在大学物理教学过程中如何将理论与实验相结合

龙源期刊网在大学物理教学过程中如何将理论与实验相结合作者：郑光平，周密，胡南来源：《教育教学论坛》2017年第46期摘要：大学物理作为高等教育基础课程之一，其对系统性与全面性要求较高，这就意味着在教学中必须做好理论教学与实验教学的融合。但是我国多数高校物理课程开展中存在理论教学与实验教学脱节严重的情况，寻找有效的策略，做好教学课程的整合与教学模式的优化，让大学物理教学理论与实验紧密融合成为本文探讨的重点内容。关键词：大学物理；实验与理论；教学脱节；研究分析中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：1674-9324（2017）46-0184-02大学物理作为一门综合性的自然学科，更侧重学生物理知识的学以致用，物理理论与物理实验操作的有效融合，是学生创新能力与动手能力提升的关键。因此在大学物理教学中必须做好理论教学与实验教学的结合，引导学生在实验操作中加深对物理理论的认识，训练学生从事科学实验的基本技能，引导学生养成良好的实验习惯。而理论的学习则为实验的操作奠定基础，提升问题分析与解决的能力。做好大学物理教学中实验与理论的结合是学生科学态度、科研精神及创新能力培养的必经之路。一、大学物理理论教学与实验教学的关系物理理论的学习是为实验的操作奠定基础的。物理学的基础知识涉及近代物理及经典物理的科研成果，可以为学生系统地打好必要的物理学习基础，同时让学生初步掌握科学的思想方法和问题研究方法，对于学生思路开阔、探索精神的激发及创新能力的培养意义重大。通过物理的学习学生对物理课程有着全面而系统的认识，正确理解大学物理课中的基本理论和基本知识，从而提升其初步应用的能力。而物理实验是理论知识向实践转化的途径，在物理实验中可以深化对物理理论的认识，从而让学生初步了解科学实验的主要过程与基本方法，在实验操作中实现学生科学实验素养的提升，为今后的学习与工作奠定实践基础。理论课程与实验课程相辅相成，相互结合，是大学物理教学中不可分割的两部分，有着深刻的内在联系，也有着各自的教学任务与教学作用。二、大学物理理论与实验教学的现状对部分高校物理教学开展进行分析，我们发现其普遍存在理论教学与实验教学相脱节的情况，教学质量不理想。国家教学委员会根据大学物理教学的实际将理论课程与实验课程作为大学物理专业学习中独立的科目，以期从两个角度实现学生物理理论知识与物理实验技能的提升龙源期刊网培养。但是从目前实施的情况来看，物理理论课与实验课是存在脱节趋向的。大学物理理论课是大学一年级后半学期的课程，学时较多，而物理实验课程则在大学二年级前半学期开设，学时较少，物理理论课程与物理实验课程存在一个学期的衔接差，理论知识无法得到实验的验证，而实验的操作没有理论的指导。此外大学物理理论课程与实验课程的任课教师往往是两支教学队伍，理论课教师关注的是物理理论，而实验课教师关注的是实验操作，彼此交流互动少，内容衔接上也有差异。除了这些我们对物理理论课程的授课内容与实验课程的实验题目进行比较分析，发现两者也是脱节的。甚至不排除一些实验的内容是中学阶段的物理题目。而信息时代的到来，多媒体技术在大学物理教学中得到了广泛应用，但是基于硬件与软件技术的不成熟，一些物理现象与实验过程依然无法借助多媒体得以呈现，更多的是纸上谈兵，这也使得理论与实践结合不够紧密。三、大学物理理论与实验结合的有效手段1.利用演示实验与模拟实验改善理论教学。演示实验与模拟实验在多媒体技术的支撑下操作更为简单，效果展示更为直接。做好演示实验与模拟实验是做好大学物理理论教学与实验教学融合的思路之一。一方面关注演示实验，发挥多媒体的教学优势，借助多媒体教具演示物理实验。教师在演示的过程中借助实物带来真实直观的效果呈现。教师可以在实验讲解的过程中边演示边讲解理论，也可以提出问题让学生思考，然后带着问题去做实验，在实验中解决问题。多媒体技术使得演示实验呈现方式更加多元，对与物理理论有关的文字、数据及图形图像甚至是动画等进行综合性处理后，可以形成物理教学多媒体课件，在大屏幕上展示，可以起到实验对理论教学的补充作用。两者在实验课堂上，在实验演示中实现了融合，理论服务于实验，实验验证了理论，演示实验也取得了更好的教学效果。在演示实验中要关注学生的参与度，教师应鼓励引导学生参与到实验中来。在实验教学时间有限，物理教学任务繁重的情况下，教师可以选择学生代表进行课堂演示，而其他学生起到理论指导的作用，这也是演示实验中理论与实践相结合的体现。另一方面要在模拟实验中做好物理理论教学与实验教学的融合。随着信息技术的迅猛发展，各学科的仿真模拟软件在教学中得到广泛应用，其对应的模拟功能越来越强大，作为一种新型的实验教学手段必须在大学物理实验中有效引入，通过对难操作较危险的实验的模拟操作，降低风险，节约教育成本。模拟实验主要是以网络为载体进行，因此不受物理实验课时的限制，学生可以随时随地进行计算机模拟实验。其对物理实验的实验原理、实验步骤及注意事项都有着清晰的介绍，并且在最后配合一定的测试题，学生在模拟实验的过程中可以进行物理理论知识的复习。一些模拟实验软件伴有语言操作提示，学生上手快，教学效果好。模拟实验更适用于那些操作要求高、复杂难懂的物理实验。例如学生可以借助ANSYS有限元计算分析软件，做一些模拟大学物理实验中的电磁场分布可视化的实验，通过模拟测试静电场中各种电极所产生的电场空间三维分布显示图像，获得对抽象实验的直观认识。借助模拟实验，实现学生物理理论与物理实验操作的结合，也训练其计算机操作能力。因此在大学物理教学中必须做好演示实验与模拟实验，让理论教学与实验操作有效结合。2.转变物理教学模式，做好理论与实验同步。传统的物理教学中教师往往存在重理论轻实验的趋向，而这也使得教学模式上更侧重理论教学。因此要想实现大学物理教学中理论教学与实验教学的结合，必须转变理念，并带动教学模式的转变创新。要意识到实验操作的重要性，龙源期刊网认识到实验操作与理论学习之间的相辅相成性。教学模式方面教师必须对物理课程教学方法、实验教材等进行改革与创新，凸显学生的课堂主体性，在实验教学中实现学生创造性思维的培养。教师应该坚持以学生为中心，尝试启发式、讨论式及情境教学式等多元教学方法，让学生在实验过程中相互指导指正，从而让学生在物理实验操作的过程中认识到自身理论的不足，有针对性地补充学习。而在特定的教学情境中教师可以引导学生得出物理理论猜想，借助物理实验验证自己的理论猜想。其实物理理论知识的讲解不局限于课堂教学，还可以举办各种形式的讲座与社会实践。例如大学物理教师可以在授课之余，根据物理理论教学与实验教学的进度，邀请物理相关领域的专家学者为学生做专题讲座，一方面激发学生对物理学习的关注，另一方面在专家学者的带动下激发物理学习积极性，并且意识到物理知识的生活应用价值。教师也可以组织学生在物理实验后撰写物理小论文，这也是理论学习与物理实验学习相结合的有效思路。学生在查阅文献的基础上了解物理知识，自主设计实验，并从物理实验现象中得出新的研究结论，实现自身创新思维的培养。物理理论教学与物理实验教学在各种教学模式下实现了有效融合。综合来说，只有思想上及教学模式上做好转变，大学物理理论教学与实验教学才能相得益彰。结束语大学物理作为一门实践性强、综合性突出的课程，必须在教学中做好教学理论与实验教学的结合。物理理论的学习可以让学生积累物理知识与经验，这是物理实验操作的基础；而物理实验可以让学生在动手操作中，验证物理理论猜想，实现物理理论认识的深化。理论教学与实验教学是物理教学中缺一不可的两方面，因此必须做好大学物理教学改革，让理论与实验的融合落到实处。参考文献：[1]邓海东.农科院校大学物理理论及实验教学改革与探索[J].高教学刊，2015，（11）：50-51.[2]左春英，温静，关晓燕，王乐新，陈丽梅.大学物理理论与现象相结合的教学最佳模式的探索[J].大学物理实验，2010，（04）：97-99.