信息技術在大學物理實驗教學中的應用

潘多榮

摘要：隨著社會的進步，教育領域得到快速發展，并使教育趨于信息化發展。在物理教學中，大部分的物理知識規律的講解都需要經過實驗的形式讓學生理解，實驗是開展學習研究物理知識規律的重要方法及途徑。通過信息技術的應用，可以將在實際實驗條件下難以實現的重要實驗通過多媒體設備展現出來，打破實驗條件的局限性，提高課堂演示效果。

關鍵詞：信息技術;物理實驗教學;應用

信息技術是利用計算機、網絡、媒體等各種硬件設備及軟件工具，對文、圖、聲、像各種信息進行獲取、加工、存儲、傳輸與使用的技術總和。以計算機多媒體和網絡為核心的現代信息技術的迅速發展和普遍使用，不僅極大地改變了人們的生產和生活方式，而且極大地改變了人們的思維方式和學習方式。在教育領域，信息技術的應用改變了傳統的教學模式，豐富了教學內容，使教學方式更加靈活，為高等學校的課程建設和教學改革提供有力的環境條件和技術支持。

一、大學物理實驗教學存在的問題

一般大學物理實驗課程的教學主要集中在以下步驟：課前預習、實驗報告、具體操作、數據處理、評分成績。而其中的問題也主要表現在：從實驗教學內容上看，相對較落后，早已跟不上科學高速發展的今天的要求;而從實驗教學手段來說，形式相對單一、現代化教學技術應用不足，很多儀器及課件都購買于20世紀80年代。以上這些具體的問題，也直接反映出了大學物理教學方案及內容設置的問題，作為整體課程來說基礎性實驗題目過多，這類實驗大多是一些驗證性工作，而與物理學專業相關的比較偏于應用性的實驗以及創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學生的創新意識。由于現在學生大多數已成長在互聯網時代，對于他們學習興趣的激發，依靠過去的實驗內容、實驗儀器及教學模式難度很大，與實際更為貼合的創新性實驗題目的缺失也是一個很大的問題。學生本應該是教學的主體，整個教育工作應該圍繞學生展開，但現在教學工作中，整個教學過程基本以教師為主，學生反倒處于被動的從屬地位，只能在教師的指導下，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學術交流。物理學教育作為培養學生科研能力、創新能力的主要方式，因為以上缺失，在功能及作用上大打折扣，學生更在整個實驗過程中產生依賴性、懶惰型、盲目性。實驗課程結束后，學生成績考核方式有待商榷。

二、信息技術在大學物理實驗教學的應用

1.激發學生的學習興趣

利用信息網絡和多媒體技術，可以以豐富多彩的教學內容與形式吸引學生的興趣，使其自主參與到物理實驗的實踐操作當中。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素材，使學生的注意力集中在學習內容當中，增強課堂教學效率。尤其是在信息化時代，學生對于網絡的依賴程度較高，在大學物理實驗教學中運用網絡與多媒體技術，可以消除學生的距離感與陌生感，以他們熟悉的形式開展教學工作，發揮其自主能動性。學生的學習環境更加自由、輕松，不再將物理實驗當作一件苦差事，有利于學生創造性的激發。

2.改變傳統的實驗預習和師生交流方式

在開放式研究型物理實驗教學中，學生是實驗的主體。為了在約定時間內高質量地完成實驗項目，學生必須在實驗前做好實驗預習。傳統的實驗預習方式是通讀實驗講義，知曉實驗原理、實驗內容和注意事項，完成預習報告。而信息技術的發展使學生獲得知識的途徑更加靈活多樣，除了實驗室教學網站提供的電子版實驗講義和參考文獻、多媒體課件，以及圖書館的各種數據庫外，網絡上的各種搜索引擎都使學生能不受時間、地點的限制而隨時隨地學習。

3.突破實驗條件的限制

在開展大學物理實驗教學時，教師需要提前對實驗儀器、材料等進行準備，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，給物理實驗教學工作帶來阻礙。與此同時在，在很多實驗當中通常會存在安全隱患，設備的操作不當會引發安全事故。而利用網絡和多媒體技術開展實驗，可以突破實驗條件的限制，很多實驗不必進入實驗室就可以有效開展，降低實驗課程組織設計時的難度。

4.實驗數據測量分析處理

近代大學物理實驗中，實驗現象的觀察分析和數據處理的準確性和科學性是實驗是否成功的關鍵。以密里根油滴實驗為例，其采用了反轉運動法測量了10個油滴分別上升下降2mm的運動各10次，得出大量的數據，而數據的處理又非常煩瑣且易出錯。若采用人工計算，耗時又極易出現錯誤。為解決以上實驗數據處理問題，實驗中采用VisualBasic6.0編程設計的密里根油滴數據處理系統，通過VB內部程序操縱Excel應用程序，運用ActiveX技術調用Excel，實驗效率得到大幅度提高。

結語

要努力順應時代發展，把培養高素質人才作為目標來打造大學物理實驗課程，而從課程設置而言大學物理要反映物理學科研究對象的本質，緊隨時代發展步伐，教學手段應改變傳統的單一教學模式，借助互聯網技術。大學物理實驗的教學改革是一項長期而艱巨，但卻極有現實意義的任務。

參考文獻

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