武警院校大學物理理論與實驗教學的模式探索

屈秀云 王野

摘 要：大學物理學在軍校學員科學素質培養中發揮著重要的基礎作用，其教學包括物理理論教學和物理實驗教學。這兩者既相互獨立，又相輔相成，如果將二者更加有效地配合，則有助于提高學員的綜合素質。為此，本文以武警院校教育教學轉型發展為契機，對大學物理理論課與實驗教學相互配合的新模式進行了探索。

關鍵詞：大學物理 理論與實驗 模式探索

中圖分類號：G64 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）01（b）-0180-02

大學物理學是理工科類的一門基礎課程，理論物理和實驗物理是物理學的兩大分支。理論物理和實驗物理既相互獨立，又相輔相成，相互補充，它們的有效配合更能提高學員的科學素質和科學能力。為了突顯教學的時代性及武警院校物理特色，對大學物理理論教學和實驗教學新模式的探索顯得尤為重要。

大學物理學是武警院校培養作戰指揮和偵查指揮人才的必修基礎課。由于物理實驗是獨立于物理理論的一門基礎實驗課，使得大學物理的理論教學與實驗教學之間存在著一系列的問題。為此，本文就武警院校大學物理理論與實驗教學進行模式探索，使這兩門獨立的課程進行整體優化，提高學員的科學思維和創造能力，以求在培養學員綜合素質等方面起到一定的促進作用。

1 大學物理理論與實驗教學存在的問題和不足

大學物理實驗是根據一定的研究目的，借住教材或儀器設備，運用物理理論對現象和規律進行驗證及發現新問題的一門課程，而大學物理理論的基本概念、基本原理和研究方法的建立，都是依賴于物理實驗，以實驗為基礎的。我們就其教學過程中存在的問題和不足作如下討論。

1.1 理論課教學與實驗課教學脫節

理論教學和實驗教學作為兩門獨立的課程，其開設時間、進度不同步等，就會影響其教學效果。比如實驗課先于理論課開設，即有些理論還未學習，就開設了相關實驗，這樣學員在沒有理論基礎的情況下操作實驗，會大大削弱實驗效果，不利于學員實驗能力的提高。

1.2 教學內容設置不合理

我們現有實驗課內容設置依然是按照傳統的力學、電磁學、光學和熱學等模塊式的獨立開設。現已針對理論課中的部分內容開設了一些驗證性的基礎實驗，但設計性實驗和綜合性實驗很欠缺。這種教學內容缺乏知識的融合和交叉，在一定程度上限制了學員的主動性和創新性，不利于創新精神的培養。

1.3 教學模式單一

教員在講授實驗課時，仍沿襲傳統的實驗目的、實驗儀器、實驗原理、實驗步驟和注意事項等思路進行講解，學員依據教員的講授，完成實驗，寫實驗報告。而理論課就是單純教員講解，學員聽課。理論課程的教學與實驗課程很少的融合以及很少有教學研討和專題講座等科普性的內容，教學體系上存在著一定的漏洞，不利于培養學員的創新思維和能力發展。

2 大學物理理論和實驗教學的整體優化

鑒于大學物理理論和實驗教學存在的問題，我對大學物理學理論課與實驗課的模式探索提幾點建議。

2.1 物理理論和物理實驗相互補充，相互完善

物理學是借助于實驗物理和理論物理的相互配合而不斷向前發展的。

在物理學的發展歷程中，這種相互促進、相互完善的例子數不勝數。理論上的假設或推論，要成為被公認的物理規律，必須有實驗結果來支撐。法國物理學家德布羅意提出，通過電子在晶體上的衍射實驗，應當有可能觀察到這種假定的波動效應。之后，湯姆孫和戴維孫完成了電子在晶體上的衍射實驗。此后人們相繼證實了原子、分子、中子等具有波動性。德布羅意的設想最終得到了完全的證實。這些實物所具有的波動稱為德布羅意波，也就是我們所說的物質波。由于德布羅意的杰出貢獻，獲得了諾貝爾物理學獎。這一實例也說明了實驗物理和理論物理之間緊密相連，相互激勵推動物理學發展。為此，教員在課程安排上就要做好理論和實驗的互補與銜接。實驗中所涉及到的理論知識，我們可以在理論部分進行簡單講解。實驗時候則可以留下更多的時間去操作實驗，分析實驗結果，將實驗結果用理論知識進行分析，又進一步強化了物理學概念和原理。

2.2 物理理論課與演示實驗相互銜接和相互融合

針對現在開設實驗大都是驗證性實驗，缺少啟發性和創造性，我們可以嘗試著講授物理理論知識，再通過演示實驗給學生展示實驗過程，將富有啟發性和創造性的演示實驗帶入理論課教學課堂，使大學物理理論課與演示實驗更好的融合在一起。結合我院學員的實際情況，教員在理論課堂上首先對相關的實驗進行演示（或者在實驗室對學員進行演示），給學生提出相應的思考題，之后進行理論課程的學習，學完該部分知識后，教員在課堂上播放演示實驗視頻，要求學員根據所學知識對思考題進行回答。這樣可以在某種程度上激發學員學習理論知識的興趣，使他們更容易接受。

2.3 構建新的理論課程和實驗課程體系

武警院校是培養具有創新能力的高素質新型軍事指揮人才的地方，而物理學作為自然科學中的一門基礎性學科，對現代軍事技術起著決定性的作用，同時實驗教學作為提高學員科學素質的重要環節，其地位仍然是非常重要的。因此，我們應該構建新的理論課程與實驗課程的課程體系，打破傳統的力熱電光學原子物理的封閉課程體系，構建與武警院校人才培養方案相適應的“基礎性、綜合性、創新性和設計性”新的課程體系。

基礎性實驗運用所學物理理論，對實驗現象進行初步分析判斷，重點培養學員數據處理能力和誤差分析能力，使學員能從中學物理實驗很好的過度到大學物理實驗，同時通過實驗可以讓學員更好的理解物理理論。

綜合性實驗以物理學綜合知識為載體，培養學員查找文獻、設計實驗、進行實驗操作等綜合素質和能力，讓學員從實驗原理入手，通過多種途徑培養學員觀察、發現、分析和解決問題的綜合素質能力。

創造性和設計性實驗是對學員更高能力的要求。它要求學員必須具有扎實的理論基礎，根據實驗目的，結合實驗的理論依據，借助于已有的實驗儀器設計實驗。學員可從學習階段就切入到相關課題的研究，與教員共同研究設計實驗題目、開展實驗、分析實驗數據、撰寫論文等，這能極大發展學生主動研究和創新的探索精神，提高學員的創新能力。

總之，大學物理理論與實驗相結合，既加深了學員對物理知識的理解，豐富了物理教學體系，更有效提高了學員的科學素質和創新能力。

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