數(shù)字化時(shí)代的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)淺探

邱云

【摘 要】數(shù)字化時(shí)代的到來，對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出了更高的要求，迫使老師要進(jìn)行現(xiàn)代化的教育教學(xué)改革，網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為了學(xué)生接受物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要途徑。我們?cè)诙嗝襟w技術(shù)的輔助下，逐步實(shí)現(xiàn)了物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平的現(xiàn)代化，我們對(duì)傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)各個(gè)環(huán)節(jié)嘗試了一系列的改革和探索，目前物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)確實(shí)收到了顯著的效果。

【關(guān)鍵詞】多媒體技術(shù)；物理；實(shí)驗(yàn)；教學(xué)

【中圖分類號(hào)】G633.7 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】2095-3089（2019）01-0233-01

在傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中十分重視系統(tǒng)知識(shí)的傳授，學(xué)生一般是通過預(yù)習(xí)教材和課堂教師講解來了解實(shí)驗(yàn)原理、儀器的使用和操作步驟。這不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，更談不上利用數(shù)字化手段做一些較精密的實(shí)驗(yàn)。隨著數(shù)字化時(shí)代的到來，多媒體技術(shù)的廣泛應(yīng)用，推進(jìn)了信息技術(shù)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的整合，并向更深層次發(fā)展。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)發(fā)揮了傳感器和計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢(shì)，通過傳感器快速而高精度地完成力、熱、聲、光、電等各類實(shí)驗(yàn)中數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，并由連接的計(jì)算機(jī)完成數(shù)據(jù)的處理、計(jì)算、分析來展示真實(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。從而實(shí)現(xiàn)了高精度、高速度和自動(dòng)化的測(cè)量，因此能采集到多種完整、動(dòng)態(tài)的信息，并且能夠?qū)?shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)做出多維的、綜合性的分析處理。這樣就使教師和學(xué)生從繁瑣的、重復(fù)性的勞動(dòng)中解脫出來了，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)輕松而高效。

一、以利用數(shù)字化教學(xué)資源為“先手棋”，實(shí)現(xiàn)資源共享

目前各類媒體網(wǎng)站迅速普及，各個(gè)教室都聯(lián)通了互聯(lián)網(wǎng)，使學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源變得輕而易舉，網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為師生們生活中不可缺少的一部分，優(yōu)秀的數(shù)字化教學(xué)資源觸手可得，成為學(xué)生獲取知識(shí)的重要途徑。但對(duì)于物理實(shí)驗(yàn)來說，要使數(shù)字化資源真正有效利用起來，不注重引導(dǎo)容易誤入歧途。優(yōu)秀的數(shù)值化資源可以引導(dǎo)學(xué)生有效地學(xué)習(xí)，使學(xué)生不受時(shí)間和地域的限制，及時(shí)了解實(shí)驗(yàn)的具體內(nèi)容，掌握操作方法和注意事項(xiàng)等，可以提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)效果；在實(shí)驗(yàn)過程中，共享的數(shù)字化資源可以有效地輔助教學(xué)，提高學(xué)生的自學(xué)能力同時(shí)減輕教師輔導(dǎo)答疑的壓力；實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，數(shù)字化資源還可以指導(dǎo)學(xué)生科學(xué)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。因此，以利用數(shù)字化教學(xué)資源為“先手棋”，合理利用資源才能真正有意義。

二、以改進(jìn)教學(xué)方式和方法為“基本功”，減少實(shí)驗(yàn)失誤率

以前傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方式是叫學(xué)生參照教材來寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。由于物理實(shí)驗(yàn)主要是應(yīng)用一些中小型儀器來測(cè)試獲得一些參數(shù)的變化，而課本對(duì)儀器的使用說明很抽象，學(xué)生很難真正掌握儀器的具體操作技巧。學(xué)生即使是認(rèn)真地寫出了實(shí)驗(yàn)報(bào)告，也不知道具體操作儀器。從2013年開始，我校物理實(shí)驗(yàn)室配置起了電腦，有了物理實(shí)驗(yàn)課件，課件演示實(shí)驗(yàn)與學(xué)生操作儀器同步進(jìn)行。隨著實(shí)驗(yàn)方式的改革，現(xiàn)在物理實(shí)驗(yàn)課興趣大增，不需教師詳細(xì)指導(dǎo)操作步驟，學(xué)生就可以自主進(jìn)行操作，收到了良好的效果。

以前沒有各種數(shù)字化資源，加之實(shí)驗(yàn)儀器數(shù)量有限，每次上課指導(dǎo)教師需要講解兩個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)教師經(jīng)常是匆忙的填鴨式講解，不但教師疲于奔命，而且學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)知識(shí)和技能的掌握也不好，每次實(shí)驗(yàn)失誤率都較高。建設(shè)數(shù)字化資源以后，學(xué)生課前自主預(yù)習(xí)，課中無需指導(dǎo)教師詳細(xì)講解儀器操作。實(shí)驗(yàn)中教師只需把實(shí)驗(yàn)中的知識(shí)和技能要點(diǎn)傳授給學(xué)生，針對(duì)學(xué)生帶共同性的問題進(jìn)行釋疑，也可以突破實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)、難點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生遇到啥問題，無需請(qǐng)教指導(dǎo)教師，自己就可以參考多媒體課件，從而減少了因指導(dǎo)教師忙，疑難問題不能及時(shí)解決的矛盾。在多媒體課件的輔助下，學(xué)生的操作時(shí)間變得充裕，解決問題也更加及時(shí)，能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)順利完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，得到比較可靠的數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)失誤率大大降低。

三、以改革實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容和提交方式為“落地招”，提高實(shí)驗(yàn)質(zhì)量

與其他學(xué)科的實(shí)驗(yàn)相比，物理實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理相對(duì)繁瑣一些。傳統(tǒng)方式處理實(shí)驗(yàn)報(bào)告中的數(shù)據(jù)內(nèi)容，就是讓學(xué)生先把實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理后，填在表格里，然后用坐標(biāo)紙作圖求出最后結(jié)論。運(yùn)用實(shí)驗(yàn)數(shù)字化資源后，我們實(shí)驗(yàn)教學(xué)的第一堂課常常都上計(jì)算機(jī)課程，主要講授物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的方法，即手工作圖法和計(jì)算機(jī)軟件處理法。除了課堂學(xué)習(xí)，學(xué)生課下還可以通過互聯(lián)網(wǎng)觀看實(shí)驗(yàn)多媒體課件，從而解決數(shù)據(jù)處理過程中所遇到的一些簡(jiǎn)單問題。我們把數(shù)據(jù)處理的方法自主權(quán)交給學(xué)生，讓學(xué)生自由抉擇，經(jīng)過一段時(shí)間訓(xùn)練后，學(xué)生全都能用計(jì)算機(jī)軟件處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并提交電子版實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

四、以實(shí)行當(dāng)堂在線考試為“著力點(diǎn)”，鞏固實(shí)驗(yàn)效果

以前的理論考核是先讓學(xué)生以抽簽抓鬮的方式確定紙質(zhì)考試題，這種考查方式需要多個(gè)教師配合監(jiān)考，還要派人批閱試卷。我們現(xiàn)在物理實(shí)驗(yàn)實(shí)行在線考試，定制試卷、分配試卷以及批改試卷全都實(shí)行數(shù)字化管理。定制試卷時(shí)按照高考要求設(shè)定試卷的題型、題型的難度、每題分?jǐn)?shù)，然后根據(jù)一定的規(guī)則自動(dòng)組卷。分配試卷時(shí)，教師可以指定考試日期、開始考試時(shí)間、考試時(shí)長(zhǎng)，并從已經(jīng)組好的試卷中隨機(jī)抽出一套作為考試所用試卷?？荚囘^程中，教師要根據(jù)學(xué)生的不同特點(diǎn)在線合理分配試題，確保每位學(xué)生所做的試題都有所不同，學(xué)生只需輸入自己的考號(hào)登錄就行。考試終了后，所有答題卡先掃描，客觀題直接由光電讀卡器批改并給出成績(jī)，主觀題由高一個(gè)年級(jí)的教師在電腦前批改試卷。通過數(shù)字化的在線考試，節(jié)省了組織考試及閱卷的時(shí)間，同時(shí)也增大了考核內(nèi)容的覆蓋面和閱卷的公正客觀性，深受學(xué)生喜愛。

綜上，隨著科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)的發(fā)展，物理這門學(xué)科也必須緊跟時(shí)代步伐，把培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力放在教學(xué)的首位。事實(shí)證明，數(shù)字化的教學(xué)方式讓同學(xué)們?cè)趯W(xué)到了知識(shí)，掌握了技能的同時(shí)還增添了學(xué)習(xí)勁頭，這無疑十分符合新課程理念，教學(xué)效果也十分顯著。另一方面，改革我們的物理傳統(tǒng)教育，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的學(xué)習(xí)方式與教學(xué)模式，不僅可以提高教學(xué)效率，而且有助于科學(xué)素養(yǎng)的形成，培養(yǎng)適應(yīng)數(shù)字時(shí)代要求的新一代高素質(zhì)人才。

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