大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)信息化教學(xué)方法的思考

樊銳華

（陸軍步兵學(xué)院，江西南昌 330100）

隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的快速發(fā)展和普及，教師和學(xué)生越來越重視虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的教育方法。由于實(shí)驗(yàn)課程的準(zhǔn)備受到儀器和場所的限制，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以向?qū)W生展示實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)和儀器的結(jié)構(gòu)，對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教育有很大的幫助。新形勢下網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用，對(duì)新形勢下培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力、提高大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量、完善人才培養(yǎng)具有現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。

1 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)目前存在的問題

1.1 課前預(yù)習(xí)不夠充分

學(xué)生對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備主要集中在實(shí)驗(yàn)的目的、原理、過程和設(shè)備上。由于教育設(shè)備和相關(guān)測試硬件的限制，學(xué)生在預(yù)習(xí)過程中無法接觸到相關(guān)的測試儀器。面對(duì)教材中的幾幅測試儀器圖片，他們只能了解儀器設(shè)備的外觀，對(duì)測試儀器的結(jié)構(gòu)和組成沒有具體生動(dòng)地了解。另外，學(xué)生不會(huì)使用相關(guān)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)習(xí)。因此，學(xué)生在預(yù)習(xí)過程中無法做到理論聯(lián)系實(shí)際，無法透徹理解實(shí)驗(yàn)的具體內(nèi)容和不同環(huán)節(jié)，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)班也難以順利操作實(shí)驗(yàn)。他們經(jīng)常反復(fù)翻教材，反復(fù)操作檢測儀器。由于對(duì)測試儀器缺乏透徹地了解，測試過程中會(huì)出現(xiàn)很多問題，導(dǎo)致測試時(shí)間嚴(yán)重不足，學(xué)生不能按時(shí)完成測試，測試儀器容易損壞。只要學(xué)生對(duì)測試意圖、測試原理和測試儀器有突出的認(rèn)識(shí)，形成系統(tǒng)的理解，就能在測試中得到滿足，充分發(fā)揮自己的實(shí)踐才能，提高實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教育的效果。

1.2 課堂時(shí)間分配問題

由于實(shí)驗(yàn)以學(xué)生操作為主，教師指導(dǎo)為輔，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。由于老師講解時(shí)間有限，正式考試前，老師要講一下考試意圖、考試原則、考試儀器的應(yīng)用、考試步驟和注意事項(xiàng)等?？倳r(shí)間20 分鐘左右。這時(shí)首先要做的是，學(xué)生要掌握儀器的使用，明確測試意圖，掌握測試技巧，測量物理量，處理數(shù)據(jù)。因?yàn)闀r(shí)間短，如果老師花太多時(shí)間講解，學(xué)生做的實(shí)驗(yàn)就會(huì)少，實(shí)驗(yàn)班的教學(xué)效果會(huì)受到很大影響。這需要教師和學(xué)生之間的良好合作來結(jié)束實(shí)驗(yàn)的教學(xué)任務(wù)。因此，在課前，教師有必要根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況合理分配時(shí)間，以便更好地完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)的相關(guān)任務(wù)。

1.3 課后復(fù)習(xí)條件局限

由于其特殊性，實(shí)驗(yàn)班比理論班更難復(fù)習(xí)。主要是理論課的常識(shí)點(diǎn)，在講義或課本中詳細(xì)介紹，讓學(xué)生認(rèn)真閱讀和分析課本。充分理解和掌握相關(guān)常識(shí)點(diǎn)，補(bǔ)充或拓寬相關(guān)常識(shí)在網(wǎng)上也比較豐富。實(shí)驗(yàn)班不一樣。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)需要使用測試儀器測量數(shù)據(jù)（有時(shí)同一實(shí)驗(yàn)中不同的學(xué)生有不同的儀器類型）。課后對(duì)測試數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，整理測試報(bào)告，將測試結(jié)論提交老師審核。學(xué)生交了測試報(bào)告后，一個(gè)測試項(xiàng)目就完成了。說到溫習(xí)，試卷上的原理復(fù)習(xí)起來比較容易，但是如果看不到儀器，就沒辦法對(duì)實(shí)驗(yàn)操作過程進(jìn)行很好的溫習(xí)，實(shí)際測量結(jié)果也不可能得到。所以，即便學(xué)生有溫習(xí)的想法，也是受客觀條件束縛的。

2 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)主要教學(xué)方法的探索

針對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中實(shí)驗(yàn)儀器和場地的局限性帶來的困難，為了避免因操作不當(dāng)而對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器造成不必要的損壞，將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以提高大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量和水平，是本文的中心任務(wù)。該方法包括以下幾個(gè)方面：

2.1 進(jìn)一步完善和開展大學(xué)物理虛擬仿真系統(tǒng)

為習(xí)慣新形勢下教學(xué)大綱提出的要求依據(jù)我校大學(xué)物理虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有根底，拓寬我校物理虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室的功用，構(gòu)建物理實(shí)驗(yàn)預(yù)約、開放和排課體系。

2.2 教學(xué)設(shè)計(jì)

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)有很大不同。因此，為了適應(yīng)新形勢下的教育需求，有必要相應(yīng)地改變?cè)械膶?shí)驗(yàn)課程標(biāo)準(zhǔn)和審計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)虛擬教學(xué)的要求，制定教育計(jì)劃和內(nèi)容。根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的一些知識(shí)點(diǎn)，特別是實(shí)驗(yàn)測量、數(shù)據(jù)處理的方法和常用儀器的使用，從零開始規(guī)劃和理解實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略，選擇適合學(xué)生日常學(xué)習(xí)（包括預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)）需要的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

2.3 教學(xué)評(píng)價(jià)方面

建立基于師生互動(dòng)的教育評(píng)論。教師對(duì)學(xué)生的準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)操作過程、獲得的數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)處理進(jìn)行合理、全面的評(píng)價(jià)。學(xué)生還可以對(duì)教師的教育方法和介紹方法提出相應(yīng)的意見，對(duì)實(shí)驗(yàn)操作中的重點(diǎn)和難點(diǎn)進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行故障排除。協(xié)助教師合理調(diào)整教育策略。

3 完善大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)信息化教學(xué)體系

（1）結(jié)合學(xué)生生活習(xí)慣，運(yùn)用微信二維碼技術(shù)，將考試難點(diǎn)和學(xué)習(xí)內(nèi)容收縮在二維碼上進(jìn)行鏈接。學(xué)生能夠隨時(shí)掃描二維碼，獲取相關(guān)學(xué)習(xí)視頻，查找測驗(yàn)儀器的相關(guān)材料信息，取得更全面的學(xué)習(xí)方法，開闊視野，進(jìn)一步了解學(xué)習(xí)內(nèi)容和測驗(yàn)環(huán)節(jié)，達(dá)到事半功倍的效果。

（2）逐漸給網(wǎng)站的教學(xué)文檔添加不同的實(shí)驗(yàn)點(diǎn)和難點(diǎn)。這樣學(xué)生在預(yù)習(xí)過程中能夠有清晰的目標(biāo)，復(fù)習(xí)知識(shí)關(guān)鍵，既節(jié)省時(shí)間，又避免預(yù)習(xí)的盲目性。

（3）能夠在網(wǎng)站上設(shè)置相應(yīng)的共享視頻，包含實(shí)驗(yàn)教學(xué)視頻。經(jīng)過觀看視頻，學(xué)生能夠在預(yù)習(xí)或復(fù)習(xí)時(shí)及時(shí)把握理論知識(shí)和儀器結(jié)構(gòu)。

（4）網(wǎng)站中相關(guān)的虛擬測驗(yàn)體系首要觸及測驗(yàn)環(huán)節(jié)。學(xué)生能夠自在控制自己的時(shí)間，根據(jù)需要登錄測驗(yàn)渠道，及時(shí)充分了解實(shí)驗(yàn)原理、儀器結(jié)構(gòu)等相關(guān)數(shù)據(jù)和信息。

（5）學(xué)生能夠經(jīng)過門戶網(wǎng)站留言板上傳自己的問題，及時(shí)與教師交流，加強(qiáng)師生交流。在課堂教學(xué)過程中，為了有用檢驗(yàn)學(xué)生的實(shí)際預(yù)習(xí)情況，增進(jìn)師生之間的有益互動(dòng)，能夠在課前預(yù)習(xí)中設(shè)置相關(guān)問題。上課前五分鐘，教師隨機(jī)就這門課的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和知識(shí)點(diǎn)發(fā)問，然后進(jìn)一步調(diào)查學(xué)生的預(yù)習(xí)情況。教師能夠及時(shí)處理預(yù)習(xí)中存在的問題，修正和反映結(jié)果，也能夠起到一定的催促學(xué)生的作用。教師應(yīng)充分把握學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)狀況，給予有針對(duì)性地講解和教學(xué)，有助于進(jìn)步實(shí)踐教學(xué)能力。

4 教學(xué)效果分析

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在物理實(shí)驗(yàn)教育中的應(yīng)用，顯著進(jìn)步了學(xué)生的課前準(zhǔn)備質(zhì)量、學(xué)習(xí)愛好和講堂教育效率，首要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）在實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器的詳細(xì)操作辦法和基本原理有了更全面、深化的了解。在實(shí)踐教育過程中，教師不必像曾經(jīng)一樣演示每一個(gè)操作過程，能夠節(jié)約大量時(shí)間，進(jìn)步講堂教育的效率。如果學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理一無所知，只會(huì)在講堂聽老師講課，不會(huì)深化思考，很難到達(dá)突出的教育作用；信息教育技術(shù)的應(yīng)用能夠協(xié)助教師充沛掌握和理解學(xué)生的實(shí)踐預(yù)習(xí)，促使學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)原理和辦法，從而不斷提高教學(xué)質(zhì)量。

（2）在教學(xué)過程中，師生互動(dòng)顯著增加。學(xué)生敢和老師深入討論，這有助于培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，思維模式，同時(shí)學(xué)習(xí)方法也會(huì)逐步得到提升。他們能夠更深入地思考問題，認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

（3）學(xué)生從一開始就重視數(shù)據(jù)的真實(shí)性和合理性，在實(shí)驗(yàn)過程中注意到一些相關(guān)因素對(duì)測驗(yàn)結(jié)果的影響。此外，學(xué)生犯的錯(cuò)誤解逐步減少，這有助于越來越深化地考慮實(shí)驗(yàn)的意圖。

5 結(jié)語

本文探討了大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方法。將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，解決了物理實(shí)驗(yàn)課備課難度不足的問題。虛擬現(xiàn)實(shí)技能可以搭建虛擬測試條件，減少測試儀器的損壞，方便學(xué)生隨時(shí)預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)測試項(xiàng)目或測試測量方法，突出教育資源的共享和應(yīng)用，有助于改善實(shí)驗(yàn)教育現(xiàn)狀，更新實(shí)驗(yàn)教育方法，提高實(shí)驗(yàn)教育水平。