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信息技术在物理实验课教学的应用

摘要:以社会发展的角度,结合物理实验课教学实际,分析了信息技术在物理实验课教学中的重要性,分析了多媒体技术、虚拟仿真技术、传感技术、网络技术等信息技术在物理实验课教学中的应用。实践证明,在物理实验课教学中科学合理地应用信息技术,能够优化物理实验课教学,有利于培养学生的素质和能力,是一种行之有效的做法。

关键词:信息技术;实验教学;应用

当今社会是科学技术飞速发展的社会,信息技术在教育教学中的应用程度在一定程度上成为教育能否跟上现代科技发展的一个重要标志。大学物理实验课是高等教育中的一门公共基础课,是高等教育中培养具有综合素质人才的实践类课程,传统的实验教学模式不能调动学生的主观能动性和个性化发展,不利于培养学生的综合素质能力。

1信息技术在物理实验课教学中的重要性

信息技术在数字化科技爆炸式发展下正逐步成为现代社会中不可或缺的应用技术[1],教育信息化是社会发展的必然。高等教育信息化是促进高等教育改革发展和提高教育教学质量的有效途径。这就更加迫切要求在物理实验课教学中引入信息技术,最大限度地提高教学质量和教学效果,以更好地完成教育教学任务。和传统的教学模式相比,应用信息技术后的信息化教学模式,可以打破时间、空间以及课堂条件的限制,更好地优化教学效果,开拓学生的视野和思维,提高学生的综合素质和能力。《教育信息化十年发展规划(2011-2020年)》提出:“推动信息技术与高等教育深度融合,创新人才培养模式”。信息技术与课堂教学的深度融合的效果是要培养学生的高阶能力,如信息素养、创新能力、实践能力、自主学习和协作学习能力等[2]。由此可以看出,国家对信息技术在教育教学中的应用相当重视。物理实验课教学作为高等教育教学中的重要组成部分,理应顺应时代发展潮流,以国家文件精神为指导,在物理实验课教学中不断应用信息技术,以提高物理实验课教学质量,培养具有综合素质和能力的人才。

2信息技术在物理实验课教学中的应用

信息技术是研究如何获取信息、处理信息、传输信息和使用信息的技术,信息技术已引起传统教育方式发生着深刻的变化。在物理实验课教学中表现为,通过多媒体技术、虚拟仿真技术、传感技术、网络技术等方式获取信息用于教学,以提高物理实验课教学质量。2.1多媒体技术用于物理实验课教学。多媒体技术用于物理实验课教学有区别于传统教学手段的很多优势。多媒体技术把文字、图形、动画和声音等多种媒体信息进行综合处理应用,其形象生动的演示、动听悦耳的音响效果,能够全面调动学生学习的积极性。在物理实验课教学中运用多媒体技术,可以给学生提供信息量较大的实验背景知识,激发学生的学习兴趣,指导学生去思考、自主学习。例如:在“迈克尔逊干涉仪实验”教学中,引入大量实验背景知识及前沿知识,丰富了学生的视野,激发了学生的学习兴趣,在原理讲解上借助图片、动画的形式,让学生对实验具有直观的理解,让学生未做实验就已经在头脑中建立了实验的立体图像,有助于保证学生在有限的时间内顺利完成实验。在“霍尔效应实验”教学中,背景知识方面引入诺贝尔奖的例子,引入新闻视频、应用实例等,让学生深刻体会物理实验课的重要性,基础科学知识在高科技领域的重要应用。多媒体技术用于物理实验课教学可以更好的实现师生互动,使学生参与到课堂教学中来,学生由被动的学变为主动的学,课堂气氛活跃,能收到较好的教学效果。2.2虚拟仿真技术用于物理实验课教学。随着科技的不断进步,物理实验课中采用虚拟仿真实验的方式开展教学成为一种趋势。虚拟仿真实验是计算机技术、虚拟现实技术、人机交互技术结合的产物,是教育领域应用信息技术的一种创新[3]。尤其对于一些价格昂贵且具有破坏性、现实条件不容易实现的实验,采用虚拟仿真实验的方式可以大大节约实验成本。虚拟仿真实验的开展能节约现实教学资源,共享教学设施,提高学生学习实验的兴趣,在培养学生动手实践能力、探索研究能力、自主创新能力和综合能力素质等方面起到了其他教学形式所无法达到的教学效果。利用虚拟仿真技术开展虚拟仿真实验,创建虚拟实验室成为各大院校的选择。例如:我院所用的大学物理仿真实验软件,可以开设很多实验仪器设备价格昂贵或者做现实实验不太适合的实验项目,如“核磁共振研究”“相对论实验”“低真空获得与测量”等实验。随着虚拟实验室创建的不断深入,有很多院校建立3D虚拟实验室,增加虚拟仿真实验的真实感,增强学生对虚拟实验的认同感、兴趣感,以便为学生综合素质能力的培养提供更好的环境。2.3传感技术用于物理实验课教学。在这个科学技术快速发展的社会,传感技术成为衡量一个国家信息化水平的重要标志。随着传感技术的快速发展,越来越多的大学物理实验设备开始采用各种传感器进行测量,如利用压力、位移、温度等传感器改进传统的实验装置,使其能够对实验数据进行实时收集、处理及成像处理,使测量精度得到提高,实验过程得到优化。传感技术在物理实验课教学中的应用,促进了物理实验与高新技术的融合。在物理实验课教学中引入传感技术有利于提高实验效率,提高教学质量。例如:我院利用传感技术在传感器实验仪上开设多个电学实验,还有部分实验利用传感技术使实验结果及图形在计算机显示器上显示出来,增强了实验内容的直观性,激发了学生学习的积极性和创新性。2.4网络技术用于物理实验课教学。在信息社会,信息的获取、分析、拓展能力至关重要,那么网络技术在教育教学中的地位就显得尤为重要。通过网络资源能使学生认识到信息社会各项能力的重要性,基础实验网络应用平台正是这样一种用于物理实验课教学的网络资源,近年来,很多学校不断开发研制自己的基础实验网络应用平台用于物理实验课教学。网络资源可以大大提高学生的实验预习效果,提高学生的相互协作能力,为师生提供交流的平台。例如:我院利用网络技术开发研制的“基础实验网络应用系统”,不但具有预约、注册、注销、实验查询等管理功能,还能实现网上预习、网上答疑、网上批改报告等教学功能,充分发挥了网络资源的优势。学生可以利用校园网对实验内容进行课前预习和课后复习,使教学内容在时间、空间上得到延伸。开放实验网站的建设方便了各实验室资源的利用和管理,有利于辅助开放实验教学的进行,使学生的学习由课内向课外延伸,为学生的自主学习和个性发展提供了良好的条件。

3结语

面对目前科技迅速发展的信息化社会,在物理实验课教学中引入信息技术是必要的。实践证明,在物理实验课教学中科学合理地引入多媒体技术、虚拟仿真技术、传感技术和网络技术能够优化物理实验课教学,为物理实验课教学提供生机和活力,使学生的学习积极性和主动性得到了发挥,为学生的素质和能力培养创造了良好的环境。

参考文献

[1]杨枝茂.信息技术在当代大学教学中的创新应用[J].黑龙江教育学院学报,2017,36(1):43-45.

[2]林书兵,张倩苇.我国信息化教学模式的20年研究述评:借鉴、变革与创新[J].中国电化教育,2015(9):103-117.

[3]李喜军,张志伟.虚拟实验是实验教学的新手段[J].内蒙古民族大学学报:自然科学版,2015(3):197-198.

作者:张金凤 贾小文 赵云飞 范海英 邱成锋 尹霖 单位:陆军军事交通学院基础部

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