大學(xué)物理理論課與實(shí)驗(yàn)課的現(xiàn)狀問(wèn)題與整合

吳登平于軍朱偉玲方運(yùn)良 陳海波 何穎君

(廣東石油化工學(xué)院物理系 廣東 茂名 525000)

物理學(xué)是研究物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)、相互作用和物質(zhì)最基本、最普遍的運(yùn)動(dòng)形式及其相互轉(zhuǎn)化規(guī)律的學(xué)科.而實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)科的基礎(chǔ)，也是物理知識(shí)的源泉，是提高物理教學(xué)質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)之一.但是，傳統(tǒng)物理專業(yè)課更側(cè)重于理論教學(xué)，而忽略實(shí)驗(yàn)課與理論課之間的聯(lián)系.如何將物理專業(yè)課與實(shí)驗(yàn)課整合起來(lái)，達(dá)到更好的教學(xué)效果，是值得探討和深思的問(wèn)題.

1 物理理論課與實(shí)驗(yàn)課的現(xiàn)狀與問(wèn)題

筆者對(duì)所在學(xué)校的理工科學(xué)生通過(guò)訪談和問(wèn)卷調(diào)查的形式，對(duì)物理課程的需求開展了調(diào)查研究；發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)于物理實(shí)驗(yàn)的需求沒(méi)有得到滿足，對(duì)理論課和實(shí)驗(yàn)課的整合提出了看法.調(diào)查共發(fā)放問(wèn)卷300份，回收286份，調(diào)查對(duì)象為物理學(xué)、機(jī)電、建工、生物技術(shù)、化工、高分子及環(huán)境等專業(yè)的學(xué)生.

(1)理論課與實(shí)驗(yàn)課脫節(jié)

理論內(nèi)容滯后或超前于實(shí)驗(yàn).理論課與實(shí)驗(yàn)課脫節(jié)，理論內(nèi)容滯后或超前于實(shí)驗(yàn)；在有限時(shí)間的實(shí)驗(yàn)課內(nèi)，學(xué)生不容易理解實(shí)驗(yàn)原理，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中只能是依葫蘆畫瓢，機(jī)械地操作，知其然，不知其所以然，實(shí)驗(yàn)完成后仍然渾然不清，達(dá)不到實(shí)驗(yàn)的目的.但若教師講授實(shí)驗(yàn)原理花費(fèi)的時(shí)間較多，學(xué)生動(dòng)手完成實(shí)驗(yàn)的時(shí)間就會(huì)相對(duì)減少，沒(méi)有獨(dú)立思考的時(shí)間，從而影響學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的提高，也會(huì)削弱實(shí)驗(yàn)的效果.

理論課與實(shí)驗(yàn)課教師不交叉上課，各自為政，教學(xué)信息不溝通，實(shí)驗(yàn)課教師很難把理論課教學(xué)內(nèi)容融會(huì)貫通地應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中；理論課教師也不能夠做到把實(shí)驗(yàn)中的原理更詳細(xì)地對(duì)學(xué)生講解，因此較難產(chǎn)生好的教學(xué)效果.

(2)實(shí)驗(yàn)資源不足

物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)離不開一定數(shù)量和質(zhì)量的教學(xué)儀器.一般情況下，學(xué)校的儀器達(dá)不到需要的標(biāo)準(zhǔn).實(shí)驗(yàn)儀器不是過(guò)于陳舊，就是數(shù)量不足.在很多情況下，學(xué)生只能分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，有時(shí)超過(guò)3個(gè)人一組，不能確保每個(gè)學(xué)生都參與實(shí)驗(yàn).再加上儀器不時(shí)地?fù)p壞，沒(méi)有專人及時(shí)修理，致使儀器數(shù)量不斷減少.同時(shí)，儀器的損壞不但浪費(fèi)學(xué)生的時(shí)間，還影響了實(shí)驗(yàn)的效果.

一些比較復(fù)雜或比較抽象的實(shí)驗(yàn)，難以用口頭表達(dá)給學(xué)生聽時(shí)，就需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示.但是，有的實(shí)驗(yàn)沒(méi)有相應(yīng)的器材，因此造成了實(shí)驗(yàn)講解得不完整或不全面，阻礙了學(xué)生對(duì)相關(guān)內(nèi)容的了解.

實(shí)驗(yàn)教師不足，導(dǎo)致一個(gè)教師一天有8節(jié)課甚至10節(jié)課，造成教師疲憊不堪，嚴(yán)重影響教學(xué)質(zhì)量.

(3)教學(xué)方式和手段仍需提高

為了在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成教學(xué)任務(wù)，實(shí)驗(yàn)教師在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中常常牽著學(xué)生的思路走，學(xué)生如果碰到問(wèn)題也只能求助于教師，致使學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與實(shí)踐能力得不到應(yīng)有的培養(yǎng)和提高，最終導(dǎo)致學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的重視程度不夠，無(wú)法充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)課的作用.另外，在對(duì)一些較難原理的講述上，由于缺乏現(xiàn)代化教學(xué)手段，沒(méi)有多媒體的輔助，學(xué)生很難聽懂，很難深入地理解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，理論與實(shí)驗(yàn)難以統(tǒng)一.

理論課與實(shí)驗(yàn)課的現(xiàn)狀，使得物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中普遍存在這樣的情況，即學(xué)生課前預(yù)習(xí)，上課時(shí)由教師把實(shí)驗(yàn)原理、儀器構(gòu)造、操作方法、注意事項(xiàng)等統(tǒng)統(tǒng)講一遍，然后讓學(xué)生測(cè)量數(shù)據(jù)，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告.教師和學(xué)生都花了不少時(shí)間和精力，但效果不佳，對(duì)理論知識(shí)的理解并沒(méi)有很大的加深拓展作用.

2 存在問(wèn)題的原因探析

(1)歷史原因

20世紀(jì)80年代中期以前，我國(guó)實(shí)驗(yàn)課與理論課是一種依附式的關(guān)系，即實(shí)驗(yàn)課依附理論課.這種模式有很多弊端，如實(shí)驗(yàn)?zāi)康闹皇菃渭凃?yàn)證理論，不能充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)課自身的育人功能；實(shí)驗(yàn)課缺乏獨(dú)立性，沒(méi)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)建設(shè)可講；實(shí)驗(yàn)課穿插在理論課中，得不到保障等.為了解決這些問(wèn)題，國(guó)家教委頒布的《工程專科學(xué)校普通物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)基本要求》使得理論課與實(shí)驗(yàn)課逐步劃分成兩個(gè)獨(dú)立的學(xué)科,驗(yàn)證理論不再是實(shí)驗(yàn)的目的.實(shí)驗(yàn)的獨(dú)立及其教學(xué)系統(tǒng)的建設(shè)，使得大批的優(yōu)秀教師被吸引進(jìn)來(lái)，教學(xué)質(zhì)量得到了提高.但是理論與實(shí)驗(yàn)的單獨(dú)開課，使得兩者的時(shí)間難以協(xié)調(diào)[1].

(2)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源面對(duì)的困難

1)實(shí)驗(yàn)設(shè)備需要更新?lián)Q代.在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中精確度高的實(shí)驗(yàn)儀器可以使實(shí)驗(yàn)結(jié)果取得很好的效果，但經(jīng)費(fèi)很高.另外，實(shí)驗(yàn)儀器更新速度快，新、舊設(shè)備無(wú)法匹配，不能充分發(fā)揮新實(shí)驗(yàn)器材的優(yōu)勢(shì).

2)實(shí)驗(yàn)器材數(shù)量無(wú)法達(dá)到要求和實(shí)驗(yàn)教師的缺乏.學(xué)生通過(guò)分組的形式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，導(dǎo)致了一部分學(xué)生無(wú)法真正做到獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)，也就無(wú)法充分完成預(yù)期的要求.大學(xué)物理和大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程是在同一時(shí)間段授課，受人員、場(chǎng)地和實(shí)驗(yàn)設(shè)備的限制，多數(shù)學(xué)校都不能保證實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的內(nèi)容與理論課的教學(xué)內(nèi)容同步進(jìn)行.另外，由于教師教學(xué)理論的缺乏，造成教學(xué)手段落后，不能充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)應(yīng)有的教育功能.

(3)實(shí)驗(yàn)課程的安排問(wèn)題

與理論課相比，實(shí)驗(yàn)課課時(shí)較少，時(shí)間緊，任務(wù)重，教師可發(fā)揮的余地不多；學(xué)生多、教師少，時(shí)間和場(chǎng)地的安排也有不少問(wèn)題；理論課教師與實(shí)驗(yàn)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(xué)效果難以達(dá)到最優(yōu)化.

如今，大部分招聘企業(yè)更看重的是學(xué)生的動(dòng)手能力和專業(yè)技能，這對(duì)高校教育提出了更高的要求.作為培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和專業(yè)技能最有效手段的實(shí)驗(yàn)課必將面臨嚴(yán)峻的考驗(yàn).因此，物理專業(yè)理論課與實(shí)驗(yàn)課之間的整合勢(shì)在必行.

3 整合措施

(1)教學(xué)計(jì)劃的制定與實(shí)施

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，物理理論也會(huì)逐漸前沿化.這就要求對(duì)物理課程與物理實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改革，對(duì)課程中陳舊與重復(fù)性的內(nèi)容進(jìn)行刪減，實(shí)驗(yàn)則更應(yīng)該重視一些近代的實(shí)驗(yàn)，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新和動(dòng)手能力[2].

應(yīng)減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的數(shù)量，多引入綜合性、設(shè)計(jì)性和研究性的實(shí)驗(yàn).給予學(xué)生預(yù)先搜集資料的時(shí)間，通過(guò)自身掌握的理論知識(shí)探究物理現(xiàn)象，進(jìn)而消化所學(xué)的理論知識(shí).

(2)注重理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的銜接

現(xiàn)行的物理教材中有許多內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)密不可分.然而現(xiàn)行的眾多物理實(shí)驗(yàn)教材中卻未涉及理論知識(shí), 導(dǎo)致學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握不直觀而費(fèi)解，只是依靠記憶； 而一些大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教材中所涉及的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容, 在物理理論教材中卻未曾涉及或者只是蜻蜓點(diǎn)水式的粗略提及.所以第一步就要統(tǒng)一教材，這樣學(xué)生才能在學(xué)習(xí)理論時(shí)理解“理論是建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)之上”的[3].

理論課涉及到的實(shí)驗(yàn)在理論講述中較詳細(xì)地講解其實(shí)驗(yàn)原理，并且講授了理論知識(shí)后及時(shí)開設(shè)與之相對(duì)應(yīng)的物理實(shí)驗(yàn).這樣, 一方面通過(guò)實(shí)驗(yàn)的定量驗(yàn)證, 可以加深學(xué)生對(duì)物理原理的理解；另一方面, 在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中可以讓學(xué)生利用更多的時(shí)間進(jìn)行操作, 分析問(wèn)題，提出問(wèn)題，解決問(wèn)題, 以提高他們的實(shí)驗(yàn)技能和創(chuàng)新能力.另外，可以考慮后推物理實(shí)驗(yàn)課的開課時(shí)間，在其他課程允許的情況下，延后一學(xué)期開課，也可以在一定程度上解決這一難題[4].

對(duì)理論課和實(shí)驗(yàn)課教師進(jìn)行整合.理論課與實(shí)驗(yàn)課教師交叉任課，可以為學(xué)生提供一個(gè)連續(xù)的理論與實(shí)踐環(huán)節(jié)相結(jié)合的教學(xué)環(huán)境.

(3)加大投入，解決實(shí)驗(yàn)資源缺乏的問(wèn)題

有了足夠的實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，才能實(shí)施各種設(shè)想，才能提供給學(xué)生更多的理論學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)與實(shí)驗(yàn)實(shí)踐機(jī)會(huì)，否則，很可能就是紙上談兵.如擴(kuò)大物理實(shí)驗(yàn)室的投入；擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)室的面積；增加實(shí)驗(yàn)設(shè)備套數(shù)；建立全方位開放式實(shí)驗(yàn)室，在時(shí)間、空間和內(nèi)容上給學(xué)生較大的選擇自由，努力使實(shí)驗(yàn)室發(fā)揮最大的功效.指導(dǎo)教師可以輪班或在實(shí)驗(yàn)室標(biāo)示聯(lián)系方式，以便隨時(shí)隨地對(duì)需要幫助的學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo).學(xué)生可以無(wú)所限制地開展各種感興趣的物理實(shí)驗(yàn)，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性和興趣，變被動(dòng)為主動(dòng)，使物理實(shí)驗(yàn)與樂(lè)趣、愛好更好地結(jié)合，更加便于學(xué)生創(chuàng)造性、探究性地學(xué)習(xí)物理知識(shí).

其次，學(xué)校應(yīng)加大對(duì)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)條件的投資和建設(shè)力度，實(shí)現(xiàn)物理實(shí)驗(yàn)的虛擬化，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果.使學(xué)生可以通過(guò)校園網(wǎng)、實(shí)驗(yàn)中心網(wǎng)站，實(shí)現(xiàn)訪問(wèn)物理實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)輔助系統(tǒng)和大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)課程系統(tǒng)，以及改善演示教學(xué)的條件, 特別是課堂的實(shí)物演示實(shí)驗(yàn).積極籌劃建立集課堂演示實(shí)驗(yàn)、大屏幕投影(幻燈) 、錄像設(shè)備齊全的大學(xué)物理專用授課教室，從而提高物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)質(zhì)量.

另外，應(yīng)增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)人員的編制，并對(duì)理論課和實(shí)驗(yàn)課教師進(jìn)行相關(guān)的教學(xué)理論和方法的培訓(xùn)，及時(shí)更新教師的教學(xué)理念，促進(jìn)教學(xué)方式的改變，以發(fā)揮物理教學(xué)最大的教育功能.

(4)轉(zhuǎn)變教學(xué)方式，體現(xiàn)學(xué)生的主體地位

通過(guò)采用以物理問(wèn)題為起點(diǎn)，學(xué)生為主體的探究式教學(xué)，開展設(shè)計(jì)性、開放性實(shí)驗(yàn)等方式，促進(jìn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，從而達(dá)到理論與實(shí)驗(yàn)的有機(jī)結(jié)合.或者，讓學(xué)生通過(guò)自己所掌握的專業(yè)知識(shí)來(lái)講課，教師加以輔導(dǎo)，并鼓勵(lì)他們用自己認(rèn)為更科學(xué)的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn).一方面，可以讓學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)有更深的理解，同時(shí)還便于學(xué)生之間的交流.另一方面，教師能夠了解學(xué)生對(duì)知識(shí)掌握的情況，做到有針對(duì)性的教學(xué)，增加了學(xué)生的參與度，提高了他們對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣，以有效地提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng).

(5)考核方式的改進(jìn)

考試不僅要考核學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握情況, 而且要考核學(xué)生的能力.除筆試外, 還可以采用口試、寫讀書報(bào)告、專題總結(jié)或小論文等形式.教學(xué)過(guò)程中，可以允許學(xué)生以自組團(tuán)隊(duì)的形式，利用課外時(shí)間開展設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn), 將其作為一項(xiàng)課外作業(yè)來(lái)完成.教師可以根據(jù)學(xué)生提交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告或小論文評(píng)定成績(jī).同時(shí)，為了促進(jìn)理論課與實(shí)驗(yàn)課的融合，可以將兩門課作為統(tǒng)一的課程綜合評(píng)定成績(jī)[5].

物理課程和物理實(shí)驗(yàn)課程密不可分，對(duì)它們進(jìn)行整合、優(yōu)化，有利于提高物理教學(xué)的效率，更重要的是有利于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提升.物理教師可以在教學(xué)和課程建設(shè)實(shí)踐中不斷地總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)造新的模式，從而更有效地發(fā)揮物理學(xué)的教育功能，以及更好的實(shí)現(xiàn)物理教學(xué)的目標(biāo).

參考文獻(xiàn)

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