大学物理实验信息化教学方法的思考

樊锐华

摘要：大学物理实验是高校理工科专业开设的必修基础课之一，是学生进入大学后进行系统实验技能和科学实验数据处理的一门非常重要的必修实践课。这门课和理论课差别很大，很实用。它在专业工程和创新人才的培养中起着非常重要的作用。利用信息技能提高物理实验教学质量，调动学生的学习积极性和创造性，是高校物理实验教学改革的重要方向。

关键词：大学物理实验;信息化教学;实验教学

中图分类号：G64   文献标识码：A   文章编号：1003-2177（2021）01-0075-02

随着网络信息技术的快速发展和普及，教师和学生越来越重视虚拟现实技术的教育方法。由于实验课程的准备受到仪器和场所的限制，虚拟现实技术可以向学生展示实验中的注意事项和仪器的结构，对大学物理实验教育有很大的帮助。新形势下网络信息技术在大学物理实验教学中的应用，对新形势下培养学生实践能力、提高大学物理实验教学质量、完善人才培养具有现实指导意义。

1 大学物理实验教学目前存在的问题

1.1课前预习不够充分

学生对大学物理实验的准备主要集中在实验的目的、原理、过程和设备上。由于教育设备和相关测试硬件的限制，学生在预习过程中无法接触到相关的测试仪器。面对教材中的几幅测试仪器图片，他们只能了解仪器设备的外观，对测试仪器的结构和组成没有具体生动地了解。另外，学生不会使用相关网络数据进行预习。因此，学生在预习过程中无法做到理论联系实际，无法透彻理解实验的具体内容和不同环节，学生在实验班也难以顺利操作实验。他们经常反复翻教材，反复操作检测仪器。由于对测试仪器缺乏透彻地了解，测试过程中会出现很多问题，导致测试时间严重不足，学生不能按时完成测试，测试仪器容易损坏。只要学生对测试意图、测试原理和测试仪器有突出的认识，形成系统的理解，就能在测试中得到满足，充分发挥自己的实践才能，提高实验实践教育的效果。

1.2课堂时间分配问题

由于实验以学生操作为主，教师指导为辅，学生在教师的指导下独立完成实验任务。由于老师讲解时间有限，正式考试前，老师要讲一下考试意图、考试原则、考试仪器的应用、考试步骤和注意事项等。总时间20分钟左右。这时首先要做的是，学生要掌握仪器的使用，明确测试意图，掌握测试技巧，测量物理量，处理数据。因为时间短，如果老师花太多时间讲解，学生做的实验就会少，实验班的教学效果会受到很大影响。这需要教师和学生之间的良好合作来结束实验的教学任务。因此，在课前，教师有必要根据学生的实际情况合理分配时间，以便更好地完成实验教学的相关任务。

1.3课后复习条件局限

由于其特殊性，实验班比理论班更难复习。主要是理论课的常识点，在讲义或课本中详细介绍，让学生认真阅读和分析课本。充分理解和掌握相关常识点，补充或拓宽相关常识在网上也比较丰富。实验班不一样。大学物理实验需要使用测试仪器测量数据（有时同一实验中不同的学生有不同的仪器类型）。课后对测试数据进行处理，整理测试报告，将测试结论提交老师审核。学生交了测试报告后，一个测试项目就完成了。说到温习，试卷上的原理复习起来比较容易，但是如果看不到仪器，就没办法对实验操作过程进行很好的温习，实际测量结果也不可能得到。所以，即便学生有温习的想法，也是受客观条件束缚的。

2 大学物理实验主要教学方法的探索

针对大学物理实验教学中实验仪器和场地的局限性带来的困难，为了避免因操作不当而对实验仪器造成不必要的损坏，将虚拟现实技术引入大学物理实验教学，以提高大学物理实验教学的质量和水平，是本文的中心任务。该方法包括以下几个方面：

2.1进一步完善和开展大学物理虚拟仿真系统

为习惯新形势下教学大纲提出的要求依据我校大学物理虚拟仿真实验室现有根底，拓宽我校物理虚拟仿真实验室的功用，构建物理实验预约、开放和排课体系。

2.2教学设计

虚拟仿真实验与传统实验教学有很大不同。因此，为了适应新形势下的教育需求，有必要相应地改变原有的实验课程标准和审计标准。根据虚拟教学的要求，制定教育计划和内容。根据实验教学中的一些知识点，特别是实验测量、数据处理的方法和常用仪器的使用，从零开始规划和理解实验教学策略，选择适合学生日常学习（包括预习和复习）需要的實验项目[1]。

2.3教学评价方面

建立基于师生互动的教育评论。教师对学生的准备、实验操作过程、获得的数据和数据处理进行合理、全面的评价。学生还可以对教师的教育方法和介绍方法提出相应的意见，对实验操作中的重点和难点进行点评，对实验仪器进行故障排除。协助教师合理调整教育策略。

3 完善大学物理实验信息化教学体系

（1）结合学生生活习惯，运用微信二维码技术，将考试难点和学习内容收缩在二维码上进行链接。学生能够随时扫描二维码，获取相关学习视频，查找测验仪器的相关材料信息，取得更全面的学习方法，开阔视野，进一步了解学习内容和测验环节，达到事半功倍的效果。

（2）逐渐给网站的教学文档添加不同的实验点和难点。这样学生在预习过程中能够有清晰的目标，复习知识关键，既节省时间，又避免预习的盲目性。

（3）能够在网站上设置相应的共享视频，包含实验教学视频。经过观看视频，学生能够在预习或复习时及时把握理论知识和仪器结构。

（4）网站中相关的虚拟测验体系首要触及测验环节。学生能够自在控制自己的时间，根据需要登录测验渠道，及时充分了解实验原理、仪器结构等相关数据和信息。

（5）学生能够经过门户网站留言板上传自己的问题，及时与教师交流，加强师生交流。在课堂教学过程中，为了有用检验学生的实际预习情况，增进师生之间的有益互动，能够在课前预习中设置相关问题。上课前五分钟，教师随机就这门课的实验内容和知识点发问，然后进一步调查学生的预习情况。教师能够及时处理预习中存在的问题，修正和反映结果，也能够起到一定的催促学生的作用。教师应充分把握学生的实际学习状况，给予有针对性地讲解和教学，有助于进步实践教学能力[2]。

4 教学效果分析

虚拟现实技术在物理实验教育中的应用，显著进步了学生的课前准备质量、学习爱好和讲堂教育效率，首要表现在以下几个方面：

（1）在实验过程中，学生对实验仪器的详细操作办法和基本原理有了更全面、深化的了解。在实践教育过程中，教师不必像曾经一样演示每一个操作过程，能够节约大量时间，进步讲堂教育的效率。如果学生对实验原理一无所知，只会在讲堂听老师讲课，不会深化思考，很难到达突出的教育作用;信息教育技术的应用能够协助教师充沛掌握和理解学生的实践预习，促使学生掌握实验原理和办法，从而不断提高教学质量。

（2）在教学过程中，师生互动显著增加。学生敢和老师深入讨论，这有助于培养学生的思维能力，思维模式，同时学习方法也会逐步得到提升。他们能够更深入地思考问题，认真观察实验现象。

（3）学生从一开始就重视数据的真实性和合理性，在实验过程中注意到一些相关因素对测验结果的影响。此外，学生犯的错误解逐步减少，这有助于越来越深化地考虑实验的意图。

5 结语

本文探讨了大学物理实验的教学方法。将虚拟现实技术引入物理实验教学，解决了物理实验课备课难度不足的问题。虚拟现实技能可以搭建虚拟测试条件，减少测试仪器的损坏，方便学生随时预习和复习测试项目或测试测量方法，突出教育资源的共享和应用，有助于改善实验教育现状，更新实验教育方法，提高实验教育水平[3]。

参考文献

[1]罗道斌，周利斌，刘建科，等.大学物理实验课程信息化教学的探索与创新：以陕西科技大学为例[J].传播力研究，2019（5）：183.

[2]王小兰，戴亚文.信息化环境下大学物理实验教学新模式的研究与实践[J].大学物理实验，2013（3）：114-118.

[3]包斯琴高娃，马占英，马占新.基于信息化技术的大学物理实验教学改革与探索[J].大学物理实验，2013（2）：100-103.

（责编：杨梅）