論文摘要：由于高考采用文、理分科考試，導(dǎo)致教學(xué)知識(shí)片面化、學(xué)生思維模式化。文科生是我國(guó)未來(lái)社會(huì)事物和文化活動(dòng)的組織者及管理者，因而提高文科生綜合素質(zhì)尤為重要。從完善教學(xué)資源、研究教學(xué)形式和培養(yǎng)文科生綜合素質(zhì)等方面介紹了北京工商大學(xué)開設(shè)的大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)課程。

論文關(guān)鍵詞：文科；大學(xué)物理；演示實(shí)驗(yàn)；教學(xué)軟件

為適應(yīng)科技和社會(huì)的飛速發(fā)展，必須培養(yǎng)具有實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)的復(fù)合型、應(yīng)用型人才。人才培養(yǎng)的現(xiàn)代化需要教學(xué)手段的現(xiàn)代化。在教育部公布的2003～2007年教育振興運(yùn)動(dòng)計(jì)劃中明確指出：“創(chuàng)建國(guó)家級(jí)教育信息化應(yīng)用支撐平臺(tái)，加大涵蓋各級(jí)各類教育的信息資源開發(fā)，形成多層次、多功能、交互式的國(guó)家教育資源服務(wù)體系。”隨著現(xiàn)代信息技術(shù)在教育領(lǐng)域中的廣泛運(yùn)用，計(jì)算機(jī)、多媒體及網(wǎng)絡(luò)教學(xué)在高校的教學(xué)改革中已越來(lái)越重要。 物理學(xué)是整個(gè)自然科學(xué)和現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，它以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，而演示實(shí)驗(yàn)是最直觀有效、形象生動(dòng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式。通過物理演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能更好地理解物理概念、掌握物理規(guī)律、培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)技巧、提高創(chuàng)新能力。物理的創(chuàng)新成果都源自于實(shí)驗(yàn)。因此，物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)成為培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)的重要環(huán)節(jié)。 北京工商大學(xué)十分重視實(shí)踐教學(xué)，近年來(lái)加大了對(duì)物理演示實(shí)驗(yàn)室的投入，購(gòu)置了大批國(guó)內(nèi)一流的先進(jìn)演示設(shè)備，建成了物理演示實(shí)驗(yàn)室，為學(xué)生提高科學(xué)素質(zhì)、改善知識(shí)結(jié)構(gòu)創(chuàng)造了很好的條件。但目前物理演示實(shí)驗(yàn)室主要面臨三方面的不足：演示實(shí)驗(yàn)室雖具有少量教學(xué)輔助資料，但難于滿足全校學(xué)生對(duì)高科技資源的需求；實(shí)行單一的“表演實(shí)驗(yàn)”教學(xué)模式，學(xué)生主要是觀察者，處于被動(dòng)地位，這種教學(xué)模式難以激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，限制了創(chuàng)新能力的培養(yǎng)；大學(xué)物理文科教學(xué)已經(jīng)得到越來(lái)越廣泛的重視，并在文科人才的素質(zhì)教育中扮演了十分重要的角色。物理演示實(shí)驗(yàn)雖已在北京工商大學(xué)工科專業(yè)學(xué)生中廣泛開展，但參與的文科學(xué)生很少，因而物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革迫在眉睫，創(chuàng)建基于多媒體技術(shù)的演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式是當(dāng)前我國(guó)高等教育發(fā)展的必然趨勢(shì)，也將填補(bǔ)北京工商大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)室在這方面的空白。下面結(jié)合實(shí)踐教學(xué)在培養(yǎng)文科人才素質(zhì)教育中的地位和作用，主要從教學(xué)資源的完善、教學(xué)形式和文科課程改革三方面進(jìn)行有益的探討。

一、完善大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源

近幾年，學(xué)校投入170萬(wàn)資金購(gòu)置了大批國(guó)內(nèi)一流的演示實(shí)驗(yàn)設(shè)備，建成了230平方米的物理演示實(shí)驗(yàn)室，能演示150多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。在2007年北京市本科教學(xué)評(píng)估期間，北京工商大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)室受到評(píng)估專家和學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)的高度評(píng)價(jià)。雖然物理演示實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)受到學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)高度重視，學(xué)校也投入了較高力度的人力、物力、財(cái)力，向?qū)W生開放演示實(shí)驗(yàn)室。但物理演示實(shí)驗(yàn)室目前僅有實(shí)驗(yàn)操作說(shuō)明書，缺乏配套教學(xué)資料。所以，編寫演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)課件、開發(fā)現(xiàn)代化教學(xué)軟件迫在眉睫。 從2009年學(xué)校向文科生試開設(shè)大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)課程開始，教師從力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、振動(dòng)和波動(dòng)五方面整理了物理理論知識(shí)和編寫了適合文科學(xué)生的PPT教學(xué)課件，并指導(dǎo)學(xué)生使用照相機(jī)或攝像機(jī)在演示實(shí)驗(yàn)室拍攝演示實(shí)驗(yàn)儀器圖片和視頻。拍攝照片需要實(shí)驗(yàn)儀器和背景對(duì)比強(qiáng)烈，簡(jiǎn)單清晰。拍攝后指導(dǎo)學(xué)生使用Photoshop軟件進(jìn)行后期處理。教學(xué)視頻中最好包括教師演示和講解過程，這樣有利于吸引觀看教學(xué)視頻學(xué)生的注意力，可形象生動(dòng)地展示物理現(xiàn)象，有利于教師對(duì)物理原理的解釋。除此之外，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的需求，通過互聯(lián)網(wǎng)的下載、圖像掃描、手動(dòng)制作等方式也可收集其他物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)資料。另外，我們還與公司IT專業(yè)技術(shù)人員探討多媒體教學(xué)軟件所需要使用的匯編語(yǔ)言、軟件界面的設(shè)計(jì)和分類、軟件所需圖片和視頻嵌入的穩(wěn)定性，最終使用actionscript語(yǔ)言編寫了多媒體物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件，該軟件在課堂上使用后極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

二、采用靈活多樣的大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式

許多高校已經(jīng)采用了靈活多樣的現(xiàn)代化物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式，如利用計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的物理演示教學(xué)、雙語(yǔ)物理演示教學(xué)以及利用“投票機(jī)”（voting machine）讓學(xué)生選題判斷的物理演示教學(xué)等都極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。雖然北京工商大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)室已配備了導(dǎo)學(xué)儀、計(jì)算機(jī)、高清大屏幕電視等多種形式的現(xiàn)代化多媒體教學(xué)設(shè)備，但目前僅采用單一的“表演實(shí)驗(yàn)”教學(xué)模式，每個(gè)班的工科學(xué)生僅利用兩節(jié)課時(shí)間在實(shí)驗(yàn)室觀看教師演示實(shí)驗(yàn)儀器，學(xué)生處于被動(dòng)地位，限制了學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，教學(xué)效果不甚理想。 針對(duì)向文科生開設(shè)的大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)課程，教師采用了多種教學(xué)和管理形式：大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)雙語(yǔ)教學(xué)模式讓文科學(xué)生了解了物理專業(yè)英語(yǔ)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的國(guó)際交流能力、主動(dòng)參與國(guó)際合作與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的能力，積極響應(yīng)了教育部提出的“積極推動(dòng)使用英語(yǔ)等外語(yǔ)進(jìn)行教學(xué)，以適應(yīng)經(jīng)濟(jì)全球化和科技革命的挑戰(zhàn)”的教育方針；教師采用理論分析與實(shí)驗(yàn)演示相結(jié)合、學(xué)生親自動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)儀器等教學(xué)模式，對(duì)學(xué)生采用實(shí)驗(yàn)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)操作和PPT演講等形式的考核方式，這種教學(xué)方式使學(xué)生接受的信息量增多，豐富了教學(xué)內(nèi)容，極大地提高了課堂的教學(xué)效果，培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神及語(yǔ)言表達(dá)能力；教師隊(duì)伍中有多年豐富教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的教授和副教授，也有具有極強(qiáng)科研能力和外語(yǔ)水平的博士，還有調(diào)試和維修實(shí)驗(yàn)儀器的專業(yè)技術(shù)人員，從而保證了教學(xué)質(zhì)量。 三、大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程注重文科學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)

各大高校教育以提倡大學(xué)生素質(zhì)教育為前提，不少院校針對(duì)理工科大學(xué)生相繼開設(shè)了美術(shù)、聲樂、大學(xué)語(yǔ)文等課程，從而加強(qiáng)了他們的人文知識(shí)教育。而對(duì)于文科大學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的教育工作起步較晚，進(jìn)展也相對(duì)緩慢。因此，有必要培養(yǎng)文科學(xué)生的觀察力、想象力、邏輯思維能力和實(shí)踐創(chuàng)新能力，針對(duì)文科生開設(shè)大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)有助于學(xué)生開拓思路、鍛煉能力，促進(jìn)各學(xué)科之間的滲透和互補(bǔ)，對(duì)提高文科生的科學(xué)文化素質(zhì)具有重要意義。 北京工商大學(xué)于2009年春季首次向文科學(xué)生專門開設(shè)了“物理探索與實(shí)踐”大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)選修課，第一次開課限選人數(shù)為35人。為了提高教學(xué)效果，教師們從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)過程管理、實(shí)驗(yàn)儀器維護(hù)等方面進(jìn)行了探討，教學(xué)效果良好。在總結(jié)了第一次開課的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)后改進(jìn)和完善了教學(xué)課件，于2011年春季再次開設(shè)了該選修課，選課人數(shù)達(dá)到80人，分兩個(gè)小班授課。文科學(xué)生普遍反映本選修課使他們更好地理解了物理概念和規(guī)律，提高了實(shí)踐動(dòng)手能力，開闊了學(xué)習(xí)視野，培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。 對(duì)于向文科學(xué)生新開設(shè)的大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)課程，教師們一致認(rèn)為應(yīng)以突出素質(zhì)教育為指導(dǎo)思想，改變灌輸式的教學(xué)方法，以學(xué)生獨(dú)立操作實(shí)驗(yàn)為主、教師啟發(fā)式指導(dǎo)為輔的方式，實(shí)行“觀察實(shí)驗(yàn)—理論解釋—?jiǎng)邮謱?shí)踐—演講總結(jié)”的分層次教學(xué)模式。第一，學(xué)生在演示實(shí)驗(yàn)室先觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。例如，在講解“法拉弟籠”實(shí)驗(yàn)時(shí)，先讓學(xué)生觀察50～100kV高壓電源向法拉第籠放電現(xiàn)象，因?yàn)榛\體的屏蔽作用，籠內(nèi)的同學(xué)安然無(wú)恙。學(xué)生對(duì)此驚訝不已，覺得不可思議，急切想知道其中緣由。第二，教師在課堂上用PPT課件詳細(xì)解釋了靜電屏蔽的電學(xué)原理，并啟發(fā)學(xué)生思考：在生活中是否存在類似現(xiàn)象？學(xué)生想到了高壓線圈外的鐵架，還有些同學(xué)想到如果將易發(fā)生雷電地區(qū)的房屋裝上這些具有屏蔽作用的籠網(wǎng)，可以保護(hù)人身安全。這樣的演示實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生感覺到物理現(xiàn)象就在我們身邊，對(duì)所學(xué)知識(shí)印象深刻。第三，讓文科生參與到普通大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中，講述實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)操作方法和數(shù)據(jù)處理過程，提高了他們的動(dòng)手能力和邏輯思維能力。第四，在每學(xué)期末，教師指導(dǎo)學(xué)生課后從網(wǎng)絡(luò)收集課程相關(guān)信息，讓學(xué)生制作感興趣的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目專題PPT，通過學(xué)生PPT演講的形式來(lái)討論。這種教學(xué)方式培養(yǎng)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、設(shè)計(jì)制作PPT能力和語(yǔ)言表達(dá)能力。 文科學(xué)生與理工科學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)有著本質(zhì)不同。首先，課時(shí)差距很大。該課程每學(xué)期共34學(xué)時(shí)，這要求教師要精選物理內(nèi)容；其次，物理基礎(chǔ)的不同使得任課教師在教學(xué)深度和難度上要把握得當(dāng)；另外，學(xué)習(xí)目的不一致，文科生大學(xué)生物理演示實(shí)驗(yàn)課程旨在提高其綜合素質(zhì)，而不是像理工科那樣與專業(yè)課程教學(xué)相結(jié)合。所以，教師可以從以下幾個(gè)方面來(lái)準(zhǔn)備教學(xué)。 1.介紹物理學(xué)史，培養(yǎng)科學(xué)精神 物理學(xué)史反映了人類對(duì)自然界各種物理現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)過程，研究物理學(xué)發(fā)生和發(fā)展的基本規(guī)律，研究物理學(xué)概念的思想發(fā)展和變革過程。科學(xué)精神是指由科學(xué)性質(zhì)所決定并貫穿于科學(xué)活動(dòng)之中的基本的精神狀態(tài)和思維方式，是體現(xiàn)在科學(xué)知識(shí)中的思想或理念。教師在教學(xué)過程中應(yīng)注重傳遞科學(xué)家所具有的探索精神、求真精神、創(chuàng)新精神和獻(xiàn)身精神以及科學(xué)家們所表現(xiàn)出的謙虛、誠(chéng)實(shí)、合作、淡泊名利的優(yōu)秀品質(zhì)。例如，演示實(shí)驗(yàn)室具有冰箱原理展示儀器，在講述與之相關(guān)的卡諾循環(huán)物理原理時(shí)介紹了法國(guó)青年工程師卡諾如何在前人研究基礎(chǔ)上找到了提高蒸汽機(jī)效率方法的研究過程，由此激勵(lì)學(xué)生在學(xué)習(xí)中應(yīng)像卡諾那樣具備不斷探索的精神。 2.滲透物理思維方法 培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方法比單純傳授知識(shí)更重要。教學(xué)過程中應(yīng)讓學(xué)生掌握如何思考、如何分析問題和解決問題的方法。例如，在學(xué)生進(jìn)行示波器實(shí)驗(yàn)中，有些學(xué)生調(diào)不出李薩茹圖形，教師啟發(fā)學(xué)生從X/Y軸信號(hào)是否輸入正確、兩軸信號(hào)頻率比值是否合適、兩軸信號(hào)在示波器上顯示位置以及模式選擇等方面來(lái)進(jìn)行分析，大部分學(xué)生最終解決了該問題，并加深了學(xué)生對(duì)該實(shí)驗(yàn)物理原理的理解。雖然“物理探索與實(shí)踐”選修課針對(duì)北京工商大學(xué)文科專業(yè)學(xué)生開設(shè)，但因高考時(shí)分文、理科生源，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力水平參差不齊，如何調(diào)動(dòng)不同層次學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，使每個(gè)學(xué)生都能最大限度地從課堂中獲益，還有待進(jìn)一步探索教學(xué)方法。 3.教學(xué)與實(shí)踐相結(jié)合 教師在傳授理論知識(shí)的同時(shí)必須輔之以實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，使學(xué)生學(xué)有所獲。我們研究確定了工科和文科學(xué)生力所能及的演示實(shí)驗(yàn)研究課題，培養(yǎng)了他們獨(dú)立思考的能力，讓學(xué)生參與調(diào)試，真正將理論與實(shí)際相結(jié)合。最終，教師指導(dǎo)學(xué)生獲得了三項(xiàng)物理演示實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽獎(jiǎng)：2011年北京市大學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽一等獎(jiǎng)，2011年北京市大學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽三等獎(jiǎng)，全國(guó)高校第十屆物理演示教學(xué)儀器一等獎(jiǎng)。