信息技術(shù)在物理實驗課教學(xué)的應(yīng)用

時間:2022-08-14 10:38:31

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信息技術(shù)在物理實驗課教學(xué)的應(yīng)用

摘要:以社會發(fā)展的角度,結(jié)合物理實驗課教學(xué)實際,分析了信息技術(shù)物理實驗課教學(xué)中的重要性,分析了多媒體技術(shù)、虛擬仿真技術(shù)、傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等信息技術(shù)在物理實驗課教學(xué)中的應(yīng)用。實踐證明,在物理實驗課教學(xué)中科學(xué)合理地應(yīng)用信息技術(shù),能夠優(yōu)化物理實驗課教學(xué),有利于培養(yǎng)學(xué)生的素質(zhì)和能力,是一種行之有效的做法。

關(guān)鍵詞:信息技術(shù);實驗教學(xué);應(yīng)用

當今社會是科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的社會,信息技術(shù)在教育教學(xué)中的應(yīng)用程度在一定程度上成為教育能否跟上現(xiàn)代科技發(fā)展的一個重要標志。大學(xué)物理實驗課是高等教育中的一門公共基礎(chǔ)課,是高等教育中培養(yǎng)具有綜合素質(zhì)人才的實踐類課程,傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式不能調(diào)動學(xué)生的主觀能動性和個性化發(fā)展,不利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)能力。

1信息技術(shù)在物理實驗課教學(xué)中的重要性

信息技術(shù)在數(shù)字化科技爆炸式發(fā)展下正逐步成為現(xiàn)代社會中不可或缺的應(yīng)用技術(shù)[1],教育信息化是社會發(fā)展的必然。高等教育信息化是促進高等教育改革發(fā)展和提高教育教學(xué)質(zhì)量的有效途徑。這就更加迫切要求在物理實驗課教學(xué)中引入信息技術(shù),最大限度地提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果,以更好地完成教育教學(xué)任務(wù)。和傳統(tǒng)的教學(xué)模式相比,應(yīng)用信息技術(shù)后的信息化教學(xué)模式,可以打破時間、空間以及課堂條件的限制,更好地優(yōu)化教學(xué)效果,開拓學(xué)生的視野和思維,提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和能力?!督逃畔⒒臧l(fā)展規(guī)劃(2011-2020年)》提出:“推動信息技術(shù)與高等教育深度融合,創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式”。信息技術(shù)與課堂教學(xué)的深度融合的效果是要培養(yǎng)學(xué)生的高階能力,如信息素養(yǎng)、創(chuàng)新能力、實踐能力、自主學(xué)習和協(xié)作學(xué)習能力等[2]。由此可以看出,國家對信息技術(shù)在教育教學(xué)中的應(yīng)用相當重視。物理實驗課教學(xué)作為高等教育教學(xué)中的重要組成部分,理應(yīng)順應(yīng)時展潮流,以國家文件精神為指導(dǎo),在物理實驗課教學(xué)中不斷應(yīng)用信息技術(shù),以提高物理實驗課教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)具有綜合素質(zhì)和能力的人才。

2信息技術(shù)在物理實驗課教學(xué)中的應(yīng)用

信息技術(shù)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(shù),信息技術(shù)已引起傳統(tǒng)教育方式發(fā)生著深刻的變化。在物理實驗課教學(xué)中表現(xiàn)為,通過多媒體技術(shù)、虛擬仿真技術(shù)、傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等方式獲取信息用于教學(xué),以提高物理實驗課教學(xué)質(zhì)量。2.1多媒體技術(shù)用于物理實驗課教學(xué)。多媒體技術(shù)用于物理實驗課教學(xué)有區(qū)別于傳統(tǒng)教學(xué)手段的很多優(yōu)勢。多媒體技術(shù)把文字、圖形、動畫和聲音等多種媒體信息進行綜合處理應(yīng)用,其形象生動的演示、動聽悅耳的音響效果,能夠全面調(diào)動學(xué)生學(xué)習的積極性。在物理實驗課教學(xué)中運用多媒體技術(shù),可以給學(xué)生提供信息量較大的實驗背景知識,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣,指導(dǎo)學(xué)生去思考、自主學(xué)習。例如:在“邁克爾遜干涉儀實驗”教學(xué)中,引入大量實驗背景知識及前沿知識,豐富了學(xué)生的視野,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習興趣,在原理講解上借助圖片、動畫的形式,讓學(xué)生對實驗具有直觀的理解,讓學(xué)生未做實驗就已經(jīng)在頭腦中建立了實驗的立體圖像,有助于保證學(xué)生在有限的時間內(nèi)順利完成實驗。在“霍爾效應(yīng)實驗”教學(xué)中,背景知識方面引入諾貝爾獎的例子,引入新聞視頻、應(yīng)用實例等,讓學(xué)生深刻體會物理實驗課的重要性,基礎(chǔ)科學(xué)知識在高科技領(lǐng)域的重要應(yīng)用。多媒體技術(shù)用于物理實驗課教學(xué)可以更好的實現(xiàn)師生互動,使學(xué)生參與到課堂教學(xué)中來,學(xué)生由被動的學(xué)變?yōu)橹鲃拥膶W(xué),課堂氣氛活躍,能收到較好的教學(xué)效果。2.2虛擬仿真技術(shù)用于物理實驗課教學(xué)。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(xué)成為一種趨勢。虛擬仿真實驗是計算機技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)、人機交互技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物,是教育領(lǐng)域應(yīng)用信息技術(shù)的一種創(chuàng)新[3]。尤其對于一些價格昂貴且具有破壞性、現(xiàn)實條件不容易實現(xiàn)的實驗,采用虛擬仿真實驗的方式可以大大節(jié)約實驗成本。虛擬仿真實驗的開展能節(jié)約現(xiàn)實教學(xué)資源,共享教學(xué)設(shè)施,提高學(xué)生學(xué)習實驗的興趣,在培養(yǎng)學(xué)生動手實踐能力、探索研究能力、自主創(chuàng)新能力和綜合能力素質(zhì)等方面起到了其他教學(xué)形式所無法達到的教學(xué)效果。利用虛擬仿真技術(shù)開展虛擬仿真實驗,創(chuàng)建虛擬實驗室成為各大院校的選擇。例如:我院所用的大學(xué)物理仿真實驗軟件,可以開設(shè)很多實驗儀器設(shè)備價格昂貴或者做現(xiàn)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(chuàng)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(xué)生對虛擬實驗的認同感、興趣感,以便為學(xué)生綜合素質(zhì)能力的培養(yǎng)提供更好的環(huán)境。2.3傳感技術(shù)用于物理實驗課教學(xué)。在這個科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的社會,傳感技術(shù)成為衡量一個國家信息化水平的重要標志。隨著傳感技術(shù)的快速發(fā)展,越來越多的大學(xué)物理實驗設(shè)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(tǒng)的實驗裝置,使其能夠?qū)嶒灁?shù)據(jù)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(yōu)化。傳感技術(shù)在物理實驗課教學(xué)中的應(yīng)用,促進了物理實驗與高新技術(shù)的融合。在物理實驗課教學(xué)中引入傳感技術(shù)有利于提高實驗效率,提高教學(xué)質(zhì)量。例如:我院利用傳感技術(shù)在傳感器實驗儀上開設(shè)多個電學(xué)實驗,還有部分實驗利用傳感技術(shù)使實驗結(jié)果及圖形在計算機顯示器上顯示出來,增強了實驗內(nèi)容的直觀性,激發(fā)了學(xué)生學(xué)習的積極性和創(chuàng)新性。2.4網(wǎng)絡(luò)技術(shù)用于物理實驗課教學(xué)。在信息社會,信息的獲取、分析、拓展能力至關(guān)重要,那么網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在教育教學(xué)中的地位就顯得尤為重要。通過網(wǎng)絡(luò)資源能使學(xué)生認識到信息社會各項能力的重要性,基礎(chǔ)實驗網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用平臺正是這樣一種用于物理實驗課教學(xué)的網(wǎng)絡(luò)資源,近年來,很多學(xué)校不斷開發(fā)研制自己的基礎(chǔ)實驗網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用平臺用于物理實驗課教學(xué)。網(wǎng)絡(luò)資源可以大大提高學(xué)生的實驗預(yù)習效果,提高學(xué)生的相互協(xié)作能力,為師生提供交流的平臺。例如:我院利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開發(fā)研制的“基礎(chǔ)實驗網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)”,不但具有預(yù)約、注冊、注銷、實驗查詢等管理功能,還能實現(xiàn)網(wǎng)上預(yù)習、網(wǎng)上答疑、網(wǎng)上批改報告等教學(xué)功能,充分發(fā)揮了網(wǎng)絡(luò)資源的優(yōu)勢。學(xué)生可以利用校園網(wǎng)對實驗內(nèi)容進行課前預(yù)習和課后復(fù)習,使教學(xué)內(nèi)容在時間、空間上得到延伸。開放實驗網(wǎng)站的建設(shè)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(xué)的進行,使學(xué)生的學(xué)習由課內(nèi)向課外延伸,為學(xué)生的自主學(xué)習和個性發(fā)展提供了良好的條件。

3結(jié)語

面對目前科技迅速發(fā)展的信息化社會,在物理實驗課教學(xué)中引入信息技術(shù)是必要的。實踐證明,在物理實驗課教學(xué)中科學(xué)合理地引入多媒體技術(shù)、虛擬仿真技術(shù)、傳感技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠優(yōu)化物理實驗課教學(xué),為物理實驗課教學(xué)提供生機和活力,使學(xué)生的學(xué)習積極性和主動性得到了發(fā)揮,為學(xué)生的素質(zhì)和能力培養(yǎng)創(chuàng)造了良好的環(huán)境。

參考文獻

[1]楊枝茂.信息技術(shù)在當代大學(xué)教學(xué)中的創(chuàng)新應(yīng)用[J].黑龍江教育學(xué)院學(xué)報,2017,36(1):43-45.

[2]林書兵,張倩葦.我國信息化教學(xué)模式的20年研究述評:借鑒、變革與創(chuàng)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(xué)的新手段[J].內(nèi)蒙古民族大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)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(xué)院基礎(chǔ)部