信息技術(shù)在物理實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的應(yīng)用
時(shí)間:2022-08-14 10:38:31
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摘要:以社會(huì)發(fā)展的角度,結(jié)合物理實(shí)驗(yàn)課教學(xué)實(shí)際,分析了信息技術(shù)在物理實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)課教學(xué)中的應(yīng)用。實(shí)踐證明,在物理實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)教學(xué);應(yīng)用
當(dāng)今社會(huì)是科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的社會(huì),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(gè)重要標(biāo)志。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)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(shí)踐類課程,傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式不能調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性和個(gè)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(shí)驗(yàn)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(huì)中不可或缺的應(yīng)用技術(shù)[1],教育信息化是社會(huì)發(fā)展的必然。高等教育信息化是促進(jìn)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(shí)驗(yàn)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(shí)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(dòng)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(shí)踐能力、自主學(xué)習(xí)和協(xié)作學(xué)習(xí)能力等[2]。由此可以看出,國(guó)家對(duì)信息技術(shù)在教育教學(xué)中的應(yīng)用相當(dāng)重視。物理實(shí)驗(yàn)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(shí)展潮流,以國(guó)家文件精神為指導(dǎo),在物理實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中不斷應(yīng)用信息技術(shù),以提高物理實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)課教學(xué)質(zhì)量。2.1多媒體技術(shù)用于物理實(shí)驗(yàn)課教學(xué)。多媒體技術(shù)用于物理實(shí)驗(yàn)課教學(xué)有區(qū)別于傳統(tǒng)教學(xué)手段的很多優(yōu)勢(shì)。多媒體技術(shù)把文字、圖形、動(dòng)畫和聲音等多種媒體信息進(jìn)行綜合處理應(yīng)用,其形象生動(dòng)的演示、動(dòng)聽悅耳的音響效果,能夠全面調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。在物理實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中運(yùn)用多媒體技術(shù),可以給學(xué)生提供信息量較大的實(shí)驗(yàn)背景知識(shí),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,指導(dǎo)學(xué)生去思考、自主學(xué)習(xí)。例如:在“邁克爾遜干涉儀實(shí)驗(yàn)”教學(xué)中,引入大量實(shí)驗(yàn)背景知識(shí)及前沿知識(shí),豐富了學(xué)生的視野,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,在原理講解上借助圖片、動(dòng)畫的形式,讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)具有直觀的理解,讓學(xué)生未做實(shí)驗(yàn)就已經(jīng)在頭腦中建立了實(shí)驗(yàn)的立體圖像,有助于保證學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)順利完成實(shí)驗(yàn)。在“霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)”教學(xué)中,背景知識(shí)方面引入諾貝爾獎(jiǎng)的例子,引入新聞視頻、應(yīng)用實(shí)例等,讓學(xué)生深刻體會(huì)物理實(shí)驗(yàn)課的重要性,基礎(chǔ)科學(xué)知識(shí)在高科技領(lǐng)域的重要應(yīng)用。多媒體技術(shù)用于物理實(shí)驗(yàn)課教學(xué)可以更好的實(shí)現(xiàn)師生互動(dòng),使學(xué)生參與到課堂教學(xué)中來,學(xué)生由被動(dòng)的學(xué)變?yōu)橹鲃?dòng)的學(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(shí)驗(yàn)課教學(xué)。隨著科技的不斷進(jìn)步,物理實(shí)驗(yàn)課中采用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的方式開展教學(xué)成為一種趨勢(shì)。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)是計(jì)算機(jī)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、人機(jī)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(duì)于一些價(jià)格昂貴且具有破壞性、現(xiàn)實(shí)條件不容易實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn),采用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的方式可以大大節(jié)約實(shí)驗(yàn)成本。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的開展能節(jié)約現(xiàn)實(shí)教學(xué)資源,共享教學(xué)設(shè)施,提高學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)的興趣,在培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)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(dá)到的教學(xué)效果。利用虛擬仿真技術(shù)開展虛擬仿真實(shí)驗(yàn),創(chuàng)建虛擬實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)軟件,可以開設(shè)很多實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備價(jià)格昂貴或者做現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)不太適合的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,如“核磁共振研究”“相對(duì)論實(shí)驗(yàn)”“低真空獲得與測(cè)量”等實(shí)驗(yàn)。隨著虛擬實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)建的不斷深入,有很多院校建立3D虛擬實(shí)驗(yàn)室,增加虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的真實(shí)感,增強(qiáng)學(xué)生對(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)的認(rèn)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(shí)驗(yàn)課教學(xué)。在這個(gè)科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的社會(huì),傳感技術(shù)成為衡量一個(gè)國(guó)家信息化水平的重要標(biāo)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(shí)驗(yàn)設(shè)備開始采用各種傳感器進(jìn)行測(cè)量,如利用壓力、位移、溫度等傳感器改進(jìn)傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)裝置,使其能夠?qū)?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)收集、處理及成像處理,使測(cè)量精度得到提高,實(shí)驗(yàn)過程得到優(yōu)化。傳感技術(shù)在物理實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中的應(yīng)用,促進(jìn)了物理實(shí)驗(yàn)與高新技術(shù)的融合。在物理實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中引入傳感技術(shù)有利于提高實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)儀上開設(shè)多個(gè)電學(xué)實(shí)驗(yàn),還有部分實(shí)驗(yàn)利用傳感技術(shù)使實(shí)驗(yàn)結(jié)果及圖形在計(jì)算機(jī)顯示器上顯示出來,增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的直觀性,激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)新性。2.4網(wǎng)絡(luò)技術(shù)用于物理實(shí)驗(yàn)課教學(xué)。在信息社會(huì),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(rèn)識(shí)到信息社會(huì)各項(xiàng)能力的重要性,基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用平臺(tái)正是這樣一種用于物理實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用平臺(tái)用于物理實(shí)驗(yàn)課教學(xué)。網(wǎng)絡(luò)資源可以大大提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)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(tái)。例如:我院利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開發(fā)研制的“基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)”,不但具有預(yù)約、注冊(cè)、注銷、實(shí)驗(yàn)查詢等管理功能,還能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上預(yù)習(xí)、網(wǎng)上答疑、網(wǎng)上批改報(bào)告等教學(xué)功能,充分發(fā)揮了網(wǎng)絡(luò)資源的優(yōu)勢(shì)。學(xué)生可以利用校園網(wǎng)對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí),使教學(xué)內(nèi)容在時(shí)間、空間上得到延伸。開放實(shí)驗(yàn)網(wǎng)站的建設(shè)方便了各實(shí)驗(yàn)室資源的利用和管理,有利于輔助開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)的進(jìn)行,使學(xué)生的學(xué)習(xí)由課內(nèi)向課外延伸,為學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和個(gè)性發(fā)展提供了良好的條件。
3結(jié)語
面對(duì)目前科技迅速發(fā)展的信息化社會(huì),在物理實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中引入信息技術(shù)是必要的。實(shí)踐證明,在物理實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)課教學(xué),為物理實(shí)驗(yàn)課教學(xué)提供生機(jī)和活力,使學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)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。
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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
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