關(guān)于計算機輔助物理實驗設(shè)計的幾點思路

摘 要：隨著教育體制改革的不斷推行，當前的中學(xué)物理教學(xué)中，對實踐能力提出了新的要求，在進行物理實驗過程中，可以通過計算機進行輔助教學(xué)，讓我們學(xué)生更好地進行物理實驗?；趯χ袑W(xué)物理實驗實驗流程的了解與分析，本文提出了計算機輔助物理實驗設(shè)計的幾點思路，充分提升我們學(xué)生的物理實踐能力，滿足教育體制改革的相關(guān)要求。

關(guān)鍵詞：計算機；物理實驗；實驗設(shè)計

引言

對于中學(xué)物理教學(xué)來說，通常情況下學(xué)校擁有較為完備的物理實驗儀器，這些儀器對我們的動手實踐能力提出了很高要求，故而在中學(xué)物理教學(xué)今后的發(fā)展和改革中，可以通過充分應(yīng)用計算機輔助系統(tǒng)讓我們對實驗流程和實驗原理有深入了解，從而提升實驗水平。這就要求計算機輔助系統(tǒng)能夠充分發(fā)揮指導(dǎo)作用，實現(xiàn)對實驗的有效指導(dǎo)。

一、中學(xué)物理實驗流程

當前的中學(xué)物理實驗流程中，主要包括任務(wù)布置—實驗預(yù)習(xí)—教師講解—動手操作—報告撰寫五個方面，而要能夠提升我們的動手實踐能力，需要保證我們能夠嚴格按照各項要求進行實驗預(yù)習(xí)，對實驗原理、操作流程和設(shè)備結(jié)構(gòu)有深入了解。然而當前很多中學(xué)物理實驗方面的案例存在嚴重問題，無法進行有效指導(dǎo)，或者指導(dǎo)內(nèi)容過于寬泛，降低同學(xué)們對物理實驗研究興趣的同時，也會逐漸降低對物理實驗的熱情，對物理實驗教學(xué)產(chǎn)生嚴重的負面影響[1]。另外教師講解過程通常發(fā)生在物理實驗課的前5～10分鐘，并且在該過程中通常不涉及對實驗儀器操作和結(jié)構(gòu)方面的講解，這種方式無法對同學(xué)們的實驗操作過程提供有效指導(dǎo)，進一步降低了物理實驗的指導(dǎo)效果。故而對于中學(xué)物理實驗教學(xué)來說，在當前和今后的發(fā)展中，需要充分推行計算機輔助系統(tǒng)，讓同學(xué)們對所要進行的物理實驗有深入了解。

二、計算機輔助物理實驗設(shè)計的思路

（一）課前階段的計算機輔助系統(tǒng)

對于中學(xué)物理實驗教學(xué)來說，課前階段極其重要，在該過程中同學(xué)們需要能夠?qū)嶒炘?、涉及儀器等方面有深入了解，并通過對相關(guān)理論的學(xué)習(xí)對實驗過程進行有效指導(dǎo)。故而在物理實驗的課前準備階段，同學(xué)們需要能夠通過計算機輔助系統(tǒng)對實驗中涉及的各類因素進行解讀和了解，所以對于課前準備階段的計算機輔助系統(tǒng)，需要涵蓋以下功能：（1）實驗介紹。實驗介紹模塊包括實驗原理、實驗使用的儀器、誤差產(chǎn)生原因等多個方面，同學(xué)們通過對相關(guān)方面的學(xué)習(xí)實現(xiàn)對所要進行物理實驗的深入了解。（2）實驗選取。當前的一些中學(xué)中已經(jīng)為學(xué)生規(guī)劃了每學(xué)年需要進行的物理實驗次數(shù)，由同學(xué)們獨立進行物理實驗的選擇，所以對于計算機輔助系統(tǒng)來說，需要能夠滿足我們的實驗選取需求。（3）模擬實驗系統(tǒng)。要使同學(xué)們能夠?qū)嶒炦^程有清醒認識，計算機輔助系統(tǒng)需要能夠提升模擬實驗功能，通過模擬實驗提升操作水平，最大限度保證我們按照實驗要求完成相關(guān)操作。（4）評價系統(tǒng)。同學(xué)們需要能夠通過評價系統(tǒng)對自身的操作水平進行觀察，并且在滿足系統(tǒng)設(shè)置參數(shù)的情況下才能準許實驗。課前階段計算機輔助系統(tǒng)運行的流程如下：

（二）授課階段的計算機輔助系統(tǒng)

在當前的中學(xué)物理實驗課程中，很多課程都與計算機系統(tǒng)進行連接，以更加快速地進行數(shù)據(jù)處理，而對于不需要計算機進行實驗結(jié)果處理的實驗來說，計算機系統(tǒng)用途較低，需要根據(jù)實際情況進行計算機輔助系統(tǒng)的建設(shè)。通常計算機輔助系統(tǒng)在授課過程中的用途主要包括以下幾個方面：（1）課程簽到。在進行物理實驗前，需要進行簽到，對于與計算機系統(tǒng)連接的實驗來說，可以直接應(yīng)用計算機進行簽到，同時教師也能夠通過對實驗計算機中數(shù)據(jù)的觀察和研究探究我們的物理實驗完成情況，對于無計算機參與的實驗，可以采用刷校園卡的方式由計算機輔助系統(tǒng)對簽到情況進行記錄。（2）播放課件。對于一些難度較大的實驗，教師在授課過程中可以通過計算機輔助系統(tǒng)向我們播放實驗講解課件，對同學(xué)們進行有效指導(dǎo)，從而更好地進行實驗。

（三）課后階段的計算機輔助系統(tǒng)

在當前的很多中學(xué)物理實驗中，采用提交紙質(zhì)報告的方式，由教師對同學(xué)們的實驗情況進行檢查，這種方式在很大程度上降低了實驗結(jié)果的檢查效率，并且提升了作弊現(xiàn)象的發(fā)生幾率。故而對于物理實驗的計算機輔助系統(tǒng)來說，需要能夠讓同學(xué)們通過輔助系統(tǒng)提交實驗報告，充分提升實驗效果的檢查效率，另外在該過程中，計算機輔助系統(tǒng)需要能夠讓我們與教師進行有效溝通，當我們對實驗結(jié)果的處理和分析過程中出現(xiàn)問題時，能夠及時尋求教師幫助，通過這種方式能夠充分提升同學(xué)們對實驗的理解程度，提升物理實驗的教學(xué)效果。

結(jié)論

綜上所述，當前的中學(xué)物理實驗教學(xué)中存在一些問題，這些問題在很大程度上限制了物理實驗操作能力，降低了同學(xué)們對物理實驗的了解程度。故而在當前和今后發(fā)展中，需要通過計算機輔助系統(tǒng)幫助我們進行物理實驗，在計算機輔助系統(tǒng)建設(shè)和運行中，主要包括課前階段、授課階段和課后階段，通過對同學(xué)們的有效指導(dǎo)提升對物理實驗的了解程度，讓我們能夠更好地進行實驗。

參考文獻

[1]李穎.大學(xué)物理實驗數(shù)字化教學(xué)改革的探索[J].大學(xué)物理實驗，2016，29（04）：104-108.

[2]朱敏.虛擬實驗與教學(xué)應(yīng)用研究[D].華東師范大學(xué)，2006.

（作者單位：湖北武外英中高級中學(xué)）