大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)與信息技術(shù)整合路徑分析

摘 要：隨著信息技術(shù)在教育教學(xué)領(lǐng)域深入滲透，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程如何有效實(shí)現(xiàn)與信息技術(shù)的整合，充分利用信息技術(shù)和手段，更好地實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)目標(biāo)。文章通過建立數(shù)字化課程、數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室與課程管理體系、信息技術(shù)教學(xué)模式創(chuàng)新和數(shù)字化實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理手段等方面，闡述其整合的路徑、必要性和可行性。

關(guān)鍵詞：大學(xué)物理實(shí)驗(yàn);信息技術(shù);整合路徑

一、 ?背景

隨著信息技術(shù)及與之匹配的計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，使得信息技術(shù)在教育教學(xué)中得到廣泛的應(yīng)用。引發(fā)教學(xué)手段、教學(xué)模式、教學(xué)技術(shù)翻天覆地的變化。大學(xué)物理作為高校理工科基礎(chǔ)類實(shí)驗(yàn)類課程，在信息技術(shù)高速發(fā)展的今天，如何實(shí)現(xiàn)與信息技術(shù)有效整合，提高物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)有效性和實(shí)驗(yàn)技術(shù)的跨越式發(fā)展，是值得研究和探索的課題。

二、 整合路徑

（一） 數(shù)字化實(shí)驗(yàn)課程

信息技術(shù)的一個(gè)重要應(yīng)用在于為課程設(shè)置提供很好的技術(shù)平臺(tái)。傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)僅靠一本教材教到底，這樣的課程載體模式已經(jīng)不適應(yīng)社會(huì)高度信息化和數(shù)字化的時(shí)代要求。課程載體的文本化和以視頻與動(dòng)畫為載體的多媒體化，成為課程數(shù)字化重要趨勢(shì)。而網(wǎng)絡(luò)課程及資源建設(shè)成為數(shù)字化課程建設(shè)的重要一環(huán)。通過數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)，有效實(shí)現(xiàn)學(xué)校課程資源的開放和共享。將實(shí)驗(yàn)資源整合到網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，尤其將仿真實(shí)驗(yàn)整合到網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)手段、過程、評(píng)價(jià)等全流程數(shù)字化。

（二） 數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室和課程管理

實(shí)驗(yàn)課程與理論課程不同在于實(shí)驗(yàn)課程有大量的與課程匹配的實(shí)驗(yàn)室與實(shí)驗(yàn)儀器。儀器的管理和實(shí)驗(yàn)室學(xué)生的管理成為實(shí)驗(yàn)管理的難點(diǎn)。面對(duì)每天不同學(xué)生、不同專業(yè)開設(shè)不同的實(shí)驗(yàn)，如何有效調(diào)配儀器，如何滿足學(xué)生不同的選課要求，成為實(shí)驗(yàn)教師頭疼的問題。依靠信息技術(shù)建立數(shù)字化實(shí)驗(yàn)管理系統(tǒng)，包括學(xué)生的選課系統(tǒng)和儀器管理系統(tǒng)。蔣蕓為了滿足仿真實(shí)驗(yàn)全流程數(shù)字化，將學(xué)生的預(yù)習(xí)、教師上課的演示、教室的門禁管理等都整合在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)與管理的數(shù)字化大整合。

（三） 基于信息技術(shù)教學(xué)模式

教學(xué)模式是實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的重要教學(xué)手段。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)主要包含實(shí)現(xiàn)物理知識(shí)鞏固和升華、學(xué)生實(shí)踐和動(dòng)手能力提高以及創(chuàng)新思維與能力提升。如何有效實(shí)現(xiàn)這些教學(xué)目標(biāo)，關(guān)鍵在于如何在學(xué)生已有的認(rèn)知基礎(chǔ)和認(rèn)知規(guī)律情況下，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和能動(dòng)性。信息技術(shù)的手段的多樣化和豐富性為教學(xué)模式的創(chuàng)新提供很好的技術(shù)手段。運(yùn)用信息技術(shù)手段，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中設(shè)計(jì)“融合學(xué)習(xí)模型”，其最大的特點(diǎn)在于，將在線預(yù)習(xí)、課堂教學(xué)、課程設(shè)計(jì)、學(xué)習(xí)支持、課程評(píng)價(jià)運(yùn)用信息技術(shù)手段整合在一起，將其建立內(nèi)在聯(lián)系、有機(jī)整合的教學(xué)流程設(shè)計(jì)。側(cè)重運(yùn)用信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)教學(xué)過程和手段創(chuàng)新;運(yùn)用大規(guī)模在線課程開展慕課教學(xué)，教師在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，實(shí)現(xiàn)與學(xué)生的教學(xué)和交互;其優(yōu)點(diǎn)在于可以大范圍開展，覆蓋面廣，學(xué)生先通過網(wǎng)絡(luò)課程學(xué)習(xí)，針對(duì)自己存在的問題可以與教師通過網(wǎng)絡(luò)即時(shí)通訊交流。但其缺點(diǎn)也很明顯，這種非面對(duì)面的交流很難深入解決學(xué)生問題，由于學(xué)生人數(shù)眾多，很難監(jiān)控每位學(xué)生學(xué)習(xí)情況，由于課程開放性，能全部到達(dá)課程學(xué)習(xí)目標(biāo)的學(xué)生少之又少。另一種教學(xué)模式為“微課”，它主要針對(duì)的是教學(xué)中，針對(duì)某一個(gè)知識(shí)點(diǎn)展開的視頻或多媒體教學(xué);這種教學(xué)模式有明確的教學(xué)目標(biāo)，針對(duì)性強(qiáng)，而且時(shí)間短，一般限制在15分鐘以內(nèi);該教學(xué)模式對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)自主性和教師運(yùn)用信息技術(shù)能力提出一點(diǎn)要求，只能作為課堂教學(xué)一種補(bǔ)充。

（四） 數(shù)據(jù)處理數(shù)字化

實(shí)驗(yàn)過程不僅要了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握?shí)驗(yàn)原理、運(yùn)用實(shí)驗(yàn)儀器測(cè)量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，還包括實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理和分析。由于大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)涉及的數(shù)據(jù)量多，而且需要運(yùn)用數(shù)學(xué)工具處理復(fù)雜多過程數(shù)據(jù)問題，如果運(yùn)用簡單的計(jì)算器顯得力不從心。如何在有限的課堂時(shí)間內(nèi)，處理復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理問題，運(yùn)行信息技術(shù)的多線程處理能力，是解決這一問題最有效的途徑。李穎在實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐中，運(yùn)用教師或?qū)W生自主編輯軟件，或運(yùn)用excel實(shí)現(xiàn)簡單的數(shù)值計(jì)算，而對(duì)于復(fù)雜的數(shù)值計(jì)算、矩陣運(yùn)算、符號(hào)運(yùn)算、圖形顯示等方面則采用matlab軟件實(shí)現(xiàn)。

三、 結(jié)論

信息技術(shù)無論在改變傳統(tǒng)單一的教學(xué)模式，還是實(shí)現(xiàn)課程呈現(xiàn)的多元化和多媒體化等方面都有突出的表現(xiàn)。在科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，只有擁抱信息技術(shù)所帶來的技術(shù)革命和教育教學(xué)革命，才能在新一輪改革大潮中不掉隊(duì)。

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作者簡介：梅山孩，浙江省杭州市，浙江樹人大學(xué)。