信息技術在物理實驗課教學的應用

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摘要：以社會發展的角度，結合物理實驗課教學實際，分析了信息技術在物理實驗課教學中的重要性，分析了多媒體技術、虛擬仿真技術、傳感技術、網絡技術等信息技術在物理實驗課教學中的應用。實踐證明，在物理實驗課教學中科學合理地應用信息技術，能夠優化物理實驗課教學，有利于培養學生的素質和能力，是一種行之有效的做法。

關鍵詞：信息技術;實驗教學;應用

當今社會是科學技術飛速發展的社會，信息技術在教育教學中的應用程度在一定程度上成為教育能否跟上現代科技發展的一個重要標志。大學物理實驗課是高等教育中的一門公共基礎課，是高等教育中培養具有綜合素質人才的實踐類課程，傳統的實驗教學模式不能調動學生的主觀能動性和個性化發展，不利于培養學生的綜合素質能力。

1信息技術在物理實驗課教學中的重要性

信息技術在數字化科技爆炸式發展下正逐步成為現代社會中不可或缺的應用技術[1]，教育信息化是社會發展的必然。高等教育信息化是促進高等教育改革發展和提高教育教學質量的有效途徑。這就更加迫切要求在物理實驗課教學中引入信息技術，最大限度地提高教學質量和教學效果，以更好地完成教育教學任務。和傳統的教學模式相比，應用信息技術后的信息化教學模式，可以打破時間、空間以及課堂條件的限制，更好地優化教學效果，開拓學生的視野和思維，提高學生的綜合素質和能力。《教育信息化十年發展規劃(2011-2020年)》提出：“推動信息技術與高等教育深度融合，創新人才培養模式”。信息技術與課堂教學的深度融合的效果是要培養學生的高階能力，如信息素養、創新能力、實踐能力、自主學習和協作學習能力等[2]。由此可以看出，國家對信息技術在教育教學中的應用相當重視。物理實驗課教學作為高等教育教學中的重要組成部分，理應順應時展潮流，以國家文件精神為指導，在物理實驗課教學中不斷應用信息技術，以提高物理實驗課教學質量，培養具有綜合素質和能力的人才。

2信息技術在物理實驗課教學中的應用

信息技術是研究如何獲取信息、處理信息、傳輸信息和使用信息的技術，信息技術已引起傳統教育方式發生著深刻的變化。在物理實驗課教學中表現為，通過多媒體技術、虛擬仿真技術、傳感技術、網絡技術等方式獲取信息用于教學，以提高物理實驗課教學質量。2.1多媒體技術用于物理實驗課教學。多媒體技術用于物理實驗課教學有區別于傳統教學手段的很多優勢。多媒體技術把文字、圖形、動畫和聲音等多種媒體信息進行綜合處理應用，其形象生動的演示、動聽悅耳的音響效果，能夠全面調動學生學習的積極性。在物理實驗課教學中運用多媒體技術，可以給學生提供信息量較大的實驗背景知識，激發學生的學習興趣，指導學生去思考、自主學習。例如:在“邁克爾遜干涉儀實驗”教學中，引入大量實驗背景知識及前沿知識，豐富了學生的視野，激發了學生的學習興趣，在原理講解上借助圖片、動畫的形式，讓學生對實驗具有直觀的理解，讓學生未做實驗就已經在頭腦中建立了實驗的立體圖像，有助于保證學生在有限的時間內順利完成實驗。在“霍爾效應實驗”教學中，背景知識方面引入諾貝爾獎的例子，引入新聞視頻、應用實例等，讓學生深刻體會物理實驗課的重要性，基礎科學知識在高科技領域的重要應用。多媒體技術用于物理實驗課教學可以更好的實現師生互動，使學生參與到課堂教學中來，學生由被動的學變為主動的學，課堂氣氛活躍，能收到較好的教學效果。2.2虛擬仿真技術用于物理實驗課教學。隨著科技的不斷進步，物理實驗課中采用虛擬仿真實驗的方式開展教學成為一種趨勢。虛擬仿真實驗是計算機技術、虛擬現實技術、人機交互技術結合的產物，是教育領域應用信息技術的一種創新[3]。尤其對于一些價格昂貴且具有破壞性、現實條件不容易實現的實驗，采用虛擬仿真實驗的方式可以大大節約實驗成本。虛擬仿真實驗的開展能節約現實教學資源，共享教學設施，提高學生學習實驗的興趣，在培養學生動手實踐能力、探索研究能力、自主創新能力和綜合能力素質等方面起到了其他教學形式所無法達到的教學效果。利用虛擬仿真技術開展虛擬仿真實驗，創建虛擬實驗室成為各大院校的選擇。例如:我院所用的大學物理仿真實驗軟件，可以開設很多實驗儀器設備價格昂貴或者做現實實驗不太適合的實驗項目，如“核磁共振研究”“相對論實驗”“低真空獲得與測量”等實驗。隨著虛擬實驗室創建的不斷深入，有很多院校建立3D虛擬實驗室，增加虛擬仿真實驗的真實感，增強學生對虛擬實驗的認同感、興趣感，以便為學生綜合素質能力的培養提供更好的環境。2.3傳感技術用于物理實驗課教學。在這個科學技術快速發展的社會，傳感技術成為衡量一個國家信息化水平的重要標志。隨著傳感技術的快速發展，越來越多的大學物理實驗設備開始采用各種傳感器進行測量，如利用壓力、位移、溫度等傳感器改進傳統的實驗裝置，使其能夠對實驗數據進行實時收集、處理及成像處理，使測量精度得到提高，實驗過程得到優化。傳感技術在物理實驗課教學中的應用，促進了物理實驗與高新技術的融合。在物理實驗課教學中引入傳感技術有利于提高實驗效率，提高教學質量。例如:我院利用傳感技術在傳感器實驗儀上開設多個電學實驗，還有部分實驗利用傳感技術使實驗結果及圖形在計算機顯示器上顯示出來，增強了實驗內容的直觀性，激發了學生學習的積極性和創新性。2.4網絡技術用于物理實驗課教學。在信息社會，信息的獲取、分析、拓展能力至關重要，那么網絡技術在教育教學中的地位就顯得尤為重要。通過網絡資源能使學生認識到信息社會各項能力的重要性，基礎實驗網絡應用平臺正是這樣一種用于物理實驗課教學的網絡資源，近年來，很多學校不斷開發研制自己的基礎實驗網絡應用平臺用于物理實驗課教學。網絡資源可以大大提高學生的實驗預習效果，提高學生的相互協作能力，為師生提供交流的平臺。例如:我院利用網絡技術開發研制的“基礎實驗網絡應用系統”，不但具有預約、注冊、注銷、實驗查詢等管理功能，還能實現網上預習、網上答疑、網上批改報告等教學功能，充分發揮了網絡資源的優勢。學生可以利用校園網對實驗內容進行課前預習和課后復習，使教學內容在時間、空間上得到延伸。開放實驗網站的建設方便了各實驗室資源的利用和管理，有利于輔助開放實驗教學的進行，使學生的學習由課內向課外延伸，為學生的自主學習和個性發展提供了良好的條件。

3結語

面對目前科技迅速發展的信息化社會，在物理實驗課教學中引入信息技術是必要的。實踐證明，在物理實驗課教學中科學合理地引入多媒體技術、虛擬仿真技術、傳感技術和網絡技術能夠優化物理實驗課教學，為物理實驗課教學提供生機和活力，使學生的學習積極性和主動性得到了發揮，為學生的素質和能力培養創造了良好的環境。

參考文獻

[1]楊枝茂.信息技術在當代大學教學中的創新應用[J].黑龍江教育學院學報,2017,36(1):43-45.

[2]林書兵,張倩葦.我國信息化教學模式的20年研究述評：借鑒、變革與創新[J].中國電化教育,2015(9):103-117.

[3]李喜軍,張志偉.虛擬實驗是實驗教學的新手段[J].內蒙古民族大學學報:自然科學版,2015(3):197-198.

作者:張金鳳 賈小文 趙云飛 范海英 邱成鋒 尹霖 單位:陸軍軍事交通學院基礎部