吳登平于軍朱偉玲方運良 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、最普遍的運動形式及其相互轉(zhuǎn)化規(guī)律的學(xué)科.而實驗是物理學(xué)科的基礎(chǔ)，也是物理知識的源泉，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)，而忽略實驗課與理論課之間的聯(lián)系.如何將物理專業(yè)課與實驗課整合起來，達(dá)到更好的教學(xué)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(xiàn)狀與問題

筆者對所在學(xué)校的理工科學(xué)生通過訪談和問卷調(diào)查的形式，對物理課程的需求開展了調(diào)查研究；發(fā)現(xiàn)學(xué)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(diào)查共發(fā)放問卷300份，回收286份，調(diào)查對象為物理學(xué)、機電、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)理論課與實驗課脫節(jié)

理論內(nèi)容滯后或超前于實驗.理論課與實驗課脫節(jié)，理論內(nèi)容滯后或超前于實驗；在有限時間的實驗課內(nèi)，學(xué)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(dá)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(xué)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(xué)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(xué)信息不溝通，實驗課教師很難把理論課教學(xué)內(nèi)容融會貫通地應(yīng)用到實驗課教學(xué)中；理論課教師也不能夠做到把實驗中的原理更詳細(xì)地對學(xué)生講解，因此較難產(chǎn)生好的教學(xué)效果.

(2)實驗資源不足

物理實驗教學(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).實驗儀器不是過于陳舊，就是數(shù)量不足.在很多情況下，學(xué)生只能分組進(jìn)行實驗，有時超過3個人一組，不能確保每個學(xué)生都參與實驗.再加上儀器不時地?fù)p壞，沒有專人及時修理，致使儀器數(shù)量不斷減少.同時，儀器的損壞不但浪費學(xué)生的時間，還影響了實驗的效果.

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

實驗教師不足，導(dǎo)致一個教師一天有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)定的時間內(nèi)完成教學(xué)任務(wù)，實驗教師在實驗過程中常常牽著學(xué)生的思路走，學(xué)生如果碰到問題也只能求助于教師，致使學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與實踐能力得不到應(yīng)有的培養(yǎng)和提高，最終導(dǎo)致學(xué)生對實驗課的重視程度不夠，無法充分發(fā)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(xiàn)代化教學(xué)手段，沒有多媒體的輔助，學(xué)生很難聽懂，很難深入地理解實驗內(nèi)容，理論與實驗難以統(tǒng)一.

理論課與實驗課的現(xiàn)狀，使得物理實驗教學(xué)中普遍存在這樣的情況，即學(xué)生課前預(yù)習(xí)，上課時由教師把實驗原理、儀器構(gòu)造、操作方法、注意事項等統(tǒng)統(tǒng)講一遍，然后讓學(xué)生測量數(shù)據(jù)，完成實驗報告.教師和學(xué)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(jì)80年代中期以前，我國實驗課與理論課是一種依附式的關(guān)系，即實驗課依附理論課.這種模式有很多弊端，如實驗?zāi)康闹皇菃渭凃炞C理論，不能充分發(fā)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(xué)系統(tǒng)建設(shè)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?？茖W(xué)校普通物理實驗課程教學(xué)基本要求》使得理論課與實驗課逐步劃分成兩個獨立的學(xué)科,驗證理論不再是實驗的目的.實驗的獨立及其教學(xué)系統(tǒng)的建設(shè)，使得大批的優(yōu)秀教師被吸引進(jìn)來，教學(xué)質(zhì)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(xié)調(diào)[1].

(2)實驗教學(xué)資源面對的困難

1)實驗設(shè)備需要更新?lián)Q代.在實驗過程中精確度高的實驗儀器可以使實驗結(jié)果取得很好的效果，但經(jīng)費很高.另外，實驗儀器更新速度快，新、舊設(shè)備無法匹配，不能充分發(fā)揮新實驗器材的優(yōu)勢.

2)實驗器材數(shù)量無法達(dá)到要求和實驗教師的缺乏.學(xué)生通過分組的形式進(jìn)行實驗，導(dǎo)致了一部分學(xué)生無法真正做到獨立完成實驗，也就無法充分完成預(yù)期的要求.大學(xué)物理和大學(xué)物理實驗課程是在同一時間段授課，受人員、場地和實驗設(shè)備的限制，多數(shù)學(xué)校都不能保證實驗項目的內(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)揮實驗應(yīng)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(wù)重，教師可發(fā)揮的余地不多；學(xué)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(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)生的動手能力和專業(yè)技能，這對高校教育提出了更高的要求.作為培養(yǎng)學(xué)生動手能力和專業(yè)技能最有效手段的實驗課必將面臨嚴(yán)峻的考驗.因此，物理專業(yè)理論課與實驗課之間的整合勢在必行.

3 整合措施

(1)教學(xué)計劃的制定與實施

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)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(xué)內(nèi)容進(jìn)行改革，對課程中陳舊與重復(fù)性的內(nèi)容進(jìn)行刪減，實驗則更應(yīng)該重視一些近代的實驗，強調(diào)創(chuàng)新和動手能力[2].

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

(2)注重理論與實驗教學(xué)內(nèi)容的銜接

現(xiàn)行的物理教材中有許多內(nèi)容與實驗密不可分.然而現(xiàn)行的眾多物理實驗教材中卻未涉及理論知識, 導(dǎo)致學(xué)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(xué)物理實驗教材中所涉及的實驗內(nèi)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(tǒng)一教材，這樣學(xué)生才能在學(xué)習(xí)理論時理解“理論是建立在實驗基礎(chǔ)之上”的[3].

理論課涉及到的實驗在理論講述中較詳細(xì)地講解其實驗原理，并且講授了理論知識后及時開設(shè)與之相對應(yīng)的物理實驗.這樣, 一方面通過實驗的定量驗證, 可以加深學(xué)生對物理原理的理解；另一方面, 在實驗教學(xué)中可以讓學(xué)生利用更多的時間進(jìn)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(chuàng)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(xué)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(jìn)行整合.理論課與實驗課教師交叉任課，可以為學(xué)生提供一個連續(xù)的理論與實踐環(huán)節(jié)相結(jié)合的教學(xué)環(huán)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(xué)資源，才能實施各種設(shè)想，才能提供給學(xué)生更多的理論學(xué)習(xí)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(shè)備套數(shù)；建立全方位開放式實驗室，在時間、空間和內(nèi)容上給學(xué)生較大的選擇自由，努力使實驗室發(fā)揮最大的功效.指導(dǎo)教師可以輪班或在實驗室標(biāo)示聯(lián)系方式，以便隨時隨地對需要幫助的學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo).學(xué)生可以無所限制地開展各種感興趣的物理實驗，充分調(diào)動了學(xué)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(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.

其次，學(xué)校應(yīng)加大對網(wǎng)絡(luò)教學(xué)條件的投資和建設(shè)力度，實現(xiàn)物理實驗的虛擬化，提高實驗教學(xué)效果.使學(xué)生可以通過校園網(wǎng)、實驗中心網(wǎng)站，實現(xiàn)訪問物理實驗網(wǎng)絡(luò)輔助系統(tǒng)和大學(xué)物理實驗網(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(shè)備齊全的大學(xué)物理專用授課教室，從而提高物理實驗的教學(xué)質(zhì)量.

另外，應(yīng)增加實驗教學(xué)人員的編制，并對理論課和實驗課教師進(jìn)行相關(guān)的教學(xué)理論和方法的培訓(xùn)，及時更新教師的教學(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

通過采用以物理問題為起點，學(xué)生為主體的探究式教學(xué)，開展設(shè)計性、開放性實驗等方式，促進(jìn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，從而達(dá)到理論與實驗的有機結(jié)合.或者，讓學(xué)生通過自己所掌握的專業(yè)知識來講課，教師加以輔導(dǎo)，并鼓勵他們用自己認(rèn)為更科學(xué)的方法進(jìn)行實驗.一方面，可以讓學(xué)生對專業(yè)知識有更深的理解，同時還便于學(xué)生之間的交流.另一方面，教師能夠了解學(xué)生對知識掌握的情況，做到有針對性的教學(xué)，增加了學(xué)生的參與度，提高了他們對實驗的興趣，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)生對所學(xué)知識的掌握情況, 而且要考核學(xué)生的能力.除筆試外, 還可以采用口試、寫讀書報告、專題總結(jié)或小論文等形式.教學(xué)過程中，可以允許學(xué)生以自組團隊的形式，利用課外時間開展設(shè)計性實驗, 將其作為一項課外作業(yè)來完成.教師可以根據(jù)學(xué)生提交的實驗報告或小論文評定成績.同時，為了促進(jìn)理論課與實驗課的融合，可以將兩門課作為統(tǒng)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(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)實踐中不斷地總結(jié)經(jīng)驗，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，以及更好的實現(xiàn)物理教學(xué)的目標(biāo).

參考文獻(xiàn)

1 宋立軍.大學(xué)物理課程教學(xué)內(nèi)容的綜合改革和整合實踐.長春大學(xué)學(xué)報，2002,12(5)

2 李敏，禹生來.實驗課的現(xiàn)狀與改革思考.教育教學(xué)論壇，2010(30)

3 曹海燕.提高物理實驗教學(xué)質(zhì)量的有效途徑.科技情報開發(fā)與經(jīng)濟，2004,14(9)

4 關(guān)立強.大學(xué)物理的理論與實驗體系改革初探.科技信息(學(xué)術(shù)研究)，2008(36)

5 趙春旺.大學(xué)物理理論課與實驗課整體優(yōu)化的研究與實踐.內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)版)，2004,13(1)