大学物理实验课程信息化教学研究

摘要：大学物理实验是高等学校理科或工科专业开设的必修基础课程之一，且该实验课程是学生进入大学后接受系统实验技能及科学实验数据处理训练的一门非常重要的必修实验课。该课程与理论课有很大区别，实践性和应用强，在专业工程技术和创新人才培养中，有非常重要的作用。借助信息技术，提高物理实验教学质量，激发学生的学习积极性和创造性，是目前高校物理实验教学改革的一个重要方向。近三年来，本教学团队以陕西科技大学理工科专业大学物理实验教学改革，总结出提高大学物理实验教学质量的经验做法。

关键词：大学物理实验；教学改革；信息化

随着网络信息技术的飞速发展与普及，微课及虚拟仿真等信息化教学手段与方式受到教师和学生的广泛关注。由于实验课程的预习受仪器及场地的限制，微课和虚拟仿真实验可以很好的把实验中注意事项及仪器构造等很好的展现给学生，对大学物理实验教学有很大的帮助，即有利于预习，也有利于复习。将网络信息技术应用于新形势下的大学物理实验教学，对其模式进行探索和研究，这对培养学生的动手实践能力、提高高校大学物理实验教学质量和完善新形势下人才培养具有实际指导意义。本论文基于陕西科技大学理工科大学物理实验教学，探索物理实验教学模式与方法，得到一些有益做法。

一、大学物理实验教学目前存在的问题

(一)课前预习不够充分。目前学生对于大学物理实验课的预习，和理论课一样，停留在对实验目的、原理的预习，涉及实验方案、实验仪器使用等，缺乏深刻的理解。只有原理和实验方案、实验仪器均熟悉，学生在实验时才能做到得心应手，充分发挥出自己动手能力，提高课堂的实验实践教学效果。由于实验课的特殊性，预习受实验仪器的条件限制。不少学生对实验课程充满期待，但预习是却只能面对着教材上几张实验仪器图片来熟悉仪器设备。这些因素导致学生在实验课中很难顺利操作实验，经常是按部就班式一边翻看教材，一边操作实验仪器，导致实验过程中问题不断，实验课时严重不够，不能按时完成，同时对仪器也容易造成损坏。(二)课堂时间分配问题。由于实验主要是以学生动手操作为主，教师指导为辅，学生独立完成实验任务，因此教师讲解的时间十分有限。以我校的大学物理实验教学的时间安排为例，学生在正式实验之前，教师大约20分钟讲述实验原理、操作、注意事项等，而在这时间内，主要是要让学生掌握仪器操作方法，明确实验内容和测量物理量及实验技巧，数据的处理方法等，时间非常紧张。老师讲的时间多，学生实验时间少。这需要教师和学生配合好，才能较好完成本项实验的教学任务。(三)课后复习没有条件。由于实验课程的特殊性，大学物理实验课的复习要比理论课课后复习困难。主要原因是理论课的知识点在课本或资料书上很详细，学生只要认真地去阅读、分析都可以理解、掌握，并且相关的补充或拓展知识在网络上也非常丰富。而实验课则不同，大学物理实验需要是按照实验室的仪器测出数据(有时同一实验不同学生的仪器型号不同)，课后整理实验报告、得出实验结论后交给教师批阅，学生交上实验报告后一个实验项目完毕。涉及复习，实验书上原理可浏览，但看不到仪器实物也就不知道具体实验操作如何了。因此，学生就算有复习的念头也被客观条件所限制。

二、主要教学探索内容

针对目前大学物理实验教学中存在预习、复习受实验仪器及场地限制的困难，避免实验操作不当对实验仪器造成不必要的损坏等教学中的问题，将微课、虚拟仿真等信息化教学手段引入到大学物理实验教学中，以提高大学物理实验教学的质量和水平，是本研究课题的中心任务。我们的做法包括以下几个方面。(一)建立物理实验微课教学资源库。组织骨干教师，以对我校主要的大学物理实验项目录制大学物理项目的微课，录制内容包括实验原理讲解、实验操作及注意事项等，以微课弥补实验预习存在的不足和限制，提高学生实验的预习质量和效率。(二)进一步完善和发展大学物理仿真。实验系统。为适应新形势下理工科专业的需求及工科专业认证对基础物理实验的要求，依靠我校大学物理实验教学省级示范中心大学物理仿真实验室现有的基础，拓展我校物理仿真实验的功能，构建物理实验预约、开放及排课系统等。(三)教学设计和选题方面。微课及虚拟仿真实验辅助实验教学，与传统实验教学的环节有很大的不同，因此，原有的实验课程规范要求及考核标准需做相应的改革，以适应新形势下教学需求。根据微课及虚拟教学要求，制定与之相适应的教学计划与内容。并针对实验教学中的某些知识点，尤其是实验测量方法、数据处理方法、常用仪器使用方法等，重新设计、确定实验教学目标，选择恰当的实验项目内容，满足学生的平时学习(包括预习和复习)需要。(四)教学评价方面。在师生互动的基础上建立教学评价。教师对学生的课堂表现、成绩、知识与技能、实验过程以及学习方法的有效性进行评价。学生也可以对教师的教学方法和导入方式、实验操作中的重点难点的阐述、实验仪器故障排除等做出相应的意见，帮助教师合理调整教学策略。

三、总结

本文探索了新时期理工科大学物理实验教学模式。微课、虚拟仿真等信息化授课手段引入物理实验教学，解决了物理实验课程预习困难的不足。虚拟仿真实验采用信息化技术，构建虚拟的实验条件，减小实验仪器损坏，方便学生随时预习、复习实验项目或实验测量方法，突出实现教学资源的共享和使用，有效地改善实验教学现状，更新实验教学方式，提高实验教学水平。

作者:罗道斌 周利斌 刘建科 朱桥 单位:陕西科技大学文理学院