示实验可提高学生动手能力,而结合利用多媒体教学,可扩展教学视野,是教学现代化的重要标志。如应用多媒体展示工业化的生物分离设备,全自动分离的流程演示,最新的生物分离技术,从而突破时间和空间的束缚,进行逼真地模拟,灵活地放大或缩小生物分离场景,将生物分离过程生动形象地展现于学生眼前,使学生认识加强,理解透彻。

总之,教学演示实验是介于纯理论教学与实验课之间的过渡形式,但对于《生物分离技术》这门重在操作的课程来说很有意义,使学生的学习活动符合学科内容的认知规律,并提高课堂教学的有效性,实现素质教育决胜于课堂的教学战略转移。除了演示实验,也可安排学生参观实验室中各种生物分离实验设备,并安排对生物分离实验感兴趣的学生在实验室继续深造。通过这种课堂教学的延伸,可提高学生的学习积极性和主动性,激发学生对该专业课的兴趣,达到全面提高素质教育质量的目标。

参考文献:

[1]蔡春尔,贾睿,胡燕,何培民.《生物分离技术》理论课教学体会[J].教育教学论坛,2013,(43):72-73.

演示实验教学论文篇(11)

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)02-0277-02

一、引言

近几年来,独立学院日益壮大。北京交通大学海滨学院(简称“我校”)自2008年创办以来,投资几十万元对大学物理演示实验室进行了大幅度的硬件建设,开设一百多项大学物理演示实验,包括力学、光学、电磁学和近代物理各个学科。

目前,我校演示实验室一是用来新生入学参观,一般以班级为单位到演示实验室参观学习,目的是利用丰富多彩的物理现象抓住学生的好奇心,提高他们对物理学规律和现象的认识;二是在每周三和周六下午自由开放,即全校各年级学生以小组为单位或个人,不分年级和专业,按需进行参观学习,其他时间都关门,浪费了大量资源;三是专家参观时或领导检查时临时开放,即针对专家或者兄弟院校来我院参观学习;四是用于辅助大学物理课程走进课堂教学,提高学生学习的兴趣。然而一些仪器设备如科里奥利力演示装置,太重不宜搬到课堂教学当中,导致现有的大量仪器得不到充分利用。演示实验室形同一种摆设,同时理论教学也将受到很大的影响。因此,以下利用我校现有的优质资源,就大学物理演示实验的进一步开发和利用进行探讨。

二、如何提高大学物理演示实验的利用率

1.及时地维护实验设备,保证所有实验正常演示。我校负责演示实验管理和教学的老师只有1名,并且只懂物理原理和规律,但对仪器内部构造一知半解。据了解[1]国内高校的技术人员只懂仪器,但不懂物理原理和物理规律;教学人员懂物理理论,但对仪器一知半解,且两方面沟通很少,双方的缺陷都对教学效果产生负面影响。况且每个实验内容只有1台仪器,学生操作后有损坏。当仪器出现故障时,我校基本上从其他高校聘请专门人员维修,资金耗费巨大。要使演示实验达到其应有的效果,实验教师要不断加强学习,对所有仪器都要依据说明书进行认真的钻研和操作,及时维护实验设备,保证所有仪器的顺利演示。

2.充分调动教师积极性,合理的利用演示实验教学。由于部分教师认为演示实验很简单,只讲原理和现象,不做实验,学生也能理解,便省略了演示实验,这种教学方式不利于培养学生的观察、独立思考、探究规律的能力。而且我校大部分教师既承担繁重的教学任务又兼任辅导员工作,工作量巨大,无心去设计和使用演示实验。又考虑到大学物理学时少,内容繁多,长期以来教师只重视物理理论课的讲授,很少有课堂演示实验,导致相当一部分的学生失去了学习物理的兴趣,不能达到预期的教学效果。

演示实验是大学物理教学中重要的教学手段,是建立物理概念、掌握规律和培养技巧的重要环节。直观形象的演示现象,使得抽象、概括的物理概念更加具体,帮助学生进一步理解物理概念和规律,激发了学习兴趣。例如力学中的抽象概念——转动惯量,很多教师反应授课比较困难,学生理解起来更困难,加上转动惯量的实验测定较复杂,大部分学生印象不深刻。然而,在演示实验室学生坐在茹可夫斯基凳上,在双手握哑铃和不握哑铃两种情况下,只要通过伸开双臂和收拢双臂,便可直观感受到角速度的变化,不仅使学生观察到了系统角动量守恒现象,而且加深了对转动惯量概念的理解,从而达到理论课难以达到的教学效果。由于课时和场地等条件的限制,不可能将所有相关演示实验仪器搬到课堂上,因此我们还使用照相机或摄像机在演示实验室拍摄仪器图片和视频,然后借助于photoshop软件进行后期处理,视频中包括教师演示和讲解过程,这有利于吸引观看教学视频学生的注意力,有利于大大缓解物理演示实验设备的不足,给物理学课程注入新的活力。总之,只有教师充分重视演示实验教学,才能发挥演示实验在物理教学中的作用[2,3]。

3.进一步开放演示实验室,为后续课程做铺垫。针对我校演示实验室的开放情况,为了进一步巩固大学物理所授内容中的物理概念、物理规律和物理原理,在每学期大学物理结课后,组织学生以班为单位(40人左右)来参观演示实验室,由教师安排一次(4学时)在演示实验室演示相关实验内容,通过这个过程的演示实验教学,学生不仅可以体验和观察那些因课内时间不足而没有做的演示实验,而且还能领悟其中所蕴含的巧妙设计技巧。通过观察、思考、巩固和复习,使学生对知识的理解掌握更加清晰牢固,一方面节省了学生的复习时间并提高了学习效率,另一方面演示实验仪器的作用和功能得到了更有效的发挥,从根本上提高了学生的学习兴趣,特别有利于学生理解后续专业课程的内容。

4.提倡开设与演示实验有关的选修课。为了使学生了解物理与现代生活、物理与人类文明发展的关系,感受物理学中科学的思维方法,有效利用实验室的现有仪器设备,同时拓展文科学生对大学物理学的学习愿望,每一学期面向全校开设《大学物理演示实验》公选课,使学生有机会接触到物理[4],有利于培养学生的观察能力、分析能力、发现和解决问题的能力,提高学生的科学素养。

5.开展创新实践活动,推动实验室建设[5]。为了给学生提供一个课外实践和探究的平台,为社会培养创新型人才,我校开展创新实践活动,学校专门设置一个闲置房间,同时选择一些动手能力强、实验热情高的学生参加演示实验项目的开发和研究工作,学生提出切实可行的演示实验方案,由实验室提供必要的仪器设备和原材料,在指导教师参与下完成实验项目,这样不仅学生受到了极大的锻炼,还培养了他们的科研能力和合作精神。现已经获得成果如《水的电极化演示仪器》、《奥斯特电流磁效应演示仪器》,为物理演示实验的改革创新提供了一个很好的平台,既激励了学生的创新精神,又推动了实验室建设和发展。

三、结束语

物理演示实验室是我校实验室建设的一个重要组成部分,有着不可忽视的作用。结合海滨学院的办学特色,如何在现有的演示实验资源下,最大限度地发挥演示实验室的作用是关键。本文从仪器设备、教师重视度、开放方式、选修课和创新实践角度介绍了如何提高演示实验的利用率。当然,我们的演示实验室建设和应用处于不断地摸索中,今后我们还将对此课题进行进一步深入地探讨和研究,为应用型独立院校的建设贡献力量。

参考文献:

[1]段家僭,等.美国高校物理实验验教学和管理情况调查报告[J].大学物理,2004,23(3).

[2]杨燕婷,等.大学物理演示实验立体化教学模式的建设实践[J].广东工业大学学报(社科版),2008,8(S1).

[3]蒋雅琴.大学物理演示实验室开放教学初探[J].物理与工程,2011,21(2).

[4]李训谱,牛孔贞.关于开设“物理演示实验”公选课的教学探讨[J].物理实验,2003,23(6).