首页 -> 2007年第5期
大学物理实验信息化教学与物理实验教学方法的研究
作者：霍剑青 王晓蒲
学期物理实验中都安排有设计性或研究性实验内容。设计性、研究性、开放性实验为学生提供了自主、创新学习的平台。学生在设计性、研究性、开放性实验中，积极思考，主动学习，找到了自己在实验教学中应有的主体位置，并从实验教学中获得了成就感、满足感。设计性、研究性、开放性实验在启发学生的创新思维、培养他们的创新能力方面发挥了很好的作用。
三、建设精品课程丰富的网络资源系统
营造培养学生创新能力的信息化物理实验教学环境
1、建立精品课程丰富的网络资源，营造教学互动的信息化平台
根据教育部有关文件精神，国家级精品课程，应是具有一流教师队伍、一流教学内容、一流教学方法、一流教材、一流教学管理等特点的示范性课程；应建立一个优质的课程资源体系和网络共享平台。
我们认为，国家级精品课程的优质网络资源体系建设是精品课程建设的重要方面。精品课程的网络资源系统必须能反映大学物理实验课程建设的先进理念、课程的体系、内容和教学方法；提炼物理实验课程的基本知识，基本思想和基本方法；体现先进的科学思想、科学方法和科学成果；提供学生独立思考、主动学习的平台和师生交互的平台。
我校大学物理实验精品课程网络资源系统综合了几十年来我校物理实验课程的优秀教学资源；融合了10多年来实验教学改革的新思想、新成果；反映了与实验教学相关联的现代科学技术的新思想、新方法；并不断提高实验的开放性、教学的交互性，满足了各层次学生学习的主动性。
我校大学物理实验精品课程网络资源系统按照大学物理实验课程的新体系提炼了实验课的教学大纲、实验的教案、实验的重点、难点、仪器的原理、结构、运行机理，使用方法和常见故障分析等指导信息；围绕学生实验课程的知识点提供了系统的网上讲座，以便学生从看起来零散的各个实验中，系统地领悟实验的思想、方法、技术和应用；为拓宽学生的知识面，围绕现代物理技术类实验和研究型实验提供了系统的网上现代物理技术讲座。目前我校大学物理实验国家级精品课程网络资源系统已包括4个学期，224学时，78个实验的授课教案和100多个实验的习题；由物理学史，物理实验方法，不确定度和数据处理方法，力、热、电、光学量的测量方法与应用，现代物理技术讲座等内容组成的28 讲物理实验系列讲座；力、热、电、光、近代物理实验等各类常用仪器的仪器库，其中包括仪器的实物照片、内部结构、运行机理及使用指导等。为便于学生在教师指导下学习，资源库系统具有很强的交互功能和扩充功能。任课教师可以根据教学需要，在资源库系统中动态更新自己的教案，引导学生学会读懂实验，指导学生建立实验教科书与实验室实物仪器之间的联系，激发他们的学习热情，提高他们自主学习的能力。在几年的教学实践中产生了良好的教学效果，一批学生的优秀教学实践论文脱颖而出。目前在我校大学物理实验精品课程网络资源系统中精选了40篇学生的代表作。
2、建设基于web的远程仿真实验系统，营造多元化教学模式
物理学是以实验为基础的学科，物理实验教学对培养学生创新思维和实践能力以及对物理理论的理解将起到不可替代的作用。但是，在实际教学中，由于受到时间和空间的限制，在有限的学时内，要学生完全理解实验原理和仪器的运行机理，满足学生自己选择参数设计实验，或进一步做研究性实验内容的强烈欲望，有一定困难。学生往往在教师设定好的参数和步骤中完成实验的内容，这个过程中学生缺乏思考，很多是盲目操作走了过场，这样实际上把物理实验教学变成了一种呆板式的模仿型教学。要改变这种状态，就要发挥信息化教育的优势与实际实验的教学模式相结合，创新教学模式来解决。
由我校研制，高等教育出版社1996年出版的《大学物理仿真实验》就是一个具有代表性的创新媒体，是国际上第一套实验教学软件。它利用软件建模设计虚拟仪器，建立虚拟实验环境，学生可在这个环境中自行设计实验方案、拟定实验参数、操作仪器，模拟真实的实验过程，深化理解物理知识。《大学物理仿真实验》可用于学生预习、复习以及自学物理实验，营造了学生自主学习的环境和与真实实验相结合的二段式、三段式教学模式，并使实验教学在空间和时间上得到延伸。在此基础上，1999年以来建设在校园网上的虚拟实验远程教学系统进一步营造了多元化的物理实验教学环境和学生自主学习的平台。目前虚拟实验远程教学系统已包括力、热、电、光、近代物理实验在内的56个大学物理仿真实验，多年来在开设网上实验选修课、网上实验辅导课、强化师生间的交互，激发学生的主动性和学习热情，提高教学水平等方面发挥了很好的作用。
大学物理仿真实验软件是不断发展的教学媒体，它的动态更新、动态发布和维护是教学实践中迫切需要解决的问题。传统的教学软件发布方式是用光盘等硬拷贝模式发布，常常存在着升级和维护困难等问题。为此，近年来我们研究了基于web的大学物理仿真实验系统，用户无须手动安装仿真实验软件程序，只需通过浏览器就可实现仿真实验等各种类型教学软件的自动下载、更新、运行。基于web的大学物理仿真实验系统更方便更广泛地为学生提供了自主学习的平台、不断更新的优秀教学资源。同时也为解决由于扩大招生、培养学生创新能力需要增加的教学资源的问题提供了解决的途径。
3、建立网络选课系统，教学交互系统，管理系统，实现全方位开放的教学模式
开放性教学模式是满足学生个性化教学的模式。在开放实验室，学生可利用实验室提供的设备，在教师指导下，自己设立实验题目、设计实验方案完成实验，因此它能有效地满足学生求知、探索和创新的欲望，有效地培养学生的创新思维与创新能力，因此我们非常注重实验教学的开放模式。
为了对大面积学生实现在时间、空间、内容上的开放教学，我们建立了网络选课系统、教学交互系统和教学管理系统，并在2个学期内，对2800名学生开设的开放性实验教学中发挥了很好的作用。
4、建设《大学物理实验》(第二版)和立体化教材教材是教学的依据，它反映了教学思想、教学目标、教学内容和教学方法。由我校编写，高等教育出版社于2005年11月至2006年6月陆续出版的面向21世纪教材，《大学物理实验》(一、二、三、四册)(第二版)在第一版的基础上，融进了我校近几年来在教学、科研中积累的科学思想、科学方法、教学思想和教学成果。在反映我校大学物理实验教学的新体系、新内容的基础上，对教材中的大多数实验增加了设计性内容或研究性内容、研究型课题；并配有基于web的大学物理仿真实验系统、大学物理实验资源系统等。应用信息技术建设了体系新颖、内容丰富、适应于各专业、各层次学生多元化教学模式的立体化教材。
四、结束语
20世纪末以来以数字化为核心的信息技术的高度发展，带动了信息化教育的发展，营造了信息时代培养创新人才的崭新的教学环境、教学模式，教学方法，在教学中正在发挥着任何时代无与伦比的作用。任重而道远，如何进一步融合传统教育与信息化教育，培养出合格的新世纪创新人才是我们必须不断面对的课题，我们将为此坚持不懈地努力。
[责任编辑：文和平]
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