武警院校大學(xué)物理理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的模式探索

屈秀云 王野

摘 要：大學(xué)物理學(xué)在軍校學(xué)員科學(xué)素質(zhì)培養(yǎng)中發(fā)揮著重要的基礎(chǔ)作用，其教學(xué)包括物理理論教學(xué)和物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)。這兩者既相互獨(dú)立，又相輔相成，如果將二者更加有效地配合，則有助于提高學(xué)員的綜合素質(zhì)。為此，本文以武警院校教育教學(xué)轉(zhuǎn)型發(fā)展為契機(jī)，對(duì)大學(xué)物理理論課與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相互配合的新模式進(jìn)行了探索。

關(guān)鍵詞：大學(xué)物理 理論與實(shí)驗(yàn) 模式探索

中圖分類號(hào)：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）01（b）-0180-02

大學(xué)物理學(xué)是理工科類的一門基礎(chǔ)課程，理論物理和實(shí)驗(yàn)物理是物理學(xué)的兩大分支。理論物理和實(shí)驗(yàn)物理既相互獨(dú)立，又相輔相成，相互補(bǔ)充，它們的有效配合更能提高學(xué)員的科學(xué)素質(zhì)和科學(xué)能力。為了突顯教學(xué)的時(shí)代性及武警院校物理特色，對(duì)大學(xué)物理理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式的探索顯得尤為重要。

大學(xué)物理學(xué)是武警院校培養(yǎng)作戰(zhàn)指揮和偵查指揮人才的必修基礎(chǔ)課。由于物理實(shí)驗(yàn)是獨(dú)立于物理理論的一門基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課，使得大學(xué)物理的理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)之間存在著一系列的問題。為此，本文就武警院校大學(xué)物理理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行模式探索，使這兩門獨(dú)立的課程進(jìn)行整體優(yōu)化，提高學(xué)員的科學(xué)思維和創(chuàng)造能力，以求在培養(yǎng)學(xué)員綜合素質(zhì)等方面起到一定的促進(jìn)作用。

1 大學(xué)物理理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題和不足

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是根據(jù)一定的研究目的，借住教材或儀器設(shè)備，運(yùn)用物理理論對(duì)現(xiàn)象和規(guī)律進(jìn)行驗(yàn)證及發(fā)現(xiàn)新問題的一門課程，而大學(xué)物理理論的基本概念、基本原理和研究方法的建立，都是依賴于物理實(shí)驗(yàn)，以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的。我們就其教學(xué)過程中存在的問題和不足作如下討論。

1.1 理論課教學(xué)與實(shí)驗(yàn)課教學(xué)脫節(jié)

理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為兩門獨(dú)立的課程，其開設(shè)時(shí)間、進(jìn)度不同步等，就會(huì)影響其教學(xué)效果。比如實(shí)驗(yàn)課先于理論課開設(shè)，即有些理論還未學(xué)習(xí)，就開設(shè)了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，這樣學(xué)員在沒有理論基礎(chǔ)的情況下操作實(shí)驗(yàn)，會(huì)大大削弱實(shí)驗(yàn)效果，不利于學(xué)員實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ奶岣摺?/p>

1.2 教學(xué)內(nèi)容設(shè)置不合理

我們現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容設(shè)置依然是按照傳統(tǒng)的力學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)和熱學(xué)等模塊式的獨(dú)立開設(shè)?，F(xiàn)已針對(duì)理論課中的部分內(nèi)容開設(shè)了一些驗(yàn)證性的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，但設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)很欠缺。這種教學(xué)內(nèi)容缺乏知識(shí)的融合和交叉，在一定程度上限制了學(xué)員的主動(dòng)性和創(chuàng)新性，不利于創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。

1.3 教學(xué)模式單一

教員在講授實(shí)驗(yàn)課時(shí)，仍沿襲傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟和注意事項(xiàng)等思路進(jìn)行講解，學(xué)員依據(jù)教員的講授，完成實(shí)驗(yàn)，寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。而理論課就是單純教員講解，學(xué)員聽課。理論課程的教學(xué)與實(shí)驗(yàn)課程很少的融合以及很少有教學(xué)研討和專題講座等科普性的內(nèi)容，教學(xué)體系上存在著一定的漏洞，不利于培養(yǎng)學(xué)員的創(chuàng)新思維和能力發(fā)展。

2 大學(xué)物理理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的整體優(yōu)化

鑒于大學(xué)物理理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題，我對(duì)大學(xué)物理學(xué)理論課與實(shí)驗(yàn)課的模式探索提幾點(diǎn)建議。

2.1 物理理論和物理實(shí)驗(yàn)相互補(bǔ)充，相互完善

物理學(xué)是借助于實(shí)驗(yàn)物理和理論物理的相互配合而不斷向前發(fā)展的。

在物理學(xué)的發(fā)展歷程中，這種相互促進(jìn)、相互完善的例子數(shù)不勝數(shù)。理論上的假設(shè)或推論，要成為被公認(rèn)的物理規(guī)律，必須有實(shí)驗(yàn)結(jié)果來支撐。法國(guó)物理學(xué)家德布羅意提出，通過電子在晶體上的衍射實(shí)驗(yàn)，應(yīng)當(dāng)有可能觀察到這種假定的波動(dòng)效應(yīng)。之后，湯姆孫和戴維孫完成了電子在晶體上的衍射實(shí)驗(yàn)。此后人們相繼證實(shí)了原子、分子、中子等具有波動(dòng)性。德布羅意的設(shè)想最終得到了完全的證實(shí)。這些實(shí)物所具有的波動(dòng)稱為德布羅意波，也就是我們所說的物質(zhì)波。由于德布羅意的杰出貢獻(xiàn)，獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。這一實(shí)例也說明了實(shí)驗(yàn)物理和理論物理之間緊密相連，相互激勵(lì)推動(dòng)物理學(xué)發(fā)展。為此，教員在課程安排上就要做好理論和實(shí)驗(yàn)的互補(bǔ)與銜接。實(shí)驗(yàn)中所涉及到的理論知識(shí)，我們可以在理論部分進(jìn)行簡(jiǎn)單講解。實(shí)驗(yàn)時(shí)候則可以留下更多的時(shí)間去操作實(shí)驗(yàn)，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果用理論知識(shí)進(jìn)行分析，又進(jìn)一步強(qiáng)化了物理學(xué)概念和原理。

2.2 物理理論課與演示實(shí)驗(yàn)相互銜接和相互融合

針對(duì)現(xiàn)在開設(shè)實(shí)驗(yàn)大都是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，缺少啟發(fā)性和創(chuàng)造性，我們可以嘗試著講授物理理論知識(shí)，再通過演示實(shí)驗(yàn)給學(xué)生展示實(shí)驗(yàn)過程，將富有啟發(fā)性和創(chuàng)造性的演示實(shí)驗(yàn)帶入理論課教學(xué)課堂，使大學(xué)物理理論課與演示實(shí)驗(yàn)更好的融合在一起。結(jié)合我院學(xué)員的實(shí)際情況，教員在理論課堂上首先對(duì)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行演示（或者在實(shí)驗(yàn)室對(duì)學(xué)員進(jìn)行演示），給學(xué)生提出相應(yīng)的思考題，之后進(jìn)行理論課程的學(xué)習(xí)，學(xué)完該部分知識(shí)后，教員在課堂上播放演示實(shí)驗(yàn)視頻，要求學(xué)員根據(jù)所學(xué)知識(shí)對(duì)思考題進(jìn)行回答。這樣可以在某種程度上激發(fā)學(xué)員學(xué)習(xí)理論知識(shí)的興趣，使他們更容易接受。

2.3 構(gòu)建新的理論課程和實(shí)驗(yàn)課程體系

武警院校是培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的高素質(zhì)新型軍事指揮人才的地方，而物理學(xué)作為自然科學(xué)中的一門基礎(chǔ)性學(xué)科，對(duì)現(xiàn)代軍事技術(shù)起著決定性的作用，同時(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為提高學(xué)員科學(xué)素質(zhì)的重要環(huán)節(jié)，其地位仍然是非常重要的。因此，我們應(yīng)該構(gòu)建新的理論課程與實(shí)驗(yàn)課程的課程體系，打破傳統(tǒng)的力熱電光學(xué)原子物理的封閉課程體系，構(gòu)建與武警院校人才培養(yǎng)方案相適應(yīng)的“基礎(chǔ)性、綜合性、創(chuàng)新性和設(shè)計(jì)性”新的課程體系。

基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)運(yùn)用所學(xué)物理理論，對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行初步分析判斷，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)員數(shù)據(jù)處理能力和誤差分析能力，使學(xué)員能從中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)很好的過度到大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，同時(shí)通過實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)員更好的理解物理理論。

綜合性實(shí)驗(yàn)以物理學(xué)綜合知識(shí)為載體，培養(yǎng)學(xué)員查找文獻(xiàn)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作等綜合素質(zhì)和能力，讓學(xué)員從實(shí)驗(yàn)原理入手，通過多種途徑培養(yǎng)學(xué)員觀察、發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題的綜合素質(zhì)能力。

創(chuàng)造性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是對(duì)學(xué)員更高能力的要求。它要求學(xué)員必須具有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，結(jié)合實(shí)驗(yàn)的理論依據(jù)，借助于已有的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。學(xué)員可從學(xué)習(xí)階段就切入到相關(guān)課題的研究，與教員共同研究設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)題目、開展實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、撰寫論文等，這能極大發(fā)展學(xué)生主動(dòng)研究和創(chuàng)新的探索精神，提高學(xué)員的創(chuàng)新能力。

總之，大學(xué)物理理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，既加深了學(xué)員對(duì)物理知識(shí)的理解，豐富了物理教學(xué)體系，更有效提高了學(xué)員的科學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)新能力。

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