大學物理理論課與實驗課的現狀問題與整合

吳登平于軍朱偉玲方運良 陳海波 何穎君

(廣東石油化工學院物理系 廣東 茂名 525000)

物理學是研究物質的基本結構、相互作用和物質最基本、最普遍的運動形式及其相互轉化規律的學科.而實驗是物理學科的基礎，也是物理知識的源泉，是提高物理教學質量的重要環節之一.但是，傳統物理專業課更側重于理論教學，而忽略實驗課與理論課之間的聯系.如何將物理專業課與實驗課整合起來，達到更好的教學效果，是值得探討和深思的問題.

1 物理理論課與實驗課的現狀與問題

筆者對所在學校的理工科學生通過訪談和問卷調查的形式，對物理課程的需求開展了調查研究；發現學生對于物理實驗的需求沒有得到滿足，對理論課和實驗課的整合提出了看法.調查共發放問卷300份，回收286份，調查對象為物理學、機電、建工、生物技術、化工、高分子及環境等專業的學生.

(1)理論課與實驗課脫節

理論內容滯后或超前于實驗.理論課與實驗課脫節，理論內容滯后或超前于實驗；在有限時間的實驗課內，學生不容易理解實驗原理，實驗過程中只能是依葫蘆畫瓢，機械地操作，知其然，不知其所以然，實驗完成后仍然渾然不清，達不到實驗的目的.但若教師講授實驗原理花費的時間較多，學生動手完成實驗的時間就會相對減少，沒有獨立思考的時間，從而影響學生實驗技能的提高，也會削弱實驗的效果.

理論課與實驗課教師不交叉上課，各自為政，教學信息不溝通，實驗課教師很難把理論課教學內容融會貫通地應用到實驗課教學中；理論課教師也不能夠做到把實驗中的原理更詳細地對學生講解，因此較難產生好的教學效果.

(2)實驗資源不足

物理實驗教學離不開一定數量和質量的教學儀器.一般情況下，學校的儀器達不到需要的標準.實驗儀器不是過于陳舊，就是數量不足.在很多情況下，學生只能分組進行實驗，有時超過3個人一組，不能確保每個學生都參與實驗.再加上儀器不時地損壞，沒有專人及時修理，致使儀器數量不斷減少.同時，儀器的損壞不但浪費學生的時間，還影響了實驗的效果.

一些比較復雜或比較抽象的實驗，難以用口頭表達給學生聽時，就需要進行實驗演示.但是，有的實驗沒有相應的器材，因此造成了實驗講解得不完整或不全面，阻礙了學生對相關內容的了解.

實驗教師不足，導致一個教師一天有8節課甚至10節課，造成教師疲憊不堪，嚴重影響教學質量.

(3)教學方式和手段仍需提高

為了在規定的時間內完成教學任務，實驗教師在實驗過程中常常牽著學生的思路走，學生如果碰到問題也只能求助于教師，致使學生的科學態度與實踐能力得不到應有的培養和提高，最終導致學生對實驗課的重視程度不夠，無法充分發揮實驗課的作用.另外，在對一些較難原理的講述上，由于缺乏現代化教學手段，沒有多媒體的輔助，學生很難聽懂，很難深入地理解實驗內容，理論與實驗難以統一.

理論課與實驗課的現狀，使得物理實驗教學中普遍存在這樣的情況，即學生課前預習，上課時由教師把實驗原理、儀器構造、操作方法、注意事項等統統講一遍，然后讓學生測量數據，完成實驗報告.教師和學生都花了不少時間和精力，但效果不佳，對理論知識的理解并沒有很大的加深拓展作用.

2 存在問題的原因探析

(1)歷史原因

20世紀80年代中期以前，我國實驗課與理論課是一種依附式的關系，即實驗課依附理論課.這種模式有很多弊端，如實驗目的只是單純驗證理論，不能充分發揮實驗課自身的育人功能；實驗課缺乏獨立性，沒有實驗教學系統建設可講；實驗課穿插在理論課中，得不到保障等.為了解決這些問題，國家教委頒布的《工程專科學校普通物理實驗課程教學基本要求》使得理論課與實驗課逐步劃分成兩個獨立的學科,驗證理論不再是實驗的目的.實驗的獨立及其教學系統的建設，使得大批的優秀教師被吸引進來，教學質量得到了提高.但是理論與實驗的單獨開課，使得兩者的時間難以協調[1].

(2)實驗教學資源面對的困難

1)實驗設備需要更新換代.在實驗過程中精確度高的實驗儀器可以使實驗結果取得很好的效果，但經費很高.另外，實驗儀器更新速度快，新、舊設備無法匹配，不能充分發揮新實驗器材的優勢.

2)實驗器材數量無法達到要求和實驗教師的缺乏.學生通過分組的形式進行實驗，導致了一部分學生無法真正做到獨立完成實驗，也就無法充分完成預期的要求.大學物理和大學物理實驗課程是在同一時間段授課，受人員、場地和實驗設備的限制，多數學校都不能保證實驗項目的內容與理論課的教學內容同步進行.另外，由于教師教學理論的缺乏，造成教學手段落后，不能充分發揮實驗應有的教育功能.

(3)實驗課程的安排問題

與理論課相比，實驗課課時較少，時間緊，任務重，教師可發揮的余地不多；學生多、教師少，時間和場地的安排也有不少問題；理論課教師與實驗課教師各司其職，雖然可以提高各自的工作效率，但是由于缺乏溝通，教學效果難以達到最優化.

如今，大部分招聘企業更看重的是學生的動手能力和專業技能，這對高校教育提出了更高的要求.作為培養學生動手能力和專業技能最有效手段的實驗課必將面臨嚴峻的考驗.因此，物理專業理論課與實驗課之間的整合勢在必行.

3 整合措施

(1)教學計劃的制定與實施

隨著現代科學技術的飛速發展，物理理論也會逐漸前沿化.這就要求對物理課程與物理實驗課程的教學內容進行改革，對課程中陳舊與重復性的內容進行刪減，實驗則更應該重視一些近代的實驗，強調創新和動手能力[2].

應減少驗證性實驗的數量，多引入綜合性、設計性和研究性的實驗.給予學生預先搜集資料的時間，通過自身掌握的理論知識探究物理現象，進而消化所學的理論知識.

(2)注重理論與實驗教學內容的銜接

現行的物理教材中有許多內容與實驗密不可分.然而現行的眾多物理實驗教材中卻未涉及理論知識, 導致學生對理論知識的掌握不直觀而費解，只是依靠記憶； 而一些大學物理實驗教材中所涉及的實驗內容, 在物理理論教材中卻未曾涉及或者只是蜻蜓點水式的粗略提及.所以第一步就要統一教材，這樣學生才能在學習理論時理解“理論是建立在實驗基礎之上”的[3].

理論課涉及到的實驗在理論講述中較詳細地講解其實驗原理，并且講授了理論知識后及時開設與之相對應的物理實驗.這樣, 一方面通過實驗的定量驗證, 可以加深學生對物理原理的理解；另一方面, 在實驗教學中可以讓學生利用更多的時間進行操作, 分析問題，提出問題，解決問題, 以提高他們的實驗技能和創新能力.另外，可以考慮后推物理實驗課的開課時間，在其他課程允許的情況下，延后一學期開課，也可以在一定程度上解決這一難題[4].

對理論課和實驗課教師進行整合.理論課與實驗課教師交叉任課，可以為學生提供一個連續的理論與實踐環節相結合的教學環境.

(3)加大投入，解決實驗資源缺乏的問題

有了足夠的實驗教學資源，才能實施各種設想，才能提供給學生更多的理論學習機會與實驗實踐機會，否則，很可能就是紙上談兵.如擴大物理實驗室的投入；擴大實驗室的面積；增加實驗設備套數；建立全方位開放式實驗室，在時間、空間和內容上給學生較大的選擇自由，努力使實驗室發揮最大的功效.指導教師可以輪班或在實驗室標示聯系方式，以便隨時隨地對需要幫助的學生進行指導.學生可以無所限制地開展各種感興趣的物理實驗，充分調動了學生的積極性和興趣，變被動為主動，使物理實驗與樂趣、愛好更好地結合，更加便于學生創造性、探究性地學習物理知識.

其次，學校應加大對網絡教學條件的投資和建設力度，實現物理實驗的虛擬化，提高實驗教學效果.使學生可以通過校園網、實驗中心網站，實現訪問物理實驗網絡輔助系統和大學物理實驗網絡課程系統，以及改善演示教學的條件, 特別是課堂的實物演示實驗.積極籌劃建立集課堂演示實驗、大屏幕投影(幻燈) 、錄像設備齊全的大學物理專用授課教室，從而提高物理實驗的教學質量.

另外，應增加實驗教學人員的編制，并對理論課和實驗課教師進行相關的教學理論和方法的培訓，及時更新教師的教學理念，促進教學方式的改變，以發揮物理教學最大的教育功能.

(4)轉變教學方式，體現學生的主體地位

通過采用以物理問題為起點，學生為主體的探究式教學，開展設計性、開放性實驗等方式，促進學生的自主學習，從而達到理論與實驗的有機結合.或者，讓學生通過自己所掌握的專業知識來講課，教師加以輔導，并鼓勵他們用自己認為更科學的方法進行實驗.一方面，可以讓學生對專業知識有更深的理解，同時還便于學生之間的交流.另一方面，教師能夠了解學生對知識掌握的情況，做到有針對性的教學，增加了學生的參與度，提高了他們對實驗的興趣，以有效地提高學生的科學素養.

(5)考核方式的改進

考試不僅要考核學生對所學知識的掌握情況, 而且要考核學生的能力.除筆試外, 還可以采用口試、寫讀書報告、專題總結或小論文等形式.教學過程中，可以允許學生以自組團隊的形式，利用課外時間開展設計性實驗, 將其作為一項課外作業來完成.教師可以根據學生提交的實驗報告或小論文評定成績.同時，為了促進理論課與實驗課的融合，可以將兩門課作為統一的課程綜合評定成績[5].

物理課程和物理實驗課程密不可分，對它們進行整合、優化，有利于提高物理教學的效率，更重要的是有利于學生科學素養的提升.物理教師可以在教學和課程建設實踐中不斷地總結經驗，創造新的模式，從而更有效地發揮物理學的教育功能，以及更好的實現物理教學的目標.

參考文獻

1 宋立軍.大學物理課程教學內容的綜合改革和整合實踐.長春大學學報，2002,12(5)

2 李敏，禹生來.實驗課的現狀與改革思考.教育教學論壇，2010(30)

3 曹海燕.提高物理實驗教學質量的有效途徑.科技情報開發與經濟，2004,14(9)

4 關立強.大學物理的理論與實驗體系改革初探.科技信息(學術研究)，2008(36)

5 趙春旺.大學物理理論課與實驗課整體優化的研究與實踐.內蒙古工業大學學報(社會科學版)，2004,13(1)