信息技術(shù)在大學(xué)物理實驗教學(xué)中的應(yīng)用

潘多榮

摘要：隨著社會的進(jìn)步，教育領(lǐng)域得到快速發(fā)展，并使教育趨于信息化發(fā)展。在物理教學(xué)中，大部分的物理知識規(guī)律的講解都需要經(jīng)過實驗的形式讓學(xué)生理解，實驗是開展學(xué)習(xí)研究物理知識規(guī)律的重要方法及途徑。通過信息技術(shù)的應(yīng)用，可以將在實際實驗條件下難以實現(xiàn)的重要實驗通過多媒體設(shè)備展現(xiàn)出來，打破實驗條件的局限性，提高課堂演示效果。

關(guān)鍵詞：信息技術(shù);物理實驗教學(xué);應(yīng)用

信息技術(shù)是利用計算機、網(wǎng)絡(luò)、媒體等各種硬件設(shè)備及軟件工具，對文、圖、聲、像各種信息進(jìn)行獲取、加工、存儲、傳輸與使用的技術(shù)總和。以計算機多媒體和網(wǎng)絡(luò)為核心的現(xiàn)代信息技術(shù)的迅速發(fā)展和普遍使用，不僅極大地改變了人們的生產(chǎn)和生活方式，而且極大地改變了人們的思維方式和學(xué)習(xí)方式。在教育領(lǐng)域，信息技術(shù)的應(yīng)用改變了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，豐富了教學(xué)內(nèi)容，使教學(xué)方式更加靈活，為高等學(xué)校的課程建設(shè)和教學(xué)改革提供有力的環(huán)境條件和技術(shù)支持。

一、大學(xué)物理實驗教學(xué)存在的問題

一般大學(xué)物理實驗課程的教學(xué)主要集中在以下步驟：課前預(yù)習(xí)、實驗報告、具體操作、數(shù)據(jù)處理、評分成績。而其中的問題也主要表現(xiàn)在：從實驗教學(xué)內(nèi)容上看，相對較落后，早已跟不上科學(xué)高速發(fā)展的今天的要求;而從實驗教學(xué)手段來說，形式相對單一、現(xiàn)代化教學(xué)技術(shù)應(yīng)用不足，很多儀器及課件都購買于20世紀(jì)80年代。以上這些具體的問題，也直接反映出了大學(xué)物理教學(xué)方案及內(nèi)容設(shè)置的問題，作為整體課程來說基礎(chǔ)性實驗題目過多，這類實驗大多是一些驗證性工作，而與物理學(xué)專業(yè)相關(guān)的比較偏于應(yīng)用性的實驗以及創(chuàng)新性實驗和研究性實驗不足，而這類實驗往往非常有利于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識。由于現(xiàn)在學(xué)生大多數(shù)已成長在互聯(lián)網(wǎng)時代，對于他們學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)，依靠過去的實驗內(nèi)容、實驗儀器及教學(xué)模式難度很大，與實際更為貼合的創(chuàng)新性實驗題目的缺失也是一個很大的問題。學(xué)生本應(yīng)該是教學(xué)的主體，整個教育工作應(yīng)該圍繞學(xué)生展開，但現(xiàn)在教學(xué)工作中，整個教學(xué)過程基本以教師為主，學(xué)生反倒處于被動的從屬地位，只能在教師的指導(dǎo)下，完成實驗，按部就班地依照實驗步驟，盲目地操作，因此在教學(xué)工作中始終缺乏獨立思考的空間，更無法與教師完成必要的互動及展開相關(guān)學(xué)術(shù)交流。物理學(xué)教育作為培養(yǎng)學(xué)生科研能力、創(chuàng)新能力的主要方式，因為以上缺失，在功能及作用上大打折扣，學(xué)生更在整個實驗過程中產(chǎn)生依賴性、懶惰型、盲目性。實驗課程結(jié)束后，學(xué)生成績考核方式有待商榷。

二、信息技術(shù)在大學(xué)物理實驗教學(xué)的應(yīng)用

1.激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

利用信息網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)，可以以豐富多彩的教學(xué)內(nèi)容與形式吸引學(xué)生的興趣，使其自主參與到物理實驗的實踐操作當(dāng)中。多媒體課件包含了文字、圖片、動畫、音頻和視頻等多種形式的教學(xué)素材，使學(xué)生的注意力集中在學(xué)習(xí)內(nèi)容當(dāng)中，增強課堂教學(xué)效率。尤其是在信息化時代，學(xué)生對于網(wǎng)絡(luò)的依賴程度較高，在大學(xué)物理實驗教學(xué)中運用網(wǎng)絡(luò)與多媒體技術(shù)，可以消除學(xué)生的距離感與陌生感，以他們熟悉的形式開展教學(xué)工作，發(fā)揮其自主能動性。學(xué)生的學(xué)習(xí)環(huán)境更加自由、輕松，不再將物理實驗當(dāng)作一件苦差事，有利于學(xué)生創(chuàng)造性的激發(fā)。

2.改變傳統(tǒng)的實驗預(yù)習(xí)和師生交流方式

在開放式研究型物理實驗教學(xué)中，學(xué)生是實驗的主體。為了在約定時間內(nèi)高質(zhì)量地完成實驗項目，學(xué)生必須在實驗前做好實驗預(yù)習(xí)。傳統(tǒng)的實驗預(yù)習(xí)方式是通讀實驗講義，知曉實驗原理、實驗內(nèi)容和注意事項，完成預(yù)習(xí)報告。而信息技術(shù)的發(fā)展使學(xué)生獲得知識的途徑更加靈活多樣，除了實驗室教學(xué)網(wǎng)站提供的電子版實驗講義和參考文獻(xiàn)、多媒體課件，以及圖書館的各種數(shù)據(jù)庫外，網(wǎng)絡(luò)上的各種搜索引擎都使學(xué)生能不受時間、地點的限制而隨時隨地學(xué)習(xí)。

3.突破實驗條件的限制

在開展大學(xué)物理實驗教學(xué)時，教師需要提前對實驗儀器、材料等進(jìn)行準(zhǔn)備，確保儀器與材料具備良好的使用性能，在此過程中會浪費大量的時間，給物理實驗教學(xué)工作帶來阻礙。與此同時在，在很多實驗當(dāng)中通常會存在安全隱患，設(shè)備的操作不當(dāng)會引發(fā)安全事故。而利用網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)開展實驗，可以突破實驗條件的限制，很多實驗不必進(jìn)入實驗室就可以有效開展，降低實驗課程組織設(shè)計時的難度。

4.實驗數(shù)據(jù)測量分析處理

近代大學(xué)物理實驗中，實驗現(xiàn)象的觀察分析和數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確性和科學(xué)性是實驗是否成功的關(guān)鍵。以密里根油滴實驗為例，其采用了反轉(zhuǎn)運動法測量了10個油滴分別上升下降2mm的運動各10次，得出大量的數(shù)據(jù)，而數(shù)據(jù)的處理又非常煩瑣且易出錯。若采用人工計算，耗時又極易出現(xiàn)錯誤。為解決以上實驗數(shù)據(jù)處理問題，實驗中采用VisualBasic6.0編程設(shè)計的密里根油滴數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，通過VB內(nèi)部程序操縱Excel應(yīng)用程序，運用ActiveX技術(shù)調(diào)用Excel，實驗效率得到大幅度提高。

結(jié)語

要努力順應(yīng)時代發(fā)展，把培養(yǎng)高素質(zhì)人才作為目標(biāo)來打造大學(xué)物理實驗課程，而從課程設(shè)置而言大學(xué)物理要反映物理學(xué)科研究對象的本質(zhì)，緊隨時代發(fā)展步伐，教學(xué)手段應(yīng)改變傳統(tǒng)的單一教學(xué)模式，借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。大學(xué)物理實驗的教學(xué)改革是一項長期而艱巨，但卻極有現(xiàn)實意義的任務(wù)。

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