大学物理理论课与实验课的现状问题与整合

吴登平于军朱伟玲方运良 陈海波 何颖君

(广东石油化工学院物理系 广东 茂名 525000)

物理学是研究物质的基本结构、相互作用和物质最基本、最普遍的运动形式及其相互转化规律的学科.而实验是物理学科的基础，也是物理知识的源泉，是提高物理教学质量的重要环节之一.但是，传统物理专业课更侧重于理论教学，而忽略实验课与理论课之间的联系.如何将物理专业课与实验课整合起来，达到更好的教学效果，是值得探讨和深思的问题.

1 物理理论课与实验课的现状与问题

笔者对所在学校的理工科学生通过访谈和问卷调查的形式，对物理课程的需求开展了调查研究；发现学生对于物理实验的需求没有得到满足，对理论课和实验课的整合提出了看法.调查共发放问卷300份，回收286份，调查对象为物理学、机电、建工、生物技术、化工、高分子及环境等专业的学生.

(1)理论课与实验课脱节

理论内容滞后或超前于实验.理论课与实验课脱节，理论内容滞后或超前于实验；在有限时间的实验课内，学生不容易理解实验原理，实验过程中只能是依葫芦画瓢，机械地操作，知其然，不知其所以然，实验完成后仍然浑然不清，达不到实验的目的.但若教师讲授实验原理花费的时间较多，学生动手完成实验的时间就会相对减少，没有独立思考的时间，从而影响学生实验技能的提高，也会削弱实验的效果.

理论课与实验课教师不交叉上课，各自为政，教学信息不沟通，实验课教师很难把理论课教学内容融会贯通地应用到实验课教学中；理论课教师也不能够做到把实验中的原理更详细地对学生讲解，因此较难产生好的教学效果.

(2)实验资源不足

物理实验教学离不开一定数量和质量的教学仪器.一般情况下，学校的仪器达不到需要的标准.实验仪器不是过于陈旧，就是数量不足.在很多情况下，学生只能分组进行实验，有时超过3个人一组，不能确保每个学生都参与实验.再加上仪器不时地损坏，没有专人及时修理，致使仪器数量不断减少.同时，仪器的损坏不但浪费学生的时间，还影响了实验的效果.

一些比较复杂或比较抽象的实验，难以用口头表达给学生听时，就需要进行实验演示.但是，有的实验没有相应的器材，因此造成了实验讲解得不完整或不全面，阻碍了学生对相关内容的了解.

实验教师不足，导致一个教师一天有8节课甚至10节课，造成教师疲惫不堪，严重影响教学质量.

(3)教学方式和手段仍需提高

为了在规定的时间内完成教学任务，实验教师在实验过程中常常牵着学生的思路走，学生如果碰到问题也只能求助于教师，致使学生的科学态度与实践能力得不到应有的培养和提高，最终导致学生对实验课的重视程度不够，无法充分发挥实验课的作用.另外，在对一些较难原理的讲述上，由于缺乏现代化教学手段，没有多媒体的辅助，学生很难听懂，很难深入地理解实验内容，理论与实验难以统一.

理论课与实验课的现状，使得物理实验教学中普遍存在这样的情况，即学生课前预习，上课时由教师把实验原理、仪器构造、操作方法、注意事项等统统讲一遍，然后让学生测量数据，完成实验报告.教师和学生都花了不少时间和精力，但效果不佳，对理论知识的理解并没有很大的加深拓展作用.

2 存在问题的原因探析

(1)历史原因

20世纪80年代中期以前，我国实验课与理论课是一种依附式的关系，即实验课依附理论课.这种模式有很多弊端，如实验目的只是单纯验证理论，不能充分发挥实验课自身的育人功能；实验课缺乏独立性，没有实验教学系统建设可讲；实验课穿插在理论课中，得不到保障等.为了解决这些问题，国家教委颁布的《工程专科学校普通物理实验课程教学基本要求》使得理论课与实验课逐步划分成两个独立的学科,验证理论不再是实验的目的.实验的独立及其教学系统的建设，使得大批的优秀教师被吸引进来，教学质量得到了提高.但是理论与实验的单独开课，使得两者的时间难以协调[1].

(2)实验教学资源面对的困难

1)实验设备需要更新换代.在实验过程中精确度高的实验仪器可以使实验结果取得很好的效果，但经费很高.另外，实验仪器更新速度快，新、旧设备无法匹配，不能充分发挥新实验器材的优势.

2)实验器材数量无法达到要求和实验教师的缺乏.学生通过分组的形式进行实验，导致了一部分学生无法真正做到独立完成实验，也就无法充分完成预期的要求.大学物理和大学物理实验课程是在同一时间段授课，受人员、场地和实验设备的限制，多数学校都不能保证实验项目的内容与理论课的教学内容同步进行.另外，由于教师教学理论的缺乏，造成教学手段落后，不能充分发挥实验应有的教育功能.

(3)实验课程的安排问题

与理论课相比，实验课课时较少，时间紧，任务重，教师可发挥的余地不多；学生多、教师少，时间和场地的安排也有不少问题；理论课教师与实验课教师各司其职，虽然可以提高各自的工作效率，但是由于缺乏沟通，教学效果难以达到最优化.

如今，大部分招聘企业更看重的是学生的动手能力和专业技能，这对高校教育提出了更高的要求.作为培养学生动手能力和专业技能最有效手段的实验课必将面临严峻的考验.因此，物理专业理论课与实验课之间的整合势在必行.

3 整合措施

(1)教学计划的制定与实施

随着现代科学技术的飞速发展，物理理论也会逐渐前沿化.这就要求对物理课程与物理实验课程的教学内容进行改革，对课程中陈旧与重复性的内容进行删减，实验则更应该重视一些近代的实验，强调创新和动手能力[2].

应减少验证性实验的数量，多引入综合性、设计性和研究性的实验.给予学生预先搜集资料的时间，通过自身掌握的理论知识探究物理现象，进而消化所学的理论知识.

(2)注重理论与实验教学内容的衔接

现行的物理教材中有许多内容与实验密不可分.然而现行的众多物理实验教材中却未涉及理论知识, 导致学生对理论知识的掌握不直观而费解，只是依靠记忆； 而一些大学物理实验教材中所涉及的实验内容, 在物理理论教材中却未曾涉及或者只是蜻蜓点水式的粗略提及.所以第一步就要统一教材，这样学生才能在学习理论时理解“理论是建立在实验基础之上”的[3].

理论课涉及到的实验在理论讲述中较详细地讲解其实验原理，并且讲授了理论知识后及时开设与之相对应的物理实验.这样, 一方面通过实验的定量验证, 可以加深学生对物理原理的理解；另一方面, 在实验教学中可以让学生利用更多的时间进行操作, 分析问题，提出问题，解决问题, 以提高他们的实验技能和创新能力.另外，可以考虑后推物理实验课的开课时间，在其他课程允许的情况下，延后一学期开课，也可以在一定程度上解决这一难题[4].

对理论课和实验课教师进行整合.理论课与实验课教师交叉任课，可以为学生提供一个连续的理论与实践环节相结合的教学环境.

(3)加大投入，解决实验资源缺乏的问题

有了足够的实验教学资源，才能实施各种设想，才能提供给学生更多的理论学习机会与实验实践机会，否则，很可能就是纸上谈兵.如扩大物理实验室的投入；扩大实验室的面积；增加实验设备套数；建立全方位开放式实验室，在时间、空间和内容上给学生较大的选择自由，努力使实验室发挥最大的功效.指导教师可以轮班或在实验室标示联系方式，以便随时随地对需要帮助的学生进行指导.学生可以无所限制地开展各种感兴趣的物理实验，充分调动了学生的积极性和兴趣，变被动为主动，使物理实验与乐趣、爱好更好地结合，更加便于学生创造性、探究性地学习物理知识.

其次，学校应加大对网络教学条件的投资和建设力度，实现物理实验的虚拟化，提高实验教学效果.使学生可以通过校园网、实验中心网站，实现访问物理实验网络辅助系统和大学物理实验网络课程系统，以及改善演示教学的条件, 特别是课堂的实物演示实验.积极筹划建立集课堂演示实验、大屏幕投影(幻灯) 、录像设备齐全的大学物理专用授课教室，从而提高物理实验的教学质量.

另外，应增加实验教学人员的编制，并对理论课和实验课教师进行相关的教学理论和方法的培训，及时更新教师的教学理念，促进教学方式的改变，以发挥物理教学最大的教育功能.

(4)转变教学方式，体现学生的主体地位

通过采用以物理问题为起点，学生为主体的探究式教学，开展设计性、开放性实验等方式，促进学生的自主学习，从而达到理论与实验的有机结合.或者，让学生通过自己所掌握的专业知识来讲课，教师加以辅导，并鼓励他们用自己认为更科学的方法进行实验.一方面，可以让学生对专业知识有更深的理解，同时还便于学生之间的交流.另一方面，教师能够了解学生对知识掌握的情况，做到有针对性的教学，增加了学生的参与度，提高了他们对实验的兴趣，以有效地提高学生的科学素养.

(5)考核方式的改进

考试不仅要考核学生对所学知识的掌握情况, 而且要考核学生的能力.除笔试外, 还可以采用口试、写读书报告、专题总结或小论文等形式.教学过程中，可以允许学生以自组团队的形式，利用课外时间开展设计性实验, 将其作为一项课外作业来完成.教师可以根据学生提交的实验报告或小论文评定成绩.同时，为了促进理论课与实验课的融合，可以将两门课作为统一的课程综合评定成绩[5].

物理课程和物理实验课程密不可分，对它们进行整合、优化，有利于提高物理教学的效率，更重要的是有利于学生科学素养的提升.物理教师可以在教学和课程建设实践中不断地总结经验，创造新的模式，从而更有效地发挥物理学的教育功能，以及更好的实现物理教学的目标.

参考文献

1 宋立军.大学物理课程教学内容的综合改革和整合实践.长春大学学报，2002,12(5)

2 李敏，禹生来.实验课的现状与改革思考.教育教学论坛，2010(30)

3 曹海燕.提高物理实验教学质量的有效途径.科技情报开发与经济，2004,14(9)

4 关立强.大学物理的理论与实验体系改革初探.科技信息(学术研究)，2008(36)

5 赵春旺.大学物理理论课与实验课整体优化的研究与实践.内蒙古工业大学学报(社会科学版)，2004,13(1)